简单的线性规划解题方法

来源 :高中生学习·高一版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chj0821031
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  1. 求线性目标函数的最值
  例1设变量[x]、[y]满足约束条件[y≤x,x+y≥2,y≥3x-6,]则目标函数[z=2x+y]的最小值为()
  A.[2]B.[3] C.[4]D.[9]
  解设变量[x]、[y]满足约束条件[y≤x,x+y≥2,y≥3x-6,]在坐标系中画出可行域[△ABC,A(2,0),][B(1,1),][C(3,3),]则目标函数[z=2x+y]的最小值为3,选B.
  2. 求平面区域的面积问题
  例2在平面直角坐标系[xOy],已知平面区域[A={(x,y)|x+y≤1,]且[x≥0,y≥0}],则平面区域[B={(x+y,x-y)|(x,y)∈A}]的面积为()
  A.[2] B.[1] C.[12] D.[14]
  解令[u=x+y,v=x-y,]∴[x=u+v2],[y=u-v2],
  又[(x,y)∈A],由[x≥0,y≥0,x+y≤1,]得[u≤1,u+v≥0,u-v≥0,]
  则点[(u,v)]所在的平面区域[B]为如图所示的阴影部分,即等腰直角三角形[OMN]的边界及内部的点构成. 由[u=1,u+v=0,]得[N(1,-1)],由[u=1,u-v=0,]得[M(1,1)],∴[SΔOMN=12×2×1=1],选B.
  点评本题的关键在于通过换元,找出动点[(u,v)]满足的约束条件[u≤1,u+v≥0,u-v≥0.]
  3. 求距离的最值问题
  例3已知函数[x]、[y]满足[x≥1,x-y+1≤0,2x-y-2≤0,]则[x2+y2]的最小值是()
  A.[5] B.[25] C.[1] D.[5]
  解由线性约束条件画出线性区域,其线性区域(阴影部分)的边界及内部,由图形知点[B]与原点[O]的距离最小,∵直线[AB]与直线[BC]的交点为[B],联立方程[x=1,x-y+1=0,]得[B(1,2)],因此[x2+y2]的最小值为[5],故选D.
  4. 求斜率的范围问题
  例4已知变量[x、y]满足约束条件[x-y+2≤0,x≥1,x+y-7≤0,],则[yx]的取值范围是()
  A.[[95,6]] B.[(-∞,95]⋃[6,+∞)]
  C.[(-∞,3]⋃[6,+∞)]D.[[3,6]]
  解画出可行域为一个[ΔABC]的边界及内部的点构成,三顶点为[C(1,3)]、[A(1,6)]和[B(52,92)],[yx]表示可行域内的点[(x,y)]与原点[(0,0)]连线的斜率,当[(x,y)=(1,6)]时,[yx]取最大值6,当[(x,y)=(52,92)]时,[yx]取最小值[95],故选[A].
  5. 求线性规划的整点最优解问题
  例5设变量[x]、[y]满足条件[3x+2y<10,x+4y≤11,x,y∈Z,x>0,y>0,]求[S=5x+4y]的最大值.
  解依约束条件作出可行域平移直线[l0:5x+4y=0]到[l1],使[l1]过可行域内点[A],由方程组[3x+2y<10,x+4y≤11,]解得[A(95,2310)],∵当直线[5x+4y=t]平移时,从[A]点起向左下方移动时第一个通过的整点是[A1(2,1)],∴[A1(2,1)]是所求的最优解,故[Smax=5×2+][4×1=14.]
  点评本题易出现错误,[Smax=5×95+4×2310=][915=18.2],因为[A(95,2310)]不是整点,所以结果[18.2]错误.
  6. 求参数的范围问題
  例6若不等式组[x-y≥0,2x+y≤2,y≥0,x+y≤a,]表示的平面区域是一个三角形,则[a]的取值范围是()
  A.[a≥43] B.[0  C.[1≤a≤43] D.[0  解不等式组[x-y≥0,2x+y≤2,y≥0,x+y≤a,]将前三个不等式画出可行域,即[△ABC]的边界及内部的点构成,三个顶点分别为[A(0,0)],[B(1,0)],[C(23,23)],第四个不等式[x+y≤a],表示的是斜率为-1的直线的下方,∴当[0  7. 解实际应用问题
  例7本公司计划2008年在甲、乙两个电视台做总时间不超过300分钟的广告,广告总费用不超过9万元,甲、乙电视台的广告收费标准分别为[500]元/分钟和200元/分钟,规定甲、乙两个电视台为该公司所做的每分钟广告,能给公司事来的收益分别为0.3万元和0.2万元.问该公司如何分配在甲、乙两个电视台的广告时间,才能使公司的收益最大,最大收益是多少万元?
  解设公司在甲电视台和乙电视台做广告的时间分别为[x]分钟和[y]分钟,总收益为[z]元,由题意得[x+y≤300,500x+200y≤90000,x≥0,y≥0.]所以二元一次不等式组等价于[x+y≤300,5x+2y≤900,x≥0,y≥0.]目标函数为[z=3000x+2000y].
  作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域.
  如图作直线[l:3000x+2000y=0],即[3x+2y=0.]平移直线[l],从图中可知,当直线[l]过[M]点时,目标函数取得最大值.联立[x+y=300,5x+2y=900.]解得[x=100,][y=200].
  [∴]点[M]的坐标为[(100,200)].
  [∴zmax=3000x+2000y=700000](元).
  故该公司在甲电视台做100分钟广告,在乙电视台做200分钟广告,公司的收益最大,最大收益是70万元.
  点评本题是线性规划的实际应用问题,需要通过审题理解题意,找出各量之间的关系,最好是列成表格,找出线性约束条件,写出所研究的目标函数,通过数形结合解答问题.
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