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1、
第七章 直線和圓的方程
二 線性規(guī)劃
【考點闡述】
用二元一次不等式表示平面區(qū)域.簡單的線性規(guī)劃問題.
【考試要求】
(3)了解二元一次不等式表示平面區(qū)域.
(4)了解線性規(guī)劃的意義,并會簡單的應用.
【考題分類】
(一)選擇題(共15題)
1.(安徽卷文8)設x,y滿足約束條件則目標函數z=x+y的最大值是
(A)3 (B) 4 (C) 6 (D)8
【答案】.C
【解析】不等式表示的區(qū)域是一個三角形,3個頂點是,目標函數在取最大值6。
【規(guī)律總結】線性規(guī)劃問題首先作出可行域,若為封
2、閉區(qū)域(即幾條直線圍成的區(qū)域)則區(qū)域端點的值是目標函數取得最大或最小值,求出直線交點坐標代入目標函數即可求出最大值.
2.(北京卷理7)設不等式組 表示的平面區(qū)域為D,若指數函數y=的圖像上存在區(qū)域D上的點,則a 的取值范圍是
(A)(1,3] (B )[2,3] (C ) (1,2] (D )[ 3, ]
【答案】A.
解析:這是一道略微靈活的線性規(guī)劃問題,作出區(qū)域D的圖象,聯系指數函數的圖象,能夠看出,當圖象經過區(qū)域的邊界點(2,9)時,a可以取到最大值3,而顯然只要a大于1,圖象必然經過區(qū)域內的點。
3.(福建卷理8)設不等
3、式組所表示的平面區(qū)域是,平面區(qū)域與關于直線對稱。對于中的任意點與中的任意點,的最小值等于
A. B.4 C. D.2
- 2 - / 10
【答案】B
【解析】由題意知,所求的的最小值,即為區(qū)域中的點到直線的距離的最小值的兩倍,畫出已知不等式表示的平面區(qū)域,如圖所示,
可看出點(1,1)到直線的距離最小,故的最小值為
,所以選B。
【命題意圖】本題考查不等式中的線性規(guī)劃以及兩個圖形間最小距離的求解、基本公式(點到直線的距離公式等)的應用,考查了轉化與化歸能力。
4.(福建卷文5)設x,y,且,則的最小值等于( )
A.2
4、 B.3 C.5 D.9
【答案】B
【解析】畫出不等式表示的平面區(qū)域如圖陰影所示,
當直線過點(1,1)時,取得最小
值3,故選B。
【命題意圖】本題考查不等式中的線性規(guī)劃,在線性約束條件下求目標函數的最值問題,考查同學們數形結合的數學思想。
5.(全國Ⅰ卷理3文3)若變量滿足約束條件則的最大值為
(A)4 (B)3 (C)2 (D)1
.B 【命題意圖】本小題主要考查線性規(guī)劃知識、作圖、識圖能力及計算能力.
【解析】畫出可行域(如右圖),由圖
5、可知,當直線經過點A(1,-1)時,z最大,且最大值為
.
x
A
L0
A
6.(全國Ⅰ新卷文11)已知ABCD的三個頂點為A(-1,2),B(3,4),C(4,-2),點(x,y)在ABCD的內部,則z=2x-5y的取值范圍是
(A)(-14,16) (B)(-14,20) (C)(-12,18) (D)(-12,20)
【答案】B
解析:由已知條件得,由得,所以當直線經過點B(3,4)時,最大,即取最小為;當直線經過點D(0,)時,最小,即取最大為20,又由于點在四邊形的內部,故.
6、7.(全國Ⅱ卷理3文5)若變量滿足約束條件則的最大值為
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
【答案】C
【命題意圖】本試題主要考查簡單的線性規(guī)劃問題.
【解析】可行域是由構成的三角形,可知目標函數過C時最大,最大值為3,故選C.
8.(山東卷理10)設變量x、y滿足約束條件,則目標函數z=3x-4y的最大值和最小值分別為
(A)3,-11 (B) -3, -11 (C)11, -3 (D)11,3
【答案】A
【解析】畫出平面區(qū)域如圖所示:
可知當直線平移到點(
7、5,3)時,目標函數取得最大值3;當直線平移到點(3,
5)時,目標函數取得最小值-11,故選A。
【命題意圖】本題考查不等式中的線性規(guī)劃知識,畫出平面區(qū)域與正確理解目標函數的幾何意義是解答好本題的關鍵。
9.(上海卷文15)滿足線性約束條件的目標函數
的最大值是( )
(A)1. (B). (C)2. (D)3.
解析:當直線過點B(1,1)時,z最大值為2
10.(四川卷理7文8)某加工廠用某原料由車間加工出產品,由乙車間加工出產品.甲車間加工一箱原料需耗費工時10小時可加工出7千克產品,每千克產品獲利40元.乙車間加工一箱原料需耗費工時
8、6小時可加工出4千克產品,每千克產品獲利50元.甲、乙兩車間每天功能完成至多70多箱原料的加工,每天甲、乙車間耗費工時總和不得超過480小時,甲、乙兩車間每天獲利最大的生產計劃為
(A)甲車間加工原料10箱,乙車間加工原料60箱
y
0
x
70
48
80
70
(15,55)
(B)甲車間加工原料15箱,乙車間加工原料55箱
(C)甲車間加工原料18箱,乙車間加工原料50箱
(D)甲車間加工原料40箱,乙車間加工原料30箱
解析:設甲車間加工原料x箱,乙車間加工原料y箱
則
目標函數z=280x+300y
結合圖象可得:當x=15,y=55時z最大
本題
9、也可以將答案逐項代入檢驗.
答案:B
11.(天津卷文2)設變量x,y滿足約束條件則目標函數z=4x+2y的最大值為
(A)12 (B)10 (C)8 (D)2
【答案】B
【解析】畫出平面區(qū)域可知,當直線z=4x+2y經過點(2,1)時,目標函數z=4x+2y取得最大值10,故選B。
【命題意圖】本題考查不等式中的線性規(guī)劃知識,考查數形結合的數學思想。
12.(浙江卷理7)若實數,滿足不等式組且的最大值為9,則實數
(A) (B) (C)1 (D)2
解析:將最大值轉化
10、為y軸上的截距,將m等價為斜率的倒數,數形結合可知答案選C,本題主要考察了用平面區(qū)域二元一次不等式組,以及簡單的轉化思想和數形結合的思想,屬中檔題
13.(浙江卷文7)若實數x,y滿足不等式組合 ,則x+y的最大值為
(A)9 (B) (C)1 (D)
解析:將最大值轉化為y軸上的截距,可知答案選A,本題主要考察了用平面區(qū)域二元一次不等式組,以及簡單的轉化思想和數形結合的思想,屬中檔題
14.(重慶卷理4)設變量x,y滿足約束條件,則z=2x+y的最大值為
A.—2 B. 4 C.
11、 6 D. 8
【答案】C
解析:不等式組表示的平面區(qū)域如圖所示
當直線過點B(3,0)的時候,z取得最大值6.
15.(重慶卷文7)設變量滿足約束條件則的最大值為
(A)0 (B)2 (C)4 (D)6
【答案】C
【解析】不等式組表示的平面區(qū)域如圖所示,
當直線過點B時,在y軸上截距最小,z最大
由B(2,2)知4
(二)填空題(共6題)
1.(安徽卷理13)設滿足約束條件,若目標函數的最大值為8,則的最小值為________。
【答案】4
【解析】不等式表示的區(qū)域是一個四邊形,4個頂點是
,
12、易見目標函數在取最大值8,
所以,所以,在時是等號成立。所以的最小值為4.
【規(guī)律總結】線性規(guī)劃問題首先作出可行域,若為封閉區(qū)域(即幾條直線圍成的區(qū)域)則區(qū)域端點的值是目標函數取得最大或最小值,求出直線交點坐標代入得,要想求的最小值,顯然要利用基本不等式.
2.(北京卷文11)若點p(m,3)到直線的距離為4,且點p在不等式<3表示的平面區(qū)域內,則m = 。
3.(湖北卷理12文12)已知,式中變量,滿足約束條件,則的最大值為___________.
【答案】5
【解析】依題意,畫出可行域(如圖示),
則對于目標函數y=2x-z,
當直線經過A(2,-1)時,
13、
z取到最大值,.
4.(遼寧卷理14文15)已知且,則的取值范圍是_______(答案用區(qū)間表示)
5.(陜西卷理14)鐵礦石A和B的含鐵率a ,冶煉每萬噸鐵礦石的的排放量b及每萬噸鐵礦石的價格c如下表:
a
B(萬噸)
C(百萬元)
A
50%
1
3
B
70%
0.5
6
某冶煉廠至少要生產1.9(萬噸)鐵,若要求的排放量不超過2(萬噸)則購買鐵礦石的最少費用為 (萬元)
【答案】15
【解析】設鐵礦石購買了萬噸,鐵礦石購買了萬噸,購買鐵礦石的費用為百萬元,則由題設知,本題即求實數滿足約束條件,即(*)時,的最小值.
14、
作不等式組(*)對應的平面區(qū)域,如圖陰影部分所示.現讓直線,即平移分析即知,當直線經過點時,取得最小值.
又解方程組得點坐標為.
故.
6.(陜西卷文14)設x,y滿足約束條件,則目標函數z=3x-y的最大值為 .
【答案】5
(三)解答題(共1題)
1.(廣東卷理19文19)某營養(yǎng)師要為某個兒童預定午餐和晚餐。已知一個單位的午餐含12個單位的碳水化合物6個單位蛋白質和6個單位的維生素C;一個單位的晚餐含8個單位的碳水化合物,6個單位的蛋白質和10個單位的維生素C.另外,該兒童這兩餐需要的營養(yǎng)中至少含64個單位的碳水化合物,42個單位的蛋白質和54個單位的維生素C.
如果一個單位的午餐、晚餐的費用分別是2.5元和4元,那么要滿足上述的營養(yǎng)要求,并且花費最少,應當為該兒童分別預定多少個單位的午餐和晚餐?
解:設該兒童分別預訂個單位的午餐和晚餐,共花費元,則。
可行域為
即
作出可行域如圖所示:
經試驗發(fā)現,當時,花費最少,為元.
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