高一数学线性规划的实际应用
高一数学-线性规划在实际生活中的应用 精品
练习:××中学准备组织学生去国家体育场“鸟巢”参观.参观期间,校车每天至,其中小巴能载16人、大巴能载32人.已知每辆客车每天往返次数小巴为5次、大巴为3次,每次运输成本小巴为48元,大巴为60元.请问每天应派出小巴、大巴各多少辆,能使总费用最少?
分析:将已知数据列成下表
小巴
大巴
解:
例2:某校高二(1)班举行元旦文艺晚会,布置会场要制作“中国结”,班长购买了甲、乙两种颜色不同的彩绳,把它们截成A、B、C三种规格.甲种彩绳每根8元,乙种彩绳每根6元,已知每根彩绳可同时截得三种规格彩绳的根数如下表所示:
A规格
B规格
C规格
甲种彩绳
2
1
1
乙种彩绳
1
2
3
今需要A、B、C三种规格的彩绳各15、18、27根,问各截这两种彩绳多少根,可得所需三种规格彩绳且花费最少?
(发给学生的习题纸)
线性规划在实际生活中的应用
江西省新余市第四中学聂清平
例1:央视为改版后的《非常6+1》栏目播放两套宣传片.其中宣传片甲播映时间为3分30秒,广告时间为30秒,收视观众为60万,宣传片乙播映时间为1分钟,广告时间为1分钟,收视观众为20万.广告公司规定每周至少有3.5分钟广告,而电视台每周只能为该栏目宣传片提供不多于16分钟的节目时间.电视台每周应播映两套宣传片各多少次,才能使得收视观众最多?
线性规划在高等数学中的具体应用
线性规划在高等数学中的具体应用线性规划是高等数学中较为实用的一种特殊算法,该算法主要用于求解最优解问题。
线性规划包括线性规划模型的建立、线性规划问题的转化、线性规划问题的求解等环节。
这一算法能够有效地应用于生产、管理、交通、环境等各个领域。
本文将从实际案例出发,介绍线性规划在高等数学中的具体应用。
一、供应链系统中的运输问题在供应链系统中,物流运输是一项重要的环节。
如何最大限度地降低物流运输成本,提高供应链系统运作效率,一直是供应链管理者们关注的问题。
在线性规划中,物流运输问题也是解决最优化的一个经典问题之一。
通常,这样的问题可以被描述为如下数学模型:$$\begin{aligned}\min \quad& Z = \sum_{i=1}^{m} \sum_{j=1}^{n} c_{ij}x_{ij} \\s.t. \quad& \sum_{j=1}^{n} x_{ij}=a_{i}(i=1,2,\dots,m) \\& \sum_{i=1}^{m} x_{ij}=b_{j}(j=1,2,\dots,n) \\& x_{ij}\ge0(i=1,2,\dots,m;j=1,2,\dots,n)\end{aligned}$$其中,$x_{ij}$表示从$i$到$j$的运输量,$c_{ij}$表示从$i$到$j$的单位运输费用,$a_{i}$表示$i$的产量,$b_{j}$表示$j$的需求量。
这个模型的目标是最小化总运输成本$Z$,并满足产量和需求量的平衡。
这个模型可以通过线性规划算法求解,得到最优解以确定最优运输方案。
二、生产排产问题在生产过程中,高效的生产调度和计划是提高生产效率和降低生产成本的关键。
对于生产排产问题,线性规划也提供了一种有效的数学解法。
我们可以用下面的数学模型描述生产排产问题:$$\begin{aligned}\min \quad& Z = \sum_{i=1}^{m} c_{i}x_{i} \\s.t. \quad& \sum_{i=1}^{m} a_{ij}x_i\ge b_{j}(j=1,2,\dots,n)\\ & x_i\ge0(i=1,2,\dots,m)\end{aligned}$$其中,$x_i$表示第$i$种生产课程的生产数量,$c_i$表示第$i$种生产课程的生产成本,$a_{ij}$表示第$i$种课程在第$j$个生产周期内的产能,$b_j$表示第$j$个生产周期的生产需求。
高一数学中的线性规划有什么用
高一数学中的线性规划有什么用在高一数学的学习中,线性规划是一个重要的概念和工具。
对于许多同学来说,可能一开始会觉得它有些抽象和难以理解,但实际上,线性规划在我们的生活和各种实际问题中都有着广泛且重要的应用。
首先,让我们来了解一下什么是线性规划。
简单来说,线性规划就是在一组线性约束条件下,求一个线性目标函数的最大值或最小值。
这些约束条件通常是由一些线性不等式组成,而目标函数则是一个线性表达式。
通过画出这些约束条件所对应的区域,并在这个区域内找到目标函数的最优解。
那么,线性规划到底有什么用呢?其一,线性规划在资源分配方面发挥着重要作用。
假设一个工厂生产两种产品,每种产品的生产都需要消耗一定的人力、物力和时间等资源,同时市场对这两种产品有一定的需求和价格限制。
那么,为了使工厂的利润最大化,就需要合理地分配资源,决定每种产品的生产量。
这时候,就可以通过建立线性规划模型来找到最优的生产方案。
比如,生产 A 产品每件需要 2 小时的人工和 3 单位的原材料,生产 B 产品每件需要 3 小时的人工和 2 单位的原材料,工厂共有 100 小时的人工和 120 单位的原材料,A 产品每件利润 50 元,B 产品每件利润 60 元。
通过设定变量,如生产 A 产品 x 件,生产 B 产品 y 件,然后根据资源限制和利润目标建立线性规划模型,就能得出在现有条件下的最优生产组合,以实现利润的最大化。
其二,线性规划在运输和物流领域也大有用处。
例如,一家物流公司需要将货物从多个仓库运往多个目的地,每个仓库的库存量和每个目的地的需求量是已知的,同时运输成本与运输距离和运输量有关。
为了使总的运输成本最小化,就可以运用线性规划来确定最佳的运输方案。
比如有三个仓库,分别有 100、200、300 件货物,有四个目的地,分别需要 150、250、100、200 件货物,从每个仓库到每个目的地的运输成本不同。
通过建立线性规划模型,可以计算出从每个仓库运往每个目的地的货物数量,从而达到降低总成本的目的。
高一数学线性规划试题答案及解析
高一数学线性规划试题答案及解析1.若实数、满足约束条件则的最大值是_________【答案】3【解析】画出可行域如下图所示,为目标函数在轴上的截距,画出的图像如图中虚线部分,平移直线过点时有最大值3.故答案为3.【考点】线性规划的应用.2.在直角坐标系中,已知点,,,点在三边围成的区域(含边界)上,且.(Ⅰ)若,求;(Ⅱ)用表示,并求的最小值.【答案】(1),(2)的最小值-1.【解析】(1)向量的坐标运算主要是利用加、减、数乘运算法则进行的.若已知有向线段两端点的的坐标,则应先求出向量的坐标,解题过程中要注意方程的思想的运用及运算法则的正确使用;(2)利用线性规划求目标函数的最值一般步骤:一画、二移、三求,其关键是准确的作出可行域,理解目标函数的意义;(3)在线性约束条件下,线性目标函数只有在可行域的顶点或者边界上取得最值.在解答选择题和填空题时可以根据可行域的顶点直接进行检验.试题解析:解(Ⅰ),∴....................5分由,,,8分设,直线过点时,取得最小值-1,即的最小值-1【考点】(1)向量的坐标表示;(2)线性目标函数的最值.3.已知点(3,1)和(- 4,6)在直线3x-2y+a=0的两侧,则a的取值范围是()A.a<-7或 a>24B.a="7" 或 a=24C.-7<a<24D.-24<a<7【答案】C【解析】由线性规划相关知识:两点位于直线的两侧,则一侧使得直线方程大于零,一侧使得直线方程小于零.即有,故选C.【考点】线性规划.4.实数满足,如果目标函数的最小值为,则实数b的值为_____ .【答案】8【解析】绘制平面区域可得:要使由最小值-2,则直线,在轴上有最大截距为2,且经过点B,由,又因B也在上,故有.【考点】线性规划.5.已知变量满足约束条件,若的最大值为,则实数.【答案】-1或.【解析】作出约束条件所对应的可行域:,由于的最大值为,所以直线必过点A(-2,3)或点B(4,3),因此有解得或,故应填入:-1或.【考点】线性规划.6.设动点满足,则的最大值是.【答案】100【解析】先画出可行域,根据目标函数可知最优解为C(20,0),带入目标函数得最大者为100【考点】线性规划问题7.已知变量,满足约束条件,则的最小值为()A.B.C.D.【答案】B.【解析】依题意可画出不等式组所表示的的可行域,可知直线与的交点,作出直线:,平移直线,则可知当,时,的最小值为.【考点】线性规划.8.设变量、满足约束条件,则z=2x+3y的最大值为【答案】18【解析】变量x,y满足约束条件,表示的可行域为如图,所以z=2x+3y的最大值就是经过M即的交点(3,4)时,所以最大值为:3×2+4×3=18.故答案为:18.【考点】线性规划的应用.9.不等式组表示的平面区域的面积为 .【答案】9【解析】由题意得:平面区域为一个三角形及其内部,其中因此面积为【考点】线性规划求面积10.某公司生产甲、乙两种桶装产品.已知生产甲产品1桶需耗A原料1千克、B原料2千克;生产乙产品1桶需耗A原料2千克,B原料1千克.每桶甲产品的利润是300元,每桶乙产品的利润是400元.公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A、B原料都不超过12千克.求该公司从每天生产的甲、乙两种产品中,可获得的最大利润.【答案】该公司从每天生产的甲、乙两种产品中,可获得的最大利润为2800元.【解析】设公司每天生产甲种产品x桶,乙种产品y桶,公司共可获得利润为z元/天,则由已知,得z=300x+400y.且画可行域如图所示,目标函数z=300x+400y可变形为解方程组得,即A(4,4).所以,Z=1200+1600=2800.所以,该公司从每天生产的甲、乙两种产品中,可获得的最大利润为2800元. 9分【考点】简单线性规划的应用点评:中档题,作为应用问题,解简单线性规划问题,要遵循“审清题意,设出变量,布列不等式组,画,移,解,答”等步骤。
高三数学 简单线性规划的应用
解析:设该人每天服用甲种胶囊 x 粒,乙种胶囊 y 粒,得到维生素 Z z mg,由题意得
x+3y≤19, x+2y≤13, 4x+y≤24, 4x+3y≥12, x≥0, y≥0,
目标函数为 z=5x+2y.
• 作出不等式组表示的平面区域如图所示,
• 作出5x+2y=0. • 把直线向右上方平移,直线经过可行域上
• ②产品安排问题
• 例如某工厂生产甲、乙两种产品,每生产 一个单位的甲种或乙种产品所需A、B、C 三种材料的数量、此厂每月所能提供的三 种材料的限制、每生产一个单位甲种或乙 种产品所获利润额都是已知的,这个厂每 月应如何安排产品的生产,才能使每月获 得的总利润最大?
• ③下料问题
• 例如要把一批长钢管截成两种规格的短钢 管,怎样下料能使损耗最小?
解析:解法 1:设用甲种钢板 x 张,乙种钢板 y 张,
x∈N,
①
y∈N, ②
由题意3x+6y≥45, ③
(*)
5x+6y≥55, ④
钢板总面积 S=2x+3y,适合不等式组(*)的点(x,y) 的集合如下图阴影所示.
直线 l1:3x+6y=45 与直线 l2:5x+6y=55 的交点 P(5,5), 当直线 l:2x+3y=S 经过 P 点时 S 最小.
• (1)设从A市、B市中调x台到D市,调运预想 方案如表2:
供方 • 表2
运费
A B C 需量
需方
400·(
D
200x 300x
18 -
18
2x)
• 于是,总运费为P(x)=200x+300x+400(18 -2x)+800(10-x)+700(10-x)+500(2x- 10)=17200-800x,其中,0≤x≤10,0≤18- 2x≤8⇒5≤x≤9,
3.4.3《简单线性规划的应用》课件(北师大版必修5)
由图可知,最优解为P(3,4), ∴z的最大值为z=5×3+3×4=27(万元).
• 答:企业可获得的最大利润为27万元.
• [题后感悟] 线性规划的应用问题,关键是
根据题目正确的列出变量的约束条件与目 标函数,准确地画出可行域,确定其最优 解.
• 1.某工厂制造甲、乙两种产品,已知制造甲产
品1 kg要用煤9 t,电力4 KW,劳动力(按工作 日计算)3个;制造乙产品1 kg要用煤4 t,电力5 KW,劳动力10个.又知制成甲产品1 kg可获 利7万元,制成乙产品1 kg可获利12万元,现 在此工厂只有煤360 t,电力200 KW,劳动力 300个,在这种条件下应生产甲、乙两种产品 各多少千克获得最大经济效益?
• 解析: 设此工厂应分别生产甲、乙产品x
kg、y kg,利润z万元,则依题意可得约束 条件:
9x+4y≤360 4x+5y≤200 ② 3x+10y≤300 ③ x≥0 ④ y≥0 ⑤ 利润目标函数为: z=7x+12y.
①
• 作出可行域,作直线l:7x+12y=0,把直线l
产1车皮甲种肥料或1车皮乙种肥料需要的主要 原料和产生的利润分别为:磷酸盐2 t,硝酸盐 9 t,利润8 000元或磷酸盐2 t,硝酸盐5 t,利 润6 000元.工厂现有库存磷酸盐20 t,硝酸盐 70 t,应生产甲、乙肥料各多少车皮可获得最 大利润?
解析: 设x,y分别表示计划生产甲、乙两种肥料的车 2x+2y≤20 皮数.由题意得9x+5y≤70, x≥0,y≥0 工厂利润z=8 000x+6 000y.
,
作可行域如图(阴影内的整点)所示.
• • • • • • •
作直线l′:320x+504y=0, 作一组与l′平行的直线l:320x+504y=t(t∈R), 由题设x,y是可行域内的整点的横、纵坐标. 在可行域内的整点中,点(8,0)使t取最小值, 即当l过点(8,0)时,t最小, 即zmin=8×320=2 560(元). 答:每天从公司调A型卡车8辆就能完成任务, 且公司所花成本费最低.
高二数学教案:线性规划的实际应用
高二数学教案:线性规划的实际应用学习目标:1.能应用线性规划的方法解决一些简单的实际问题2.增强学生的应用意识.培养学生理论联系实际的观点重点:求得最优解难点:求最优解是整数解求线性目标函数在线性约束条件下的最优解的格式与步骤:(1)寻找线性约束条件,线性目标函数;(2)由二元一次不等式表示的平面区域做出可行域;(3)在可行域内求目标函数的最优解例题选讲:例1 已知甲、乙两煤矿每年的产量分别为200万吨和300万吨,需经过东车站和西车站两个车站运往外地.东车站每年最多能运280万吨煤,西车站每年最多能运360万吨煤,甲煤矿运往东车站和西车站的运费价格分别为1元/吨和1.5元/吨,乙煤矿运往东车站和西车站的运费价格分别为0.8元/吨和1.6元/吨.煤矿应怎样编制调运方案,能使总运费最少? 解:设甲煤矿向东车站运万吨煤,乙煤矿向东车站运万吨煤,那么总运费z=x+1.5(200-x)+0.8y+1.6(300-y)(万元)即z=780-0.5x-0.8y.x、y应满足:作出上面的不等式组所表示的平面区域设直线x+y=280与y轴的交点为M,则M(0,280)把直线l:0.5x+0.8y=0向上平移至经过平面区域上的点M时,z的值最小∵点M的坐标为(0,280),甲煤矿生产的煤全部运往西车站、乙煤矿向东车站运280万吨向西车站运20万吨时,总运费最少例2、要将甲、乙两种长短不同的钢管截成A、B、C三种规格,每根钢管可同时截得三种规格的短钢管的根数如下表所示:规格类型A规格B规格C规格甲种钢管 2 1 4乙种钢管 2 3 1今需A、B、C三种规格的钢管各13、16、18根,问各截这两种钢管多少根可得所需三种规格钢管,且使所用钢管根数最少解:设需截甲种钢管x根,乙种钢管y根,则作出可行域(如图):目标函数为z=x+y,作出一组平行直线x+y=t中(t为参数)经过可行域内的点且和原点距离最近的直线,此直线经过直线4x+y=18和直线x+3y=16的交点A( ),直线方程为x+y= .由于和都不是整数,所以可行域内的点( )不是最优解经过可行域内的整点且与原点距离最近的直线是x+y=8,经过的整点是B(4,4),它是最优解答:要截得所需三种规格的钢管,且使所截两种钢管的根数最少方法是,截甲种钢管、乙种钢管各4根小结:求线性目标函数在线性约束条件下的最优解的格式与步骤:(1)寻找线性约束条件,线性目标函数;(2)由二元一次不等式表示的平面区域做出可行域;(3)在可行域内求目标函数的最优解自我检测:1.某工厂生产甲、乙两种产品,已知生产甲种产品1t需耗A 种矿石8t、B种矿石8t、煤5t;生产乙种产品1t需耗A种矿石4t、B种矿石8t、煤10t.每1t甲种产品的利润是500元,每1t乙种产品的利润是400元.工厂在生产这两种产品的计划中要求消耗A种矿石不超过320t、B种矿石不超过400t、煤不超过450t.甲、乙两种产品应各生产多少能使利润总额达到最大?2.某运输队有8辆载重量为6t的A型卡车与6辆载重量为10t的B型卡车,有10名驾驶员.此车队承包了每天至少搬运720t沥青的任务.已知每辆卡车每天往返的次数为A型卡车16次,B型卡车12次.每辆卡车每天往返的成本费为A型车240元,B型车378元.每天派出A型车与B型车各多少辆运输队所花的成本最低?3.下表给出X、Y、Z三种食品的维生素含量及其成本X Y Z维生素A/单位/千克400 500 300维生素B/单位/千克700 100 300成本/(元/千克) 6 4 3现欲将三种食物混合成100千克的混合食品,要求至少含35000单位维生素A,40000单位维生素B,采用何种配比成本最小?4.某人上午7时,乘摩托艇以匀速v海里/小时(420)的速度从A港出发到距50海里的B港去,然后乘汽车以匀速w千米/小时(30100)的速度自B港到距300千米的C市去,应该在同一天下午4至9点到达C市。
0051数学课件:简单的线性规划
坐标即为最优整解.
2.调整优解法:即先求非整数条件下的最优解,
调整Z的值使不定方程Ax+By=Z存在最大(小) 的整点值,最后筛选出整点最优解.
巩固练习一
设每天应配制甲种饮料x杯,乙种饮料y杯,则
咖啡馆配制两种饮料.甲种饮料每杯含奶粉9g 、咖啡4g、糖 9 x 4 y 3600 4 x 5 y 2000 3g,乙种饮料每杯含奶粉4g 、咖啡5g、糖10g.已知每天原料 的使用限额为奶粉3600g ,咖啡2000g 糖3000g,如果甲种饮 3x 10 y 3000 料每杯能获利0.7元,乙种饮料每杯能获利1.2元,每天在原料 x 0 的使用限额内饮料能全部售出,每天应配制两种饮料各多少 目标函数为:z =0.7x +1.2y y 0 杯能获利最大? 练习一.gsp 解:将已知数据列为下表:
直线x+y=12经过的整点是B(3,9)和C(4,8),它们是最优解. 答(略) 你能否猜测一下Z的最小值可能是多少?
3.最优解的几何意义是什么 (最优解可以转化为什么几何意义)?
结论2:
线性规划求最优整数解的一般方法:
1.平移找解法: 即先打网格,描出可行域内的
整点,平移直线,最先经过或最后经过的整点
9 x + 4 y = 3600 _
得点C的坐标为(200,240)
小结
答:每天配制甲种饮料200杯,乙种饮料240杯可获取最大利润.
巩固练习 二
某货运公司拟用集装箱托运甲.乙两种货物,一个大集装箱所装托 3 运货物的总体积不能超过24 m ,总重量不能超过1500kg,甲.乙 两种货物每袋的体积.重量和可获得的利润,列表如下:
原 料 奶粉(g) 咖啡(g) 糖(g) 利 润(元) 每配制1杯饮料消耗的原料 甲种饮料 x 乙种饮料 y 9 4 3 0.7 4 5 10 1.2 原 料限 额 3600 2000 3000
线性规划应用线性规划解决实际问题
线性规划应用线性规划解决实际问题线性规划应用:线性规划解决实际问题线性规划是一种数学优化方法,广泛应用于解决各种实际问题。
通过对线性函数和线性不等式进行约束,线性规划能够找到最佳解,使得目标函数在约束条件下达到最大或最小值。
在本文中,将探讨线性规划在解决实际问题方面的应用。
一、生产问题的线性规划在生产过程中,线性规划可以帮助企业制定最佳的生产方案。
例如,某家制造公司生产两种产品A和B,每天的生产时间有限。
产品A每单位可以获得100元的利润,产品B每单位可以获得80元的利润。
根据市场需求,每天销售量的上限是200个单位的A和150个单位的B。
此外,生产一个单位的产品A需要2小时,而生产一个单位的产品B需要3小时。
企业想要最大化每天的利润,应该如何分配生产时间?这个问题可以用线性规划来解决。
假设$x$代表生产的产品A数量,$y$代表生产的产品B数量。
则目标函数为$100x+80y$,约束条件为$2x+3y \leq T$,其中$T$为每天的生产时间(以小时为单位)。
另外还有约束条件$x \leq 200$(销售上限)和$y \leq 150$(销售上限),以及$x,y \geq 0$(生产数量非负)。
通过求解这个线性规划问题,可以得到最佳的生产方案,从而实现最大的利润。
二、资源分配问题的线性规划线性规划还可以应用于资源分配问题。
例如,某社区有一定数量的土地可供开发,而开发商希望在这块土地上建造住宅和商业用地,以获得最大的利润。
由于土地有限,住宅和商业面积的总和不能超过土地面积。
此外,开发商希望确保住宅面积至少是商业面积的2倍。
在给定土地面积和其他约束条件的情况下,该如何确定住宅和商业面积的最佳分配?这个问题可以建模为一个线性规划问题。
假设$x$代表住宅面积,$y$代表商业面积。
则目标函数为$x+y$,约束条件为$x+y \leq A$,其中$A$表示土地面积。
另外还有约束条件$x \geq 2y$(住宅面积至少是商业面积的2倍),以及$x,y \geq 0$(面积非负)。
核心素养下的高中数学作业设计以高一函数为例
2、提升逻辑推理能力:在学习函数的性质和图像时,学生需要运用逻辑推 理能力来理解函数的单调性、周期性等特征。例如,通过观察函数的图像,可以 推断出函数的单调区间和极值点。
3、强化数学建模能力:在解决实际问题时,学生可以通过建立函数模型来 描述问题。例如,在物理学中的力学问题或者经济学中的供需关系问题,都可以 通过建立函数模型来描述和解决。
6、数据分析:在函数的学习中,数据分析也是非常重要的。学生需要能够 分析数据并得出结论。作业可以设计为:让学生分析一组数据,并尝试找出其中 的规律或趋势。例如,让学生分析一个股票市场的数据,并尝试找出其价格变化 的规律或趋势。
三、设计原则
在核心素养的视角下进行高中数学作业设计时,应遵循以下原则:
感谢观看
三、案例分析
例如,在设计“函数与方程”这一单元的作业时,我们可以设计如下问题: 1、描述函数与方程的关系,并举例说明在实际生活中的应用。
2、探讨函数与方程在科学、工程、经济等领域中的应用。 3、设计一个实际生活中的问题,需要使用函数与方程的知识来解决。
四、结论
基于核心素养的高中数学单元作业设计是培养学生数学核心素养的重要手段。 通过增强作业的实践性、倡导多元化的解题思路、融入批判性思考等方式,我们 可以有效地设计出符合核心素养要求的单元作业。这将有助于学生在掌握数学知 识的提升他们的数学思维和问题解决能力,培养他们的批判性思考能力,从而更 好地适应社会的发展需求。
2、倡导多元化的解题思路
数学核心素养的一个重要方面是培养学生的多元化思维。因此,教师在设计 单元作业时,应倡导多元化的解题思路。例如,对于同一道题目,可以引导学生 从不同的角度思考,找出不同的解决方法。这样不仅可以拓展学生的视野,还可 以培养他们的创新思维。
线性规划的实际应用
线性规划的实际应用第七届新世纪杯参评论文研究性学习——线性规划的实际应用天津一中高二数学备课组:吉学静、牛美娜、庞湃、何强、魏春晓、李俊山、顾若政、董楠、付善林申报人姓名:天津一中高二数学备课申报学科:数学学科联系方式:133********(天津一中高二数学备课组)研究性学习——线性规划的实际应用高二备课组:吉学静、牛美娜、庞湃、何强、魏春晓、李俊山、顾若政、董楠、付善林摘要本文是在学生掌握简单的线性规划知识的基础上,结合教材课程安排布置数学研究性学习作业,目的是对某些数学问题的探讨或者从数学角度对某些日常生活中和其它学科中出现的问题进行研究,充分体现教育新理念——以学生发展为本,调动学生自主学习的积极性和团结协作的意识,使学生注意体验数学活动的过程,以培养学生的创新精神和应用能力。
序言:《研究性学习与实习作业:线性规划的实际应用》是在学习了“简单的线性规划”之后,安排的一节研究性的活动和实习课。
这是高二(上)的一节研究性活动课,体现出它的独特地位。
线性规划是数学规划中理论较完整、方法较成熟、应用较广泛的一个分支,是一门研究如何使用最少的人力,物力去最优地完成任务,它是解决科学研究、工程设计、经济管理、生产实践等许多方面的实际问题的专门科学。
由于它可以为我们提供最合乎经济原则的科学工作方法,因此在当前知识经济的潮流中,能发挥出越来越重要的作用。
虽然中学数学讲的线性规划是一些简单初步的知识,但在实际工作中的很多地方都能找到它的应用。
按照教材的课程安排,我们结合学生的实际情况让高二年级同学充分利用“十一”长假的机会进行社会实践,又通过学生自主学习,通过报刊、书籍及其它媒体获取有关资料确定研究主题,用线性规划的知识,在实际问题中提炼数学模型进行分析,独立或合作写出的研究报告。
目的在于启发学生体会和领悟其中的数学思想和方法,提高学生的综合素质、能力和培养学生树立知识的纵横联系、交叉、融合、渗透的学习意识,提高学生用数学知识解决实际问题的能力。
高中数学解线性规划问题的应用题解析与实例分析
高中数学解线性规划问题的应用题解析与实例分析一、引言线性规划是数学中的一种重要方法,广泛应用于各个领域,如经济、管理、工程等。
在高中数学中,线性规划也是一个重要的考点,往往需要学生掌握解题的方法和技巧。
本文将通过具体的应用题例子,详细解析线性规划问题的解题过程和思路,帮助高中学生和他们的父母更好地理解和掌握这一知识点。
二、线性规划问题的基本概念线性规划问题是指在一定的约束条件下,求解线性目标函数的最大值或最小值的问题。
一般形式可以表示为:Max(或Min)Z = c₁x₁ + c₂x₂ + ... + cₙxₙ约束条件:a₁₁x₁ + a₁₂x₂ + ... + a₁ₙxₙ ≤ b₁a₂₁x₁ + a₂₂x₂ + ... + a₂ₙxₙ ≤ b₂...aₙ₁x₁ + aₙ₂x₂ + ... + aₙₙxₙ ≤ bₙx₁, x₂, ..., xₙ ≥ 0其中,c₁, c₂, ..., cₙ为目标函数的系数;a₁₁, a₁₂, ..., aₙₙ为约束条件的系数;b₁, b₂, ..., bₙ为约束条件的常数;x₁, x₂, ..., xₙ为决策变量。
三、线性规划问题的解题步骤1. 确定决策变量:根据题目中的要求,确定需要求解的决策变量,例如某种产品的生产数量、某种资源的分配比例等。
2. 建立目标函数:根据题目中的要求,建立目标函数,即需要最大化或最小化的函数。
目标函数的系数由题目中的条件确定。
3. 建立约束条件:根据题目中的要求,建立约束条件,即限制决策变量的取值范围。
约束条件的系数由题目中的条件确定。
4. 求解最优解:根据线性规划的特点,最优解一定在可行域的顶点上取得。
因此,通过解方程组或图像法找到可行域的顶点,并计算目标函数在每个顶点处的取值,最终确定最优解。
四、应用题解析与实例分析下面通过一个具体的应用题来进行解析和分析,以帮助读者更好地理解线性规划问题的解题过程。
例题:某工厂生产两种产品A和B,每单位产品A需耗费2小时的人工和3小时的机器时间,每单位产品B需耗费1小时的人工和4小时的机器时间。
高中数学知识点精讲精析 简单线性规划的应用
3.4.3 简单线性规划的应用1. 用线性规划解决实际问题在物资调运、产品安排、工厂下料等实践问题中,体现出两种情况:一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务。
我们可以从问题中寻找出不等关系,用线性规划求解。
注:在解决线性规划的实际问题时,要注意以下几点:①在线性规划问题的应用中,题中的条件常常较多,因此一定要认真审题; ②线性约束条件有无等号要依据条件加以判断;③结合实际问题,未知数x、y等是否有限制(“x、y”为正整数、非负数等); ④分清线性约束条件和线性目标函数,前者一般是不等式,后者一般是等式; ⑤图对解决线性规划问题至关重要,故作图尽可能准确,图上操作尽可能规范. 2. 线性规划应用问题的求解步骤解答线性规划的应用问题,可遵循如下两大步进行: (1)读题转化:根据实际问题的条件列出约束不等式组与目标函数.反复地读题,读懂已知条件和问题,边读边进行摘要,读懂之后可以列出一个表格表达题意,然后根据题中的已知条件,找出约束条件和目标函数,完成实际问题向数学模型的转化.此步的过程可简述为“读题—列表—列式”。
转化后基本数学模型为:已知,求的最大(小)值。
其中,是常量.(2)作图求解:作出不等式组所表示的可行域,确定目标函数的最优解位置,从而获得最优解,图解法的实质就是数形结合思想的两次运用,第一次是得到线性约束条件,作出可行域,将表示约束条件的不等式组转化为平面区域这一图形,第二次是将目标函数转化为平行直线系进行探究。
方程表示的是与直线平行的直线系,为了探究z 的几何意义,将目标函数变形为,从而为直线系在y 轴上的截距,观察图形寻找可行域内使其取最大值或最小值的点.此步的过程可简述为“可行域—直线系—最优解”。
例1:甲乙两个粮库要向A 、B 两镇运送大米,已知甲库可调出100吨大米,乙库可调出80吨大米,A 镇需70吨大米,B 镇需110吨大米,两库到两镇的路程和运费表3.5.2:表3.5.2(1)这两个粮库各运往A 、B 两镇多少吨大米?才能使总运费最省?此时总运费是多少?)(i i i i i i c c c c y b x a ><≤≥+或或qy px z +=),,2,1(,,n i c b a i i i ⋅⋅⋅=q p ,qy px z +=0=+qy px q z x q p y +-=q z(2)最不合理的调运方案是什么?它使国家造成的损失是多少?【解析】设甲粮库向A 镇运送大米吨,向B 镇运送大米吨,总运费为元,则乙粮库向A 镇运送大米吨,向B 镇运送大米吨,目标函数是其中线性约束条件是:,即可行域如右图。
高考数学中线性规划在解题中的应用有哪些
高考数学中线性规划在解题中的应用有哪些在高考数学中,线性规划是一个重要的知识点,它不仅在数学学科中具有广泛的应用,对于培养学生的数学思维和解决实际问题的能力也有着重要的意义。
线性规划是一种优化方法,旨在在满足一系列线性约束条件的情况下,寻求线性目标函数的最优解。
一、线性规划的基本概念线性规划问题通常由决策变量、目标函数和约束条件三部分组成。
决策变量是我们需要确定其取值的变量,目标函数是我们希望最大化或最小化的线性函数,而约束条件则是对决策变量取值的限制,通常以线性不等式或等式的形式表示。
例如,一个简单的线性规划问题可能是:在满足 2x +3y ≤ 12,x ≥ 0,y ≥ 0 的条件下,求 z = 5x + 4y 的最大值。
二、线性规划在实际问题中的建模1、生产安排问题假设一家工厂生产两种产品 A 和 B,生产一件 A 产品需要 2 小时的加工时间和 3 单位的原材料,生产一件 B 产品需要 3 小时的加工时间和 2 单位的原材料。
每天工厂的加工时间不超过 12 小时,原材料不超过 10 单位。
已知 A 产品的利润为 5 元/件,B 产品的利润为 4 元/件,那么工厂应该如何安排生产才能获得最大利润?我们可以设生产 A 产品 x 件,B 产品 y 件。
则目标函数为 z = 5x + 4y(总利润),约束条件为 2x +3y ≤ 12(加工时间限制),3x +2y ≤ 10(原材料限制),x ≥ 0,y ≥ 0。
2、资源分配问题例如,一个学校有一定数量的教师和教室资源,要安排不同课程的教学。
已知每门课程需要的教师数量和教室数量不同,如何分配才能满足所有课程的需求,同时使教学资源得到最合理的利用?可以设安排课程 A 的数量为 x,课程 B 的数量为 y 等等,然后根据具体的资源限制建立约束条件和目标函数。
3、运输调度问题一家物流公司要将货物从多个发货地运输到多个收货地,不同的运输路线运输成本不同,同时车辆的载重量也有限制。
最新人教版高中数学必修5第三章线性规划在实际中的应用
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务; 二是给定一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务,常 A1、A2两煤矿每年的产量, 煤需经 B1、B2 两个车站运往外地, B1、B2 两 个车站的运输能力是有限的,且已知 A1、A2 两煤矿运往两个车站的运输价格,煤矿应怎 样编制调运方案,能使总运费最小?
2.产品安排问题
• 例如,某工厂生产甲、乙两种产品,每生产一个单 位的甲种或乙种产品需要的A、B、C三种材料的数量, 此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的,这个 工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产,能使每 月获得的总利润最大?
线性规划的实际应用
线性规划的实际应用【摘要】线性规划是一门研究如何使用最少的人力、物力和财力去最优地完成科学研究、工业设计、经济管理中实际问题的专门学科.主要在以下两类问题中得到应用:一是在人力、物力、财务等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务.【关键词】研究性学习;线性规划;教学改革随着当前基础教育的改革的深入,研究性学习成为当前基础教育的一个热点,引起了教育界和社会的广泛关注,也成为当前培养学生能力的一个崭新的课题。
我们本着教学过程始于课内,终于课外的原则对线性规划的实际应用进行研究。
主要是把实际问题抽象为数学模型,使其在约束条件下,找到最佳方案。
也就是说求线性目标函数在线性约束条件下的最大值和最小值问题。
1 线性规划问题在实际社会活动中遇到这样的问题:一类是当一项任务确定后,如何统筹安排,尽量做到最少的资源消耗去完成;另一类是在已有的一定数量的资源条件下,如何安排使用它们,才能使得完成的任务最多。
例如1-1:某工厂需要使用浓度为的硫酸10 ,而市场上只有浓度为,和的硫酸出售,每千克价格分别为8元,10元,16元,问应购买各种浓度的硫酸各多少?才能满足生产需求,且所花费用最小?设取浓度为,,的硫酸分别为千克,总费用为,则2 线性规划问题的模型2.1概念对于求取一组变量使之既满足线性约束条件,又使具有线性目标函数取得最值的一类最优问题称为线性规划问题。
2.2模型3线性规划问题的求解3.1图解法在平面直角坐标系中,直线可以用二元一次方程来表示,点在直线上的充要条件是;若不在直线上,则或,二者必居其一。
直线将平面分为两个半平面和,位于同一个半平面内的点,其坐标必适合同一个不等式,要确定一个二元一次不等式所表示的半平面,可用“特殊点”法,如原点或坐标轴上的点来检验。
另外有如下结论:(1)若,则表示直线右侧的半平面,示直线左侧的半平面。
高中数学解题中线性规划的有效应用
数理化解题研究2020年第34期总第491期高中数学解题中线性规划的有效应用徐芹(安徽省芜湖市第十二中学241000)摘 要:线性规划是实现数与形沟通的重要方式,蕴藏着数形结合、化归以及转化等数学思想,在数学解题中有着重要的作用,提供新的解题思路和视角.线性规划是高三数学不等式内容的重要知识点,是学生必须 掌握的知识点内容,也是学生解题中常见的辅助方式,在学生之后的学习和解题中有着重要作用.在高中数学解题中,借助线性规划解决最值问题、不等式问题以及函数问题等.文章中分析线性规划在高中数学解题中的应用策略.关键词:高中数学解题;线性规划;应用策略中图分类号:G632 文献标识码:A 高中数学解题中,线性规划的应用和解题是考试的 热点和难点,线性规划是一种有效的解题辅助工具,在很多数学问题中广泛使用,优化解题过程,提高学生解题效 果和质量•作为高中数学教师,需要引导学生利用线性规 划解题,培养学生良好的解题意识,发挥线性规划的优 势,明确数学问题解题思路,简化数学解题计算,有效解答数学问题•结合具体的数学解题,引导学生掌握线性规 划应用技巧,不断地归纳和总结,更好地利用线性规划解决问题, 提高学生解题能力.一、线性规划思想迁移,解决函数最值问题高中数学教学中,函数知识是重要的内容,函数最值 求解是函数解题的重点和难点,也是高考数学中常考的内容•在函数最值解题中,解题的方式有很多,应当根据 题目特点,灵活选择解题方式,保证解题效率.利用线性规划解决函数最值问题,是一种有效的解题方式,特别是 特殊的二元函数最值解题,降低问题解答难度,保证学生 快速解决函数问题.例 1 当 a + 62 - 4a + 6 6 + 11 — 0 时,求 a + 6 + 4 的最值.分析 在解题时,需要对题目进行分析,结合已知条件进行转化,之后根据线性规划知识,绘制相应的图形,完成函数最值的解答•根据已知条件得出(a -2)2 + ( 6 +3)2 —2,如图1所示,是以(2, -3)作为圆心的圆,其半径文章编号:1008 - 0333 (2020) 34 - 0032 - 02是2 .假设k — a + 6 + 4转化得出6 —-a + k -4,表现在坐标系中是和6 — -a 相平行的一簇平行直线,其在6轴的截距是k -4.当圆和直线相切时,截距存在最值.通过这样进行计算'得出I2-3+4-k _厲,求解得出k 的值为1或者5,因此,得出a + 6 +4的最小值是1, 最大值是 5.高中数学函数最值求解时,根据题目条件进行分析, 借助数形转化思想,灵活利用线性规划方式,明确问题解题思路, 保证题目有效解答.二、有效利用线性规划,解决数列问题高中数学教学中,数列是重要的知识内容,其数学概 念和公式比较多,数列问题解题难度比较大,也是高考数 学考查的重要内容•数列范围问题是数列问题中的典型问题,题目综合性比较强,通常情况下常将数列范围问题转化成函数问题解题,但是,一些数列范围问题不适合构 造函数,影响学生解题.因此,教师可以引导学生将数列问题转化成不等式问题,通过变形将原问题转化成线性 规划问题,完成数学难题解答.例2已知数列{ a ”}为等差数列,S "为数列的前”项 和,S 4M10,S 5*15,求a 4的最大值.收稿日期:2020 -09 -05作者简介:徐芹(1984. 7 -),女,安徽省淮北人,研究生,中学一级教师,从事高中数学教学研究.—32—2020年第34期总第491期数理化解题研究分析在解题的过程中,需要对题目中的已知条件进行分析,根据已知列出相应的不等式组,2a1+3d M5,{a4=a1+3d.通过这样的分析,实现问题的a1+2V3,412-+3y M5,转化:已知实数%、y满足{求解z=-+3y的最%+2y V3,大值.通过这样的转化之后,引入线性规划方法,画出相应的直角坐标系,标记出不等式表示的区域和z的直线,找出距离最大的点,则是其最大值.通过这样的思考和解题,主要利用等差数列的基本量,利用首项和公差进行思考,将等差数列性质和线性规划思想结合,完成数学问题解题,提高学生解题能力.三、利用线性规划,解决不等式问题不等式是高中数学的重要内容,题目综合性强,和方程、函数、概率等知识有着非常大的联系.在部分不等式问题求解中,解题难度大,解题过程复杂,影响学生解题效率.在这样的情况下,引导学生尝试线性规划解题,利用数形结合思想,将相关数量关系和信息直观展示出来,使得解题更加简便快捷,保证解题准确性和解题效率.例3已知%、y为实数,并且满足%2+y2V1,求证: 4-J2VI-+y+y+1+I2y---3V6.分析根据已知条件丿%2+y2V1,可以得出-1V y V1,-1V-V1.令t=-+y+y+1+2y---3=-+y+--y+4.女口果-+yV0,t=4-2y,如图2中所示,可行域则是-+y=0的左下方的部分,因为y的取值范围是[-1,j],得出t=4-2y的取值范围是[4-2,6].如果-+y M0,那么t=2-+4,那么其可行域则是直线-+y=0的右上方部分,通过相应的计算,可以得出直线和圆的交点分别是(-:,:),(:,-;),此时-的取值范围是[j,1],得出t=2%+4的取值范围是[4-2, 6],完成题目问题的验证.在解题的过程中,将不等式的转换和获得可行域是解题的关键,根据题目已知进行分析,通过相应的换元获得可行域,将其转化成线性规划问题.此题要求学生具有比较强的思维能力,题目有着一定的深度,实现学生的全面考查.四、利用线性规划,解决向量问题向量具有代数形式和几何形式的双重特点,将数与形融为一体.在向量问题解答中,从数的角度来说,其思路将几何问题转变成坐标和符号,结合坐标进行适当的变形处理,完成解答,也可以将其转化成线性规划问题,对题目进行思考和解答,保证学生解题效率和准确性,提高学生数学解题能力.例4在平面直角坐标系%Oy中,A、B、C是圆%2+y2 =1上不同的三个点,如果存在实数入、“满足OC=入O B +/zO B,求入2+(“-3)2的取值范围.分析在向量问题解题时,需要借助坐标系,完成线性规划问题的转换.设OA和OB的夹角是O,并且O e(0, it),将况二入OA+/1OB两边同时平方,可以得出1二入2+Z+2"cos O,根据入、“为实数,可以得出1<入2+yZ2+2入"且1>入2+访-2",以此在建立相应的平面直角坐标系,画出相应的约束条件,‘入+z>1,—1<入一Z<1如图3所示.约束条件如下:{'得到相应的入>0,“>0,可行域,根据入2+(“-3)2的几何意义,结合图形找出最小值是定点C到直线入-“=1的距离,求解其取值范围是(2,+o).高中数学解题中,线性规划应用比较广发,通过线性规划求解函数最值问题,解决平面几何的相关数学问题.应用线性规划解决数学问题,可以减少运算量,将抽象内容转变成直观图形,化繁为简,实现数学问题快速准确解答.作为高中数学教师,在解题中引导学生树立数形思想,有效利用线性规划,掌握有效的解题方式,巧妙解决数学难题,树立学生学习自信心,提高学生解题能力.参考文献:[1]接彦.线性规划在高中数学解题中的应用[J].语数外学习(高中版上旬),2019(11):37.[2]范粤.线性规划思想在高中数学解题中的应用[J].数理化学习(教育理论),2017(02):4-5.[责任编辑:李璟]—33—。
高中数学突破线性规划的实际应用
高中数学突破线性规划的实际应用在高中数学的学习中,线性规划是一个重要的知识点,它不仅在数学领域有着广泛的应用,在实际生活中也发挥着巨大的作用。
线性规划问题可以帮助我们在有限的资源条件下,做出最优的决策,实现效益的最大化。
首先,让我们来了解一下线性规划的基本概念。
线性规划是研究在线性约束条件下,使某个线性目标函数取得最优值(最大值或最小值)的问题。
其数学模型通常由决策变量、目标函数和约束条件三部分组成。
决策变量表示我们需要做出决策的数量或取值;目标函数是我们想要优化的对象,比如成本最小化、利润最大化等;约束条件则限制了决策变量的取值范围。
那么,线性规划在实际生活中有哪些具体的应用呢?一个常见的应用是资源分配问题。
比如,一家工厂有一定数量的原材料、人力和设备,要生产多种产品。
每种产品的生产都需要消耗一定量的资源,并且能带来不同的利润。
那么如何安排生产计划,才能在资源有限的情况下,使总利润最大呢?这就可以通过建立线性规划模型来解决。
我们设生产产品 A 的数量为 x1,生产产品 B 的数量为 x2 等等。
然后根据每种产品所需的原材料、人力和设备等资源,列出相应的约束条件。
比如,原材料的使用总量不能超过现有的库存,人力的工作时间总和不能超过规定的时长,设备的运行时间也有一定的限制。
同时,设定目标函数为总利润,即每种产品的利润乘以其产量的总和。
通过求解这个线性规划问题,我们就能得到最优的生产计划,即每种产品应该生产多少,从而实现利润的最大化。
再比如,运输问题也是线性规划的一个重要应用场景。
假设一家物流公司要将货物从多个发货地运输到多个收货地,每个发货地有一定数量的货物,每个收货地有一定的需求,不同的运输路线有着不同的运输成本。
那么如何安排运输方案,才能在满足需求的情况下,使总运输成本最低呢?我们可以设从发货地 i 运往收货地 j 的货物数量为 xij。
然后根据发货地的货物总量和收货地的需求,列出相应的约束条件。
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复习线性规划
(1)画:画出线性约束条件所表示的可行域; (2)移:在线性目标函数所表示的一组平行 线中,利用平移的方法找出与可行域有公共 点且纵截距最大或最小的直线; (3)求:通过解方程组求出最优解;
(4)答:作出答案。
线性规划的实际应用
例1 .某纺纱厂生产甲、乙两种棉纱,已知生 产甲种棉纱1吨需耗一级子棉2吨、二级子 棉1吨;生产乙种棉纱需耗一级子棉1吨、 二级子棉2吨,每1吨甲种棉纱的利润是 600元,每1吨乙种棉纱的利润是900元, 工厂在生产这两种棉纱的计划中要求消耗 一级子棉不超过300吨、二级子棉不超过 250吨.甲、乙两种棉纱应各生产多少(精确 到吨),能使利润总额最大?
书面作业 <<教材>> P. 65 习题7.4– 5
高2008级数学教学课件
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而莫艳艳刚好相反,她的瞩目总是吸引着别人不自主地向她靠近,那怕是她还未成年的中学时代! 大学毕业后孤独晓寂并没有打算就此结业学业,因为她要考博,这是她进入那个大学第一天就下定的决心!莫艳艳流浪了很多城市之后,不知 出于何种缘由、最后居然浪迹到孤独晓寂所在的城市! 她俩第一次遇见的时候难得莫艳艳居然第一眼就将她认了出来,莫艳艳笑得不可思议“孤独晓寂,怎么会是你,你怎么在这里,高材生居然都 开始沦落到端盘子了?”莫艳艳说完那样的一句话忽然觉得心中升起了一种莫名的快意,虽然她觉得自己并不在意她的邻居女生的学习成绩比 她好了几倍、几十倍,但是小时候可没少因为这样的一个邻居而被念叨。 孤独晓寂推了下鼻梁上厚重的眼镜,看向了那个艳丽的女子“你是?”她居然不太认识面前这个认识她的美丽女子。 莫艳艳何许人也,何时受过这等不公平的待遇,只有她忘记别人的份,那能被她人忘记呢,她一下子气结“我、莫艳艳!”她终是没能忍住在 那样一处高档餐厅提高嗓门,也似乎忘却了对面正坐了一位看起来既优雅而精致的男士。 孤独晓寂仔细地看向了面前的女子,约莫的辨识起来了一点点,小时候的模样还在,只不过现今越发的妖娆起来。 孤独晓寂若有所思的点了下头“哦,小时候对门的莫艳艳?” 莫艳艳忍不住吐槽“你可真是更年不变的让人欢喜不起来,除了那个莫艳艳能记得你、还有谁?” 孤独晓寂笑得腼腆的回应“啊,真是抱歉,我没有第一时间认出你来!”她的语气温和的让人没有办法继续跟她较真!这不能怪她,她平时放 假在家便几乎不出家门,况且莫艳艳他们家在高中过后便搬离了那个地方,她又向来无暇顾及其他。 莫艳艳又回到一开始的话题“我说、高材生,你怎么都沦落到端盘子的份上了?” 孤独晓寂并不气恼依旧笑的温和,难得遇上一个旧识,她心情居然莫名的变好了起来“我现在在读研,这家酒店要求会说意大利文,时薪也不 错,所以我在这里打零工!” 莫艳艳一下子被掐灭了火焰“哦,我就说呢!”略显心虚的笑了笑,又问道“那你一直在这个地方吗?” 孤独晓寂点点头“嗯”了声。
线性规划:求线性目标函数在线性约束条件下的最 大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.
可行解 :满足线性约束条 件的解(x,y)叫可行解;
2x+y=12
2x+y=3
可行域 :由所有可行解组 成的集合叫做可行域;
最优解 :使目标函数取得 最大或最小值的可行解叫 线性规划问题的最优解。
可行域
(5,2)
(1,1)
煤矿 车站 东车站 西车站 产量(万吨) 甲煤矿 (元/吨) 1 1.5 200 乙煤矿 (元/吨) 0.8 1.6 300 运量 (万吨) 280 360
解:设甲煤矿运往东车站x万吨,乙煤矿运往东车 站y万吨,则约束条件为: y 煤矿调运问题 x 0 280 P y 0 P: (0.00, 280.00) x y 280 140 z= 780-0.5x -0.8y = 556.00 (200 x) (300 y ) 360 目标函数为: 280 x 140 O z=[x+1.5(200-x)]+[0.8y+1.6(300-y)] =780-0.5x-0.8y (万元)
线性规划的实际应用
解线性规划应用问题的一般步骤: 1.理清题意,列出表格; 2.设好变元,列出线性约束条件(不 等式组)与目标函数; 3.准确作图; 4.根据题设精度计算。
例1 某纺纱厂生产甲、乙两种棉纱,已知生产甲种 棉纱1吨需耗一级子棉2吨、二级子棉1吨;生产 乙种棉纱需耗一级子棉1吨、二级子棉2吨,每1 吨甲种棉纱的利润是600元,每1吨乙种棉纱的利 润是900元,工厂在生产这两种棉纱的计划中要 求消耗一级子棉不超过300吨、二级子棉不超过 250吨.甲、乙两种棉纱应各生产多少(精确到吨), 能使利润总额最大?
例2.已知甲、乙两煤矿每年的产量分别为200万吨和 300万吨,需经过东车站和西车站两个车站运往 外地.东车站每年最多能运280万吨煤,西车站每 年最多能运360万吨煤,甲煤矿运往东车站和西 车站的运费价格分别为1元/吨和1.5元/吨,乙煤 矿运往东车站和西车站的运费价格分别为0.8元/ 吨和1.6元/吨.煤矿应怎样编制调运方案,能使总 运费最少?
答:应生产甲、 乙两种棉纱分别 x 为117吨、67吨, 能使利润总额达 到最大。
例2.已知甲、乙两煤矿每年的产量分别为 200万吨和300万吨,需经过东车站和 西车站两个车站运往外地.东车站每年 最多能运280万吨煤,西车站每年最多 能运360万吨煤,甲煤矿运往东车站和 西车站的运费价格分别为1元/吨和1.5 元/吨,乙煤矿运往东车站和西车站的 运费价格分别为0.8元/吨和1.6元/吨.煤 矿应怎样编制调运方案,能使总运费 最少?
§7.5.1线性规划的实际应用
教学目的:
1 . 能应用线性规划的方法解决一些简单的 实际问题; 2.增强学生的应用意识.培养学生理论联系 实际的观点.
教学重点:
根据实际问题中的已知条件,找出约束条 件和目标函数,利用图解法求得最优解
教学难点:
最优解是整数解.
复习二元一次不等式表示的平面区域
x+y-1>0
x
1
x+y-1=0
复习线性规划
问题:
目标函数 (线性目标函数)
线性约 束条件
y
x=1
设z=2x+y,式中变量满足 下列条件:
x 4 y 3 3x 5 y 25 x 1
求z的最大值与最小值。
C B O
3x+5y-25=0 A x-4y+3=0
x
复习线性规划
产品
资源 一级子棉(吨) 二级子棉(吨) 利润(元)
甲种棉纱 (吨)x
2 1 600
乙种棉纱(吨) y
1 2 900
资源限额 (吨)
300 250
解:设生产甲、乙两种 棉纱分别为x吨、y吨, 利润总额为z元,则
2x y 300 x 2 y 250 x 0 y 0
P P
答案:当 x=0,y=280时,即甲煤矿运往东车站0 吨,西车站200吨;乙煤矿运往东车站280吨,西 车站20吨.总运费最少 556万元。
线性规划的实际应用小结
解线性规划应用问题的一般步骤: 1.理清题意,列出表格; 2.设好变元,列出线性约束条件(不 等式组)与目标函数; 3.准确作图; 4.根据题设精度计算。
y
300 2x+y=300 125
解方程组 2x y 300 x 2 y 250 得点M的坐标 x=350/3≈117 y=200/3≈67
M( 150
Z=600x+y
350 200 , ) 3 3 x+2y=250 250
O
作出可行域,可知直 线Z=600x+900y通过 点M时利润最大。
在平面直角坐标系中,以 结论:二元一次不 y 二元一次方程 x+ +c y>0 -1=0 的解为 等式ax+by 在平 坐标的点的集合 {( x , y )| x + y 面直角坐标系中表示 1 1=0} 是经过点 (1,0) 的 直线 ax+by(0,1) +c=0和 某一 一条直线 l,那么以二元一次 侧所有点组成的平面 O 不等式 x + y -1>0 的解为坐标的 区域.不等式 x+y1 <0 点的集合 x , y 表示的是 )| x + y -1>0} 是 ax+by{( +c <0 什么图形 ? 另一侧的平面区域 .