《浙江版高考數(shù)學 一輪復習(講練測): 專題7.3 二元一次不等式組與簡單的線性規(guī)劃問題講》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《浙江版高考數(shù)學 一輪復習(講練測): 專題7.3 二元一次不等式組與簡單的線性規(guī)劃問題講(25頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第03節(jié) 二元一次不等式(組)與簡單的線性規(guī)劃問題
【考綱解讀】
考 點
考綱內(nèi)容
五年統(tǒng)計
分析預測
二元一次不等式(組)與簡單的線性規(guī)劃問題
了解二元一次不等式的幾何意義,掌握平面區(qū)域與二元一次不等式組之間的關系,并會求解簡單的二元線性規(guī)劃問題.
20xx浙江文15理13;
20xx浙江文12理13;
201浙江文14理14
20xx浙江文4理3
20xx浙江4
線性目標函數(shù)、距離型、斜率型的目標函數(shù)最值問題.
備考重點:
1.線性規(guī)劃基本問題;
2.含參數(shù)的目標函數(shù)以及與其他知識點的結合.
【知識清單】
1.二元一次不等式(組)表示的平
2、面區(qū)域
在平面直角坐標系中,直線將平面分成兩部分,平面內(nèi)的點分為三類:
①直線上的點(x,y)的坐標滿足:;
②直線一側(cè)的平面區(qū)域內(nèi)的點(x,y)的坐標滿足:;
③直線另一側(cè)的平面區(qū)域內(nèi)的點(x,y)的坐標滿足:.
即二元一次不等式或在平面直角坐標系中表示直線的某一側(cè)所有點組成的平面區(qū)域,直線叫做這兩個區(qū)域的邊界,(虛線表示區(qū)域不包括邊界直線,實線表示區(qū)域包括邊界直線). 由幾個不等式組成的不等式組所表示的平面區(qū)域,是各個不等式所表示的平面區(qū)域的公共部分.
對點練習
在平面上,過點作直線的垂線所得的垂足稱為點在直線上的投影.由區(qū)域中的點在直線上的投影構成的線段記為,則( )
3、.
A. B. C. D.
【答案】C
2.目標函數(shù)的最值
名稱
意義
約束條件
由變量x,y組成的不等式(組)
線性約束條件
由x,y的一次不等式(或方程)組成的不等式(組)
目標函數(shù)
關于x,y的函數(shù)解析式,如z=2x+3y等
線性目標函數(shù)
關于x,y的一次解析式
可行解
滿足線性約束條件的解(x,y)
可行域
所有可行解組成的集合
最優(yōu)解
使目標函數(shù)取得最大值或最小值的可行解
線性規(guī)劃問題
在線性約束條件下求線性目標函數(shù)的最大值或最小值問題
對點練習
【20xx浙江4】若,滿足約束條件,則的取值范圍是(
4、 )
A.[0,6] B.[0,4] C.[6, D.[4,
【答案】D
【考點深度剖析】
從考綱和考題中看,該部分內(nèi)容難度不大,重點考查目標函數(shù)在線性約束條件下的最大值和最小值問題——線性規(guī)劃問題,命題形式以選擇、填空為主,但也有解答題以應用題的形式出現(xiàn).
【重點難點突破】
考點1二元一次不等式(組)表示平面區(qū)域
【1-1】【20xx浙江嘉興第一中學模擬】若不等式組x-y>03x+y<3x+y>a表示一個三角形內(nèi)部的區(qū)域,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. -∞,34 B. 34,+∞
5、 C. -∞,32 D. 32,+∞
【答案】C
【解析】
x+y>a表示直線的右上方,若構成三角形,點A在x+y=a的右上方即可。
又A34,34,所以34+34>a,即a<32.
故選C
【1-2】已知點在由不等式確定的平面區(qū)域內(nèi),則點所在的平面區(qū)域面積是
【答案】4
是有即,這個不等式組表示的平面區(qū)域為如圖所示的內(nèi)部(含邊界),其面積為4,即點所在平面區(qū)域面積為4,
【1-3】【20xx陜西西安西北工業(yè)大學附屬中學模擬】若平面區(qū)域,夾在兩條斜率為1的平行直線之間,則這條平行直線間的距離的最小值是( )
A. B.
6、 C. D.
【答案】D
【解析】作出平面區(qū)域如圖所示:
兩條平行線分別為y=x?1,y=x+1,即x?y?1=0,x?y+1=0.
∴平行線間的距離為,
本題選擇D選項.
【領悟技法】
由幾個不等式組成的不等式組所表示的平面區(qū)域,是各個不等式所表示的平面區(qū)域的公共部分.
1. 判斷二元一次不等式Ax+By+c>0(或<0)表示直線的哪一側(cè)的方法:
因為對在直線Ax+By+C =0同一側(cè)的所有點(x ,y),數(shù)Ax+By+C的符號相同,所以只需在此直線的某一側(cè)任取一點(x0, y0)(若原點不在直線上,則取原點(0,0)最簡便),它的坐標
7、代入Ax+By+c,由其值的符號即可判斷二元一次不等式Ax+By+c>0(或<0)表示直線的哪一側(cè).
2. 畫二元一次不等式或表示的平面區(qū)域的基本步驟:
①畫出直線(有等號畫實線,無等號畫虛線);
②當時,取原點作為特殊點,判斷原點所在的平面區(qū)域;當時,另取一特殊點判斷;
③確定要畫不等式所表示的平面區(qū)域.
【觸類旁通】
【變式一】【20xx陜西西安西北工業(yè)大學附屬中學模擬】設關于, 的不等式組表示的平面區(qū)域內(nèi)存在點,滿足,則的取值范圍是__________.
【答案】
【解析】
由,得,只需點在圓內(nèi)或者滿足 ,即或,可得或, ,故答案為.
【變式二】【
8、20xx江西4月質(zhì)檢】不等式組表示的平面區(qū)域的面積是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
作出不等式組表示的區(qū)域是兩直角邊分別為的直角三角形,面積,故選A.
考點2 求目標函數(shù)的最值
【2-1】【浙江省高三上模擬】若整數(shù),滿足不等式組,則的最大值是( )
A.-10 B.-6 C.0 D.3
【答案】D.
,故選D.
【2-2】【浙江省湖州、衢州、麗水三市高三4月聯(lián)考】已知實數(shù)滿足則的最大值是( )
A. -2 B. -1 C.
9、 1 D. 2
【答案】C
【2-3】【20xx河南洛陽聯(lián)考】已知x,y滿足條件x≥0,y≥x,3x+4y≤12,則x+2y+3x+1的取值范圍是__________.
【答案】3,9
【解析】作出可行域:
【2-4】【20xx廣西南寧三中、柳鐵一中、玉林高中聯(lián)考】設 滿足約束條件 ,則 的最大值為________.
【答案】
【解析】不等式組表示的平面區(qū)域如圖陰影所示,
表示的幾何意義是點到距離,由圖可知,點到原點的距離最遠, ,得,
【2-5】已知為坐標原點,,,,滿足,則的最大值等于 .
【答案】
當目
10、標函數(shù)平移到C點取得最大值,解得,,代入目標函數(shù),的最大值為.
【領悟技法】
常見目標函數(shù)類型:
【觸類旁通】
【變式一】【浙江嘉興高三上測試】若滿足,則的最大值為 .
【答案】
【變式二】【浙江省高三上模擬】已知函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有兩個零點,是的取值范圍是________.
【答案】.
考點3 線性規(guī)劃的實際應用
【3-1】某高科技企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品和產(chǎn)品需要甲、乙兩種新型材料.生產(chǎn)一件產(chǎn)品需要甲材料,乙材料,用個工時;生產(chǎn)一件產(chǎn)品需要甲材料,乙材料,用個工時.生產(chǎn)一件產(chǎn)品的利潤為元,生產(chǎn)一件產(chǎn)品的利潤為元,該企業(yè)現(xiàn)有甲材料,乙材料,則在不超過個
11、工時的條件下,生產(chǎn)產(chǎn)品,產(chǎn)品的利潤之和的最大值為 元.
【答案】
【解析】設生產(chǎn)產(chǎn)品A,B的件數(shù)分別為,獲得利潤為元,
目標函數(shù)為,畫出滿足不等式組的可行域,如圖所示.
聯(lián)立,得,即.移動目標函數(shù),
可得到當其經(jīng)過點時,有最大值.故填.
【3-2】【20xx重慶第一中學模擬】某玩具生產(chǎn)廠計劃每天生產(chǎn)卡車模型、賽車模型、小汽車模型這三種玩具共100個,生產(chǎn)一個卡車模型需5分鐘,生產(chǎn)一個賽車需7分鐘,生產(chǎn)一個小汽車需4分鐘,已知總生產(chǎn)時間不超過10小時,若生產(chǎn)一個卡車模型可獲利8元,生產(chǎn)一個賽車模型可獲利潤9元,生產(chǎn)一個小汽車模型可獲利潤6元,該公司合理分配生產(chǎn)
12、任務使每天的利潤最大,則最大利潤是__________元.
【答案】850
【解析】約束條件為
目標函數(shù)為W=2x+3y+600,作出可行域.
初始直線l0:2x+3y=0,平移初始直線經(jīng)過點A時,W有最大值.
最優(yōu)解為A(50,50),
所以Wmax=850(元).
【領悟技法】
(1)明確問題中的所有約束條件,并根據(jù)題意判斷約束條件中是否能夠取到等號.
(2)注意結合實際問題的實際意義,判斷所設未知數(shù)x,y的取值范圍,特別注意分析x,y是否是整數(shù)、非負數(shù)等.
(3)正確地寫出目標函數(shù),一般地,目標函數(shù)是等式的形式.
【觸類旁通】
【變式一】某企業(yè)生產(chǎn)甲、乙
13、兩種產(chǎn)品均需用A,B兩種原料.已知生產(chǎn)1噸每種產(chǎn)品需原料及每天原料的可用限額如表所示,如果生產(chǎn)1噸甲、乙產(chǎn)品可獲利潤分別為3萬元、4萬元,則該企業(yè)每天可獲得最大利潤為( )
A.12萬元 B.16萬元 C.17萬元 D.18萬元
甲
乙
原料限額
(噸)
(噸)
【答案】D
【解析】設該企業(yè)每天生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品分別為、噸,則利潤
由題意可列,其表示如圖陰影部分區(qū)域:
當直線過點時,取得最大值,所以,故選D.
【變式二】某運輸公司有7輛載重量為6 t的A型
14、卡車與4輛載重量為10 t的B型卡車,9名駕駛員,在建筑某段高速公路中,此公司承擔了每天至少搬運360 t瀝青的任務,已知每輛卡車每天往返的次數(shù)為A型卡車8次,B型卡車6次,每輛卡車每天往返的成本費為A型卡車160元,B型卡車252元,每天派出A型車與B型車各多少輛,才能使公司所花的成本費最低?
【答案】設派出A型車x輛,B型車y輛,所花成本費為z=160x+252y,且x、y滿足給條件如:
,即
作直線,即,
作直線的平行線:
當直線經(jīng)過可行域內(nèi)A點時,縱截距最小,
可得A點坐標為.
∵z=160x+252y,∴,式中代表該直線的縱截距b,
而直線的縱截距b取最小值時,z
15、也取得最小值,
即過時,,
但此時,
∴z=1220.8到不到,即它不是可行解,調(diào)整x、y的值,
當x=5,y=2時,點在直線4x+5y=30上,且在可行域內(nèi)符合x、y要求.
∴派5輛A型車,2輛B型車時,成本費用最低,
即zmin=160×5+2×252=1304(元)
考點4 線性規(guī)劃中含參數(shù)問題
【4-1】【浙江省“七彩陽光”聯(lián)盟高三上期初聯(lián)考】已知變量滿足約束條件,若不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
【答案】D
時, 取得最大值,即,所以,故選D.
【4-2】【20xx湖
16、北浠水實驗高級中模擬】設x,y滿足不等式組x+y-6≤02x-y-1≤3x-y-2≥0,若z=ax+y的最大值為2a+4,最小值為a+1,則實數(shù)a的取值范圍為__________.
【答案】[-2,1]
【解析】由z=ax+y得y=-ax+z,直線y=-ax+z是斜率為?a,y軸上的截距為z的直線,
若a=0,則y=z,此時滿足條件,
若a>0,則目標函數(shù)斜率k=-a<0,
要使目標函數(shù)在A處取得最小值,在B處取得最大值,
則目標函數(shù)的斜率滿足-a?kBC=-1,
即0<a?1,
若a<0,則目標函數(shù)斜率k=-a>0,
要使目標函數(shù)在A處取
17、得最小值,在B處取得最大值,
則目標函數(shù)的斜率滿足-a?kAC=2,
即-2?a<0,
綜上-2?a?1,
故答案為:[?2,1].
【領悟技法】
確定線性最優(yōu)解的思維過程:
線性目標函數(shù)(A,B不全為0)中,當時,,這樣線性目標函數(shù)可看成斜率為,且隨變化的一組平行線,則把求的最大值和最小值的問題轉(zhuǎn)化為直線與可行域有公共點,直線在軸上的截距的最大值最小值的問題.因此只需先作出直線,再平行移動這條直線,最先通過或最后通過的可行域的頂點就是最優(yōu)解.特別注意,當B>0時,的值隨著直線在y軸上的截距的增大而增大;當B<0時,的值隨著直線在y軸上的截距的增大而減小.通常情
18、況可以利用可行域邊界直線的斜率來判斷.
對于求整點最優(yōu)解,如果作圖非常準確可用平移求解法,也可以取出目標函數(shù)可能取得最值的可行域內(nèi)的所有整點,依次代入目標函數(shù)驗證,從而選出最優(yōu)解,最優(yōu)解一般在可行域的定點處取得,若要求最優(yōu)整解,則必須滿足x,y均為整數(shù),一般在不是整解的最優(yōu)解的附近找出所有可能取得最值的整點,然后將整點分別代入目標函數(shù)驗證選出最優(yōu)整解.
對于非線性最優(yōu)解問題,應理解其幾何意義,結合平面幾何知識處理.
【觸類旁通】
【變式一】【20xx河北邢臺第二中學模擬】若滿足約束條件,且的最大值為4,則實數(shù)的值為__________.
【答案】
然后作出直線2x-y=4,
19、
由
得A(2,0),
此時A也在直線kx-y+3=0上,
則2k=-3,即k=
故答案為:
【變式二】
已知點P(x,y)滿足目標函數(shù)z=x+ay(a<0)的最大值和最小值之和為0,則a的值為( )
A.- B.-2
C.-1 D.-
【答案】B
【易錯試題常警惕】
易錯典例:已知實數(shù)x、y滿足的最小值.
易錯分析:對于目標函數(shù)賦予的幾何意義沒理解.
(-2,1)
1
O
x
y
2x+y=1
點(-2,1)到可行域內(nèi)的點的最小距離為其到直線2x+y=1的距離,由點到直線的距離公式可求得,故
溫馨提示:對非線性目標函數(shù)的最優(yōu)解問題,應深刻理解其包含的幾何意義,結合平面幾何知識處理.
【學科素養(yǎng)提升篇】
------數(shù)形結合思想
【典例】若實數(shù)x,y滿足條件,則z=3x-4y的最大值是( )
A.-15 B.-3 C.-1 D.1
【答案】C
【點評】解答線性規(guī)劃問題,一要注意作圖規(guī)范正確;二要注意目標函數(shù)何時取到最值;三要注意最優(yōu)解是否要求為整數(shù).將目標函數(shù)斜率和可行域邊界斜率比較以及何時向上移,何時向下移,這都是解題關鍵