2019版高考数学一轮复习第六章不等式推理与证明第34讲二元一次不等式组与简单的线性规划问题学案
2019年全品一轮复习文科数学第6单元 不等式、推理与证明 第34讲 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
[答案] D
[解析] 作出约束条件对应的可行域,如 图中阴影部分所示,当直线 z=x+y 经过 可行域中的点 A(3,0)时,目标函数取得 最大值,故 zmax=3.
教学参考
[答案] B
2.[2017· 全国卷Ⅲ] 设 x,y 满足约束条件 [解析] 由题意,画出可行域如图中阴影部分 3������ + 2������-6 ≤ 0, 则 z=x-y 的取值范围是 ������ ≥ 0, ������ ≥ 0, ( ) A.[-3,0] C.[0,2] B.[-3,2] D.[0,3]
RJA
二元一次不等式(组) 与简单的线性规划 问题
教学参考│课前双基巩固│课堂考点探究│教师备用例题
第34讲 PART 34
考试说明
1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组.
2.了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组. 3.会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.
★★★
★☆☆
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真题再现
■ [2017-2013]课标全国卷真题再现
1.[2017· 全国卷Ⅰ] 设 x,y 满足约束条件 ������ + 3������ ≤ 3, ������-������ ≥ 1, 则 z=x+y 的最大值为 ������ ≥ 0, ( A.0 C.2 ) B.1 D.3
教学参考
[答案] -10
7.[2016· 全国卷Ⅲ] 设 x,y 满足约束条件 2������-������ + 1 ≥ 0, ������-2������-1 ≤ 0, 则 z=2x+3y-5 的最小值 ������ ≤ 1, 为 .
教学参考
高考数学一轮复习第六章不等式、推理与证明6.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题课件文
夹在两条斜率
为 1 的平行直线之间, 则这两条平行直线间的距离的最小值是( 3 5 A. 5 3 2 C. 2 B. 2 D. 5
)
【解析】 (1)两直线方程分别为 x-2y+2=0 与 x+y-1=0. 由(0,0)点在直线 x-2y+2=0 右下方可知 x-2y+2≥0, 又(0,0)点在 直线 x+y-1=0 左下方可知 示的可行域.
线性目标函数 关于 x,y 的______解析式
可行解 满足线性约束条件的解______ 可行域 所有可行解组成的______ 最优解 使目标函数取得________或 ________的可行解
线性规划 在线性约束条件下求线性目标 问题 函数的______或________问题
2.会用求二元一次函数 z=ax+by(ab≠0)的最值的方法 a z 将函数 z=ax+by 转化为直线的斜截式:y=- x+ ,通过 b b z 求直线的截距 的最值间接求出 z 的最值. b z z (1)当 b>0 时,截距 取最大值时,z 也取最大值;截距 取最 b b 小值时,z 也取最小值; z z (2)当 b<0 时,截距 取最大值时,z 取最小值;截距 取最小 b b 值时,z 取最大值.
3.(必修⑤P86 练习第 2 题改编)在平面直角坐标系中,不等式 x+y-2≤0, 组x-y+2≥0, y≥0
表示的平面区域的面积是________.
解析:不等式组表示的平面区域是三角形( 如图所示),则该 1 三角形的面积是2×4×2=4.
答案:4
知识点二
简单的线性规划
1.线性规划中的基本概念 名称 约束条件 线性约束条件 意义 由变量 x,y 组成的__________ 由 x, y 的______不等式(或方程) 组成的不等式(组) 目标函数 关于 x,y 的函数________,如 z=2x+3y 等
高考数学一轮总复习 第6章 不等式、推理与证明 第三节 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题课件
∴A(1,3).∴xy的最大值为 3.
答案:3
解析Βιβλιοθήκη x+y-2≤0, 6.已知x,y满足约束条件 x-2y-2≤0,
2x-y+2≥0.
若z=y-ax取
得最大值的最优解不唯一,则实数a的值为
()
A.12或-1
B.2或12
C.2或1
D.2或-1
解析
2.常见的 3 类目标函数 (1)截距型:形如 z=ax+by. 求这类目标函数的最值常将函数 z=ax+by 转化为直线 的斜截式:y=-abx+bz,通过求直线的截距bz的最值间接求出 z 的最值. (2)距离型:形如 z=(x-a)2+(y-b)2. (3)斜率型:形如 z=xy--ba. [提醒] 注意转化的等价性及几何意义.
域的面积为
()
A.3 2
B.6 2
C.6
D.3
解析
x-y≥0, 2.(易错题)若满足条件x+y-2≤0,
y≥a
的整点(x,y)恰
有 9 个,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则
整数 a 的值为
()
A.-3
B.-2
C.-1
D.0
解析
3.如图阴影部分表示的区域可用二元一次不等式组表示 为________.
线性约束条件
由x,y的_一__次__不等式(或方程)组成的不等 式(组)
目标函数 关于x,y的函数_解__析__式__,如z=2x+3y等
线性目标函数 关于x,y的_一__次__解析式 可行解 满足线性约束条件的解_(x_,__y_)_
可行域 所有可行解组成的_集__合_
最优解 使目标函数取得_最__大__值_或最__小__值__的可行解
x-2y+2≥0,
高考数学一轮总复习 第六章 不等式、推理与证明 第三节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题练习 文
第三节二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题【最新考纲】 1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组.2.了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组.3.会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.1.二元一次不等式(组)表示的平面区域2.线性规划相关概念1.(质疑夯基)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)不等式Ax+By+C>0表示的平面区域一定在直线Ax+By+C=0的上方.( )(2)任何一个二元一次不等式组都表示平面上的一个区域.( )(3)线性目标函数的最优解可能不唯一.( )(4)目标函数z=ax+by(b≠0)中,z的几何意义是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.( )答案:(1)×(2)×(3)√(4)×2.下列各点中,不在x+y-1≤0表示的平面区域内的是( )A.(0,0) B.(-1,1)C.(-1,3) D.(2,-3)解析:∵-1+3-1>0,∴点(-1,3)不在x +y -1≤0表示的平面区域内. 答案:C4.(2016·保定调研)在平面直角坐标系xOy 中,若点P(m ,1)到直线4x -3y -1=0的距离为4,且点P(m ,1)在不等式2x +y≥3表示的平面区域内,则m =________.解析:由题意得|4m -3-1|5=4及2m +1≥3,解得m =6. 答案:65.在平面直角坐标系中,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y≤0,x -y -4≤0表示的平面区域的面积是________.解析:不等式组表示的区域如图中的阴影部分所示,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1x +y =0得A(1,-1) 由⎩⎪⎨⎪⎧x =1x -y -4=0得B(1,-3) 由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =0x -y -4=0得C(2,-2) ∴|AB|=2,∴S △ABC =12×2×1=1.答案:1一种方法确定二元一次不等式表示的平面区域的方法是“直线定界,特殊点定域”.1.直线定界:即若不等式不含等号,则应把直线画成虚线;若不等式含有等号,把直线画成实线.2.特殊点定域:当C≠0时,常把原点作为测试点;当C =0时,常选点(1,0)或者(0,1)作为测试点.一个程序利用线性规划求最值的步骤是:1.在平面直角坐标系内作出可行域;2.考虑目标函数的几何意义,将目标函数进行变形;3.确定最优解:在可行域内平行移动目标函数变形后的直线,从而确定最优解; 4.求最值:将最优解代入目标函数求最值. 两个防范1.画平面区域避免失误的重要方法就是首先使二元一次不等式标准化.2.求二元一次函数z =ax +by (ab≠0)的最值,利用其几何意义,通过求y =-a b x +zb的截距z b 的最值间接求出z 的最值,要注意:当b>0时,截距zb 取最大值时,z 也取最大值;截距zb 取最小值时,z 也取最小值.当b<0时,结论与b>0的情形恰好相反.一、选择题 1.已知点(-3,-1)和点(4,-6)在直线3x -2y -a =0的两侧,则a 的取值范围为( ) A .(-24,7) B .(-7,24)C .(-∞,-7)∪(24,+∞)D .(-∞,-24)∪(7,+∞) 解析:根据题意知(-9+2-a)·(12+12-a)<0. 即(a +7)(a -24)<0,解得-7<a<24. 答案:B3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,kx -y≤0表示面积为1的直角三角形区域,则k 的值为( )A .0B .1C .2D .3解析:画出平面区域如图所示:直线y =kx 一定垂直x +y -4=0,即k =1,只有这样才可使围成的区域为直角三角形,且面积为1.答案:B4.(2016·郑州模拟)实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x≥1,y ≤a (a>1),x -y≤0,若函数z =x +y 的最大值为4,则实数a 的值为( )A .2B .3C .4 D.32解析:由约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,y ≤a (a>1),x -y≤0作出可行域,如图所示的阴影部分,当z =x +y 过y =x 和y =a 的交点A(a ,a)时,z 取得最大值,即z max =a +a =4,所以a =2.答案:A5.x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0.若z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一...,则实数a 的值为( )A.12或-1 B .2或12C .2或1D .2或-1解析:如图,由y =ax +z 知z 的几何意义是直线在y 轴上的截距,故当a>0时,要使z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则a =2;当a<0时,要使z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则a =-1.答案:D 二、填空题6.在平面直角坐标系中,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x -y +2≥0,x ≤2表示的平面区域的面积为________.解析:作出可行域为△ABC(如图),则S △ABC =4.答案:48.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤x ,x +y≤4,y ≥k ,且z =2x +y 的最小值为-6,则k =________.解析:画出可行域如图所示:作直线l 0:y =-2x ,平移直线l 0,当过点A(k ,k)时,使得z 最小,由最小值为-6,可得3k =-6,解得k =-2.答案:-2 三、解答题9.若直线x +my +m =0与以P(-1,-1)、Q(2,3)为端点的线段不相交,求m 的取值范围.解:直线x +my +m =0将坐标平面划分成两块区域,线段PQ 与直线x +m y +m =0不相交,则点P 、Q 在同一区域内,于是,⎩⎪⎨⎪⎧-1-m +m>0,2+3m +m>0,或⎩⎪⎨⎪⎧-1-m +m<0,2+3m +m<0,所以,m 的取值范围是m<-12.10.某玩具生产公司每天计划生产卫兵、骑兵、伞兵这三种玩具共100个,生产一个卫兵需5分钟,生产一个骑兵需7分钟,生产一个伞兵需4分钟,已知总生产时间不超过10小时.若生产一个卫兵可获利润5元,生产一个骑兵可获利润6元,生产一个伞兵可获利润3元.(1)试用每天生产的卫兵个数x 与骑兵个数y 表示每天的利润ω(元); (2)怎样分配生产任务才能使每天的利润最大,最大利润是多少? 解:(1)依题意每天生产的伞兵个数为100-x -y , 所以利润ω=5x +6y +3(100-x -y)=2x +3y +300. (2)约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧5x +7y +4(100-x -y )≤600,100-x -y≥0,x ≥0,y ≥0,x 、y∈N. 整理得⎩⎪⎨⎪⎧x +3y≤200,x +y≤100,x ≥0,y ≥0,x 、y∈N.目标函数为ω=2x +3y +300,作出可行域,如图所示,作初始直线l 0:2x +3y =0,平移l 0,当l 0经过点A 时,ω有最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =200,x +y =100,得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =50.∴最优解为A(50,50),此时ωmax=550元.故每天生产卫兵50个,骑兵50个,伞兵0个时利润最大,且最大利润为550元.11。
(文)大一轮复习课件 第六章 不等式、推理与证明 第三节 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题
解析:设旅行社租用A型客车x辆,B型客车y 辆,租金为z,则线性约束条件为
x+y≤21, y-x≤7, 36x+60y≥900, x,y∈N.
目标函数为z=1 600x
+2 400y.画出可行域如图中阴影部分所示, 可知目标函数过点N(5,12)时,有最小值zmin=36 800(元).答案:C
[演练冲关]
x-y+2≥0, 1.(2017·海口调研)已知实数x,y满足x+y-4≥0,
4x-y-4≤0.
则z=
3x-y的取值范围为
()
A.0,152 C.2,152
B.[0,2] D.2,83
解析:画出题中的不等式组表示的平面区域 (阴影部分)及直线3x-y=0,平移该直线, 平移到经过该平面区域内的点A(1,3)(该点是 直线x-y+2=0与x+y-4=0的交点)时,相 应直线在x轴上的截距达到最小,此时z=3x-y取得最小值 3×1-3=0;平移到经过该平面区域内的点B85,152(该点是直 线4x-y-4=0与x+y-4=0的交点)时,相应直线在x轴上的 截距达到最大,此时z=3x-y取得最大值3× 85 - 152 = 152 ,因此 z的取值范围是0,152,选A.答案:A
2.(易错题)若满足条件 xx+-yy-≥20≤,0, y≥a
的整点(x,y)恰有9个,其
中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则整数a的值为 ( )
A.-3
B.-2
C.-1
解析:不等式组所表示的平面区域如图中
D.0
阴影部分,当a=0时,只有4个整点
(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a=-1时,
数多个,也可能没有.
3.在通过求直线的截距
z b
的最值间接求出z的最值时,要注
2019年高考数学一轮复习第六章不等式推理与证明第34讲二元一次不等式(组)实战演练理
2019年高考数学一轮复习第六章不等式推理与证明第34讲二元一次不等式(组)实战演练理1.(2016·浙江卷)若平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,2x -y -3≤0,x -2y +3≥0夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是( B )A .355B . 2C .322 D . 5解析:作出可行域如图由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -3=0,x +y -3=0,得A (2,1),由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,x -2y +3=0,得B (1,2).斜率为1的平行直线l 1,l 2分别过A ,B 两点时它们之间的距离最小.过A (2,1)的直线l 1:y =x -1,过B (1,2)的直线l 2:y =x +1,此时两平行直线间的距离d =22=2,故选B .2.(2016·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为3.解析:由约束条件画出可行域,如图.y x 的几何意义是可行域内的点(x ,y )与原点O 连线的斜率,所以yx的最大值即为直线OA的斜率,又由⎩⎪⎨⎪⎧x-1=0,x+y-4=0得点A的坐标为(1,3),于是⎝⎛⎭⎪⎫yx max=k OA=3.3.(2016·全国卷Ⅲ)设x,y满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x-y+1≥0,x-2y-1≤0,x≤1,则z=2x+3y-5的最小值为-10.解析:可行域如图所示(包括边界),直线2x-y+1=0与x-2y-1=0相交于点(-1,-1),当目标函数线过(-1,-1)时,z取最小值,z min=-10.4.(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 kg,乙材料1 kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 kg,乙材料0.3 kg,用3个工时.生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg,乙材料90 kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为216_000元.解析:设生产产品A x件,生产产品B y件,利润之和为z元,则z=2 100x+900y.根据题意得⎩⎪⎨⎪⎧1.5x+0.5y≤150,x+0.3y≤90,5x+3y≤600,x,y∈N,即⎩⎪⎨⎪⎧3x+y≤300,10x+3y≤900,5x+3y≤600,x,y∈N,作出可行域(如图).由⎩⎪⎨⎪⎧10x+3y=900,5x+3y=600得⎩⎪⎨⎪⎧x=60,y=100.当直线 2 100x+900y-z=0过点M(60,100)时,z取得最大值,z max=2 100×60+900×100=216 000.故所求的最大值为216 000元.。
2019版高考数学一轮复习第六章不等式推理与证明课时达标34二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
第34讲 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题[解密考纲]考查线性规划以选择题或填空题的形式出现. 一、选择题1.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤2,则z =4x +y 的最大值为( B )A .10B .8C .2D .0解析 画出可行域,根据图形可知,当目标函数的图象经过点A (2,0)时,z =4x +y 取得最大值8.2.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,2x +y ≤4,4x -y ≥-1,则目标函数z =3x -y 的取值范围是( A )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,6B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,-1 C .[-1,6]D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-6,32解析 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,2x +y ≤4,4x -y ≥-1表示的平面区域如图中阴影部分所示.由图可知,当直线z =3x -y 过点A (2,0)时,z 取得最大值6,过点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,z 取得最小值-32,故选A .3.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤1,x +y ≥2,y ≤2,则目标函数z =x 2+y 2的取值范围为( C )A .[2,8]B .[4,13]C .[2,13]D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤52,13解析 作出可行域,如图中阴影部分,将目标函数看作是可行域内的点到原点的距离的平方,从而可得z min =|OA |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|0+0-2|12+122=2,z max =|OB |2=32+22=13.故z ∈[2,13].4.若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0,且z =y -x 的最小值为-2,则k =( B )A .1B .-1C .2D .-2解析 当k ≥0时,直线z =y -x 不存在最小值,∴k <0.当k <0时,当有且仅当直线z =y -x 经过kx -y +2=0与x 轴的交点,(-2k,0)时,z 取得最小值-2,∴-2=2k,即k =-1.5.若关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0a 为常数所表示的平面区域的面积等于2,则a =( A )A .3B .6C .5D .4解析 先作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0对应的区域,如图.因为直线ax -y +1=0过定点(0,1),且不等式ax -y +1≥0表示的区域在直线ax -y +1=0的下方,所以△ABC 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0对应的平面区域.因为A 到直线BC 的距离为1,所以S △ABC =12×1×BC =2,所以BC =4.当x =1时,y C =1+a ,所以y C =1+a =4, 解得a =3.6.设实数x, y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y -2≤0,x +2y -5≥0,y -2≤0,则z =y x +xy的取值范围是( D )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,103B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,52C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,52 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103解析 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影所示.解方程组得可行域的顶点分别为A (3,1),B (1,2),C (4,2).由于y x表示可行域内的点(x ,y )与原点(0,0)的连线的斜率,则k OA =13,k OB =2,k OC =12,所示y x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2.结合对勾函数的图象,得z ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103,故选D .二、填空题7.(2016·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为__3__.解析 由约束条件画出可行域,如图.y x 的几何意义是可行域内的点(x ,y )与原点连线的斜率,所以yx的最大值即为直线OA 的斜率,又由⎩⎪⎨⎪⎧x -1=0,x +y -4=0得点A 的坐标为(1,3),于是⎝ ⎛⎭⎪⎫y x max =k OA =3.8.已知实数x ,y 满足x 2+(y -2)2=1,则ω=x +3yx 2+y 2的取值范围是__[1,2]__. 解析 设P (x ,y ),M (1,3),则cos 〈OP →,OM →〉=x +3y 2x 2+y2=ω2,过原点O 作⊙C 的切线OA ,OB ,切点为A ,B ,易知:∠MOx =∠AOx =60°,∠BOx =120°, ∴0°≤〈OP →,OM →〉≤60°,∴12≤cos〈OP →,OM →〉≤1,∴1≤ω≤2. 9.已知a >0,实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a x -3,若z =2x +y 的最小值为1,则a 的值为__12__.解析 由题意得直线y =a (x -3)过x =1与2x +y =1的交点(1,-1),因此a 的值为12.三、解答题10.已知D 是以点A (4,1),B (-1,-6),C (-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界与内部),如图所示.(1)写出表示区域D 的不等式组;(2)设点B (-1,-6),C (-3,2)在直线4x -3y -a =0的异侧,求a 的取值范围. 解析 (1)直线AB ,AC ,BC 的方程分别为7x -5y -23=0,x +7y -11=0,4x +y +10=0.原点(0,0)在区域D 内,故表示区域D 的不等式组为⎩⎪⎨⎪⎧7x -5y -23≤0,x +7y -11≤0,4x +y +10≥0.(2)依题意[4×(-1)-3×(-6)-a ][4×(-3)-3×2-a ]<0, 即(14-a )(-18-a )<0,解得-18<a <14.故a 的取值范围是(-18,14).11.变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1.(1)设z =yx,求z 的最小值; (2)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的取值范围. 解析 可行域如图阴影部分.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,3x +5y -25=0,解得A ⎝⎛⎭⎪⎫1,225.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x -4y +3=0,解得C (1,1).由⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得B (5,2).(1)设P (x ,y ),则z =y x =y -0x -0=k PO ,由图知z min =k OB =25.(2)z =x 2+y 2=|PO |2,∵|OC |2=2,|OB |2=29, ∴由图得2≤z ≤29,即z ∈[2,29].(3)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是可行域上的点到点(-3,2)的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到(-3,2)的距离中,d min =1-(-3)=4,d max =-3-52+2-22=8.∴16≤z ≤64,即z ∈[16,64].12.某客运公司用A ,B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务,每辆车每天往返一次.A ,B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,从甲地去乙地的营运成本分别为1 600元/辆和2 400元/辆,公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队,并要求B 型车不多于A 型车7辆.若每天运送人数不少于900,且使公司从甲地去乙地的营运成本最小,那么应配备A 型车、B 型车各多少辆?解析 设A 型,B 型车分别为x ,y 辆, 相应营运成本为z 元,则z =1 600x +2 400y . 由题意,得x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤21,y ≤x +7,36x +60y ≥900,x ,y ≥0,x ,y ∈N .作出可行域如图阴影部分所示,可行域的三个顶点坐标分别为P(5,12),Q (7,14),R (15,6).由图可知,当直线1 600x +2 400y =z 经过可行域的点P 时,直线z =1 600x +2 400y 在y 轴上的截距z2 400最小,即z 取得最小值.故应配备A 型车5辆,B 型车12辆,可以满足公司从甲地去乙地的营运成本最小.。
2019届高考数学一轮复习 第六章 不等式、推理与证明 第3节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划
第六章 第3节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题[基础训练组]1.设A ={(x ,y )|x ,y,1-x -y 是三角形的三边长},则A 所表示的平面区域(不含边界的阴影部分)是()解析:A [由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x +y >1-x -y ,x +-x -y >y ,y +-x -y >x ,即⎩⎪⎨⎪⎧x +y >12,y <12,x <12.]2.(导学号14577524)已知O 为坐标原点,A (1,2),点P 的坐标(x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +|y |≤1,x ≥0,则z =OA →·OP →的最大值为( )A .-2B .-1C .1D .2解析:D [如图作可行域,z =OA →·OP →=x +2y ,显然在B (0,1)处z max =2.故选D.]3.(导学号14577525)(2018·海口市模拟)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0x +y -4≥04x -y -4≤0,则z =3x -y 的取值范围为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,125B.[]0,2C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,125 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,83解析:A [画出⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0x +y -4≥04x -y -4≤0的可行域,如图所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2=0x +y -4=0解得A (1,3),由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -4=04x -y -4=0解得B ⎝ ⎛⎭⎪⎫85,125.把z =3x -y 变形为y =3x -z ,则直线经过点A 时z 取得最小值;经过点B 时z 取得最大值.所以z min =3×1-3=0,z max =3×85-125=125.即z 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,125.故选A.]4.(导学号14577526)(理科)(2018·日照市一模)已知变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x -2y +3≥0x ≥0,,则z =(2)2x +y的最大值为( )A. 2 B .2 2 C .2D .4解析:D [作出不等式组所对应的平面区域如图(阴影部分):设m =2x +y 得y =-2x +m ,平移直线y =-2x , 由图可知当直线y =-2x +m 经过点A 时, 直线y =-2x +m 的截距最大,此时m 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y =0,x -2y +3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,即A (1,2),代入目标函数m =2x +y 得z =2×1+2=4. 即目标函数z =(2)2x +y的最大值为z =(2)4=4.故选D.]4.(导学号14577527)(文科)(2018·太原市三模)设实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0x ≥y 2x -y ≤1,则23x +2y的最大值是( )A .64B .32C .2 2D .1解析:B [设z =3x +2y ,由z =3x +2y 得y =-32x +z2.作出不等式组对应的平面区域如图(阴影部分).平移直线y =-32x +z 2由图象可知当直线y =-32x +z 2经过点B 时,直线y =-32+z2的截距最大,此时z 也最大.由⎩⎪⎨⎪⎧x =y2x -y =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =1,即B (1,1),代入z =3x +2y ,得z =3×1+2×1=5. 则23x +2y的最大值是25=32,故选B.]5.(导学号14577528)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.通过合理安排生产计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是( )A .1 800 元B .2 400 元C .2 800 元D .3 100 元解析:C [设生产甲产品x 桶,乙产品y 桶,每天利润为z 元,则⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤12,2x +y ≤12,x ≥0,y ≥0,z =300x +400y.作出可行域,如图阴影部分所示.作直线300x +400y =0,向右上平移,过点A 时,z =300x +400y 取最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =12,2x +y =12得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =4,∴A (4,4),∴z max =300×4+400×4=2 800.]6.(导学号14577529)(2018·怀化市二模)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≥0x -3y ≤0x +2y -5≤0,则点(x ,y )所在的平面区域的面积为 ________ .解析:x 、y 满足的可行域如图三角形ABO ,则A (1,2),B (3,1),C (5,0),所求三角形的面积为S △AOC -S △OBC =12×5×2-12×5×1=52.答案:527.(导学号14577530)若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0ax +y -2≤0y ≥0,表示的平面区域的面积为3,则实数a 的值是 ________ .解析:作出可行域,如图中阴影部分所示,区域面积S =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +2×2=3,解得a =2.答案:28.(导学号14577531)(2018·天门市5月模拟)如果实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0x -2y -3≤0x ≥1,目标函数z =kx -y 的最大值为6,最小值为0,则实数k 的值为________ .解析:由约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0x -2y -3≤0x ≥1作出可行域如图.联立⎩⎪⎨⎪⎧x =1x +y -3=0,得C (1,2).由题意可知,使目标函数取得最大值的最优解为B (3,0),取得最小值的最优解为C (1,2),则⎩⎪⎨⎪⎧6=3k -00=k -2,解得k =2.答案:29.(导学号14577532)已知关于x ,y 的二元一次不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤4,x -y ≤1,x +2≥0.求函数z=x +2y +2的最大值和最小值.解:作出二元一次不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤4,x -y ≤1,x +2≥0,表示的平面区域,如图所示.由z =x +2y +2,得y =-12x +12z -1,得到斜率为-12,在y 轴上的截距为12z -1,随z变化的一组平行线,由图可知,当直线经过可行域上的A 点时,截距12z -1最小,即z 最小,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =1,x +2=0,得A (-2,-3),∴z min =-2+2×(-3)+2=-6.当直线与直线x +2y =4重合时,截距12z -1最大,即z 最大,∴z max =4+2=6.∴z =x +2y +2的最大值是6,最小值是-6.10.(导学号14577533)在直角坐标系xOy 中,已知点A (1,1),B (2,3),C (3,2),点P (x ,y )在△ABC 三边围成的区域(含边界)上.(1)若PA →+PB →+PC →=0,求|OP →|;(2)设OP →=mAB →+nAC →(m ,n ∈R ),用x ,y 表示m -n ,并求m -n 的最大值. 解:(1)法一:∵PA →+PB →+PC →=0,PA →+PB →+PC →=(1-x,1-y )+(2-x,3-y )+(3-x,2-y )=(6-3x,6-3y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧6-3x =0,6-3y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2,即OP →=(2,2),故|OP →|=2 2. 法二:∵PA →+PB →+PC →=0,则(OA →-OP →)+(OB →-OP →)+(OC →-OP →)=0, ∴OP →=13(OA →+OB →+OC →)=(2,2),∴|OP →|=2 2. (2)∵OP →=mAB →+nAC →, ∴(x ,y )=(m +2n,2m +n ),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =m +2n ,y =2m +n ,两式相减,得m -n =y -x ,令y -x =t ,由图知,当直线y =x +t 过点B (2,3)时,t 取得最大值1,故m -n 的最大值为1.[能力提升组]11.(导学号14577544)(2018·许昌市监测)设实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -2≤0,x -y +1≥0,x -2y -1≤0,则y -1x -1的最小值是( ) A .-5 B .-12C.12D .5解析:B [作出不等式对应的平面区域如图中阴影部分所示,则w =y -1x -1的几何意义是区域内的点P (x ,y )与定点A (1,1)所在直线的斜率,由图象可知当P 位于点⎝ ⎛⎭⎪⎫13,43时,直线AP 的斜率最小,此时w =y -1x -1的最小值为43-113-1=-12,故选B.]12.(导学号14577545)(2017·湖北黄冈模拟)在平面直角坐标系中,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 .2B .1 C.12D.14解析:B [对于集合B ,令m =x +y ,n =x -y , 则x =m +n2,y =m -n2,由于(x ,y )∈A ,所以有⎩⎪⎨⎪⎧m +n 2+m -n2≤1,m +n2≥0,m -n 2≥0即⎩⎪⎨⎪⎧m ≤1,m +n ≥0,m -n ≥0,因此平面区域B 的面积即为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧m ≤1,m +n ≥0m -n ≥0所以对应的平面区域的面积,画出图形可知该平面区域面积为2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12×1×1=1,故选B.]13.(导学号14577546)(2018·烟台市一模)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤x x +y ≤4y ≥k,且z =2x +y 的最小值为-6,则k = ______ .解析:作出不等式组对应的平面区域(阴影部分).由z =2x +y ,得y =-2x +z ,平移直线y =-2x +z ,由图可知当直线y =-2x +z 经过点A 时,直线y =-2x +z 的截距最小,此时z 最小,目标函数2x +y =-6.由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =-6y =x,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2y =-2,即A (-2,-2).∵点A 也在直线y =k 上,∴k =-2.答案:-214.(导学号14577547)(2018·天津河北区三模)某公司计划在甲、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.甲、乙两个电视台为该公司所做的每分钟广告,能给公司带来的收益分别为0.3万元和0.2万元.设该公司在甲、乙两个电视台做广告的时间分别为x 分钟和y 分钟.(1)用x ,y 列出满足条件的数学关系式,并在坐标系中用阴影表示相应的平面区域; (2)该公司如何分配在甲、乙两个电视台做广告的时间使公司的收益最大,最大收益是多少?解:(1)设该公司在甲、乙两个电视台做广告的时间分别为x 分钟和y 分钟,则x ,y 满足的数学关系式为⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤300500x +200y ≤90 000x ≥0y ≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤3005x +2y ≤900x ≥0y ≥0,作出二元一次不等式组所表示的平面区域:(2)设公司的收益为z 元,则目标函数为z =3 000x +2 000y . ∴y =-32x +z2 000.由图可知,当直线y =-32x +z 2 000经过可行域上的点A 时,截距z2 000最大,即z 最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3005x +2y =900得A (100,200),∴z max =3 000×100+2 000×200=700 000.答:该公司在甲电视台做100分钟广告,在乙电视台做200分钟广告使公司的收益最大,最大收益是70万元.。
2019年高考数学一轮复习第6章不等式、推理与证明第3节二元一次不等式(组)与简单的线性规划
第三节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题[考纲传真](教师用书独具)1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组 2 了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组3会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决. (对应学生用书第97页)[基础知识填充]1•二元一次不等式表示的平面区域一般地,直线l : ax + by + c = 0把直角坐标平面分成了二个部分:(1) 直线l 上的点(x , y )的坐标满足 ax + by + c = 0;(2) 直线l 一侧的平面区域内的点(x , y )的坐标满足ax + by + c >0; (3)直线l 另一侧的平面区域内的点(x , y )的坐标满足ax + by + c v 0.所以,只需在直线l 的某一侧的平面区域内,任取一特殊点 (x o , y o ),从ax o + by o + c 值的正负,即可判断不等式表示的平面区域. 2•线性规划相关概念名称 意义结束条件 由变量x , y 组成的一次不等式组线性约束条件 由x , y 的一次不等式(或方程)组成的等式组 目标函数 欲求最大值或最小值的函数 线性目标函数 关于x , y 的一次解析式可行解 W 在线性规划问题中,满足约束条件的解 (X , y )V可行域只r由所有可行解组成的集合〉最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解,通常在可行域 的顶点处取得0二元线性规划问题如果两个变量满足一组一次不等式,求这两个变量的一次 函数的最大值或最小值问题叫作二元线性规划问题3.重要结论画二元一次不等式表示的平面区域的直线定界,特殊点定域:(1) 直线定界:不等式中无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线;(2) 特殊点定域:若直线不过原点,特殊点常选原点;若直线过原点,则特殊点常选 取(0,1)或(1,0)来验证.[知识拓展]1.利用“同号上,异号下”判断二元一次不等式表示的平面区域:双基自主测评I 梳理自测对于Ax+ By+ C> 0 或Ax+ By+ C v 0,则有(1)当B ( Ax + By + C ) > 0时,区域为直线 Ax + By + C = 0的上方;⑵ 当B (Ax + By + C ) v 0时,区域为直线 Ax + By + C = 0的下方.2 •最优解和可行解的关系:最优解必定是可行解,但可行解不一定是最优解. 最优解不一定唯一, 有时唯一,有时有多个.[基本能力自测](思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“V”,错误的打“X”)(1) 不等式Ax + By + C >0表示的平面区域一定在直线 Ax + By + C = 0的上方.()(2) 线性目标函数的最优解可能不唯一.()⑶ 目标函数z = ax + by (0)中,z 的几何意义是直线 ax + by — z = 0在y 轴上的截1.3作出直线y = — x ,并平移该直线,当直线y = — x + z 过点A 时,目标函数取得最大值. 由图知A (3,0),距.() 2. 3.[答案]⑴ X (2) V (3) xx — 3y + 6<0, (教材改编)不等式组*C [x — 3y + 6<0表示直线x — 3y + 6= 0左上方的平面区域, + 2 = 0及其右下方的平面区域,故选 C.]x — y + 2》0表示直线x + 3y W 3,(2017 •全国卷I )设x , y 满足约束条件 x — y > 1, y > 0, 则z = x + y 的最大值为(A. 0B. 1C. 2 D⑷ 最优解指的是使目标函数取得最大值或最小值的可行解.⑷V表示的平面区域是x — y + 2>0D. 3y = — x + 乙故Z max= 3+ 0 = 3.故选D.]4. 若点(m,1)在不等式2x+ 3y—5>0所表示的平面区域内,则m的取值范围是________ .(1,+^)•点(m,1)在不等式2x+ 3y —5> 0所表示的平面区域内,二2 m卄3 —5> 0, 即m> 1.],> 1,5. 在平面直角坐标系中,不等式组J x + y w0, ________________ 表示的平面区域的面积是./ —y —4<0【导学号:79140199】1 [不等式组表示的区域如图中的阴影部分所示,\y ac-/-4=O0 -]\A<17JC+7=0由x = 1, x + y= 0 得A(1 , —1),由x = 1, x —y—4= 0 得巳1 , —3),由x + y= 0, x—y—4= 0 得q2 , —2),1•'•I AE| = 2 ,二ABC= 2 X 2 X 1 = 1.]题型分类突破I 方話(对应学生用书第98页).兀一次不等式(组)表示的平面区川(1)(2018 •北京西城区二模)在平面直角坐标系中,不等式组3x —y w 0 ,x —\::3y + 2> 0, 表示的平面区域的面积是()Iy >0A. fB. .3C. 2D. 2 3x —y>0 ,|题型(2)若满足条件妆+ y —2w0, 的整点(x , y)恰有9个,其中整点是指横、纵坐y > a标都是整数的点,则整数a的值为()B (2)C [(1)作出不等式组表示的平面区域是以点 0(0,0) , B ( — 2,0)和A (1 ,-(含边界),由图知该平面区域的面积为X 2X 3 = 3,故选B.(2)不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,当a = 0时,平面区域内只有4 个整点(1,1) , (0,0) , (1,0) , (2,0) ; 当 a =— 1 时,正好增加(—1, — 1), (0 , y.—1) , (1 , — 1) , (2 , — 1) , (3 , — 1)共 5 个整点,故选 C.满足条件,联立方程组A. C.为顶点的三角形区域,如图所示的阴影部分[规律方法]确定二元一次不等式 组表示的平面区域的方法1"直线定界,特殊点定域”,即先作直线,再取特殊点并代入不等式则不等式表示的平面区域为直线与特殊点同侧的那一侧区域;.若满足不等式,否则就对应与特殊点异侧的平面区域•不等式组表示的平面区域即为各不等式所表示的平面区域的公共部分jf j 工2当不等式中不等号为》或w 时,边界为实线,不等号为>或<时,边界应画为虚线, 若直线不过原点,特殊点常取原点•[跟踪训练]若\+ y — 3> 0,平面区域<2x — y —3W 0,[x — 2y + 3>0夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是 (D. 5B [根据约束条件作出可行域如图中阴影部分,当斜率为1的直线分别过 A 点和B 点时 B.— 2-. I:]别过A , B 点且斜率为1的两条直线方程为 x — y + 1= 0和x — y — 1 = 0,由两平行线间的距将目标函数z = 2x + y 化为y =— 2x + z ,作出直线y =— 2x 并平移,当直线y =— 2x + z 经过点 A ( — 6, — 3)时,z 取最小值,且 Z min = 2 X ( — 6) — 3 = — 15.故选A.]2*-y-3=0x + y — 3= 0, x — 2y + 3 = 0求得A (1,2) ,联立方程组 2x — y — 3 =0,x + y — 3= 0求得B (2,1),可求得分B.]I 题型2|线性规划中的最值问题◎角度1求线性目标函数的最值[2x + 3y — 3w 0, (2017 •全国卷n )设 x , y 满足约束条件2x — 3y + 3>0,y + 3> 0,则z = 2x + y 的最小值是(A.— 15B.— 9C. 1D. 9A [不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示. 离公式得距离为故选◎角度2求非线性目标函数的最值「X > 1,(2018 •济南一模)若变量x , y 满足约束条件丿x — y w 0, £ — 2y + 2> 0, B. 3 C. 3D. 52由 z = 2x + y 得 y = — 2x + z , 平移直线y = — 2x ,由图可知当直线y =— 2x + z 经过点A 时,直线的纵截距最大, 此时z 最大,A.则y 的最大值为[在平面直角坐标系内画出题中的不等式组表示的平面区域是以(1,1),1, 3 , (2,2) y为顶点的三角形区域(包含边界)(图略),-表示平面区域内的点与原点的连线的斜率,x3由题意得点[,I 与原点的连线斜率最大,即y 的最大值为1=|,故选C.]◎角度3线性规划中的参数问题x,(2017 •河南安阳一模)已知z = 2x + y ,其中实数x , y 满足x + y w 2,n ' 〔X 》a .的最大值是最小值的 4倍,则a 的值是(2A.11 【导学号:79140200】C. 4B.D.11TB [作出不等式组对应的平面区域如图:]x+ y = 2, x= 1,由解得y = x y= 1,即A(1,1) , Z max= 2X 1+ 1 = 3 ,当直线y =—2x+ z经过点B时,直线的纵截距最小,此时z最小,x= a, X = a,由t 解得什y = x y = a,即B(a, a) , Z min=2x a+ a= 3a,•/ z的最大值是最小值的4倍,13x + 2y—6W 0,[跟踪训练](1)(2017 •全国卷川)设x, y满足约束条件^;x>0, 则z= x —y[y》0,的取值范围是()A. [ —3,0]B. [ —3,2]C. [0,2]D. [0,3]2 2=3 + ( — 1) = 10.故选 C.X + y w 2,(2)若变量x , y 满足*2x — 3y w 9,]x > 0,则x 2+ y 2的最大值是( )A. 4B. 9C. 10D. 12x +y >i⑶(2017 •石家庄质检(一))若x , y 满足丿mx — y <03x — 2y +2>0值为2,则实数m 的值为( 1 A. 3 C. 1即Z max = 2— 0= 2;当直线所以z = x — y 的取值范围是[—3,2].yK Ax 2+ y 2表示平面区域内的点到原点距离的平方,由x+y —2, 得 A (3 , — 1), 2x — 3y = 9由图易得(X 2+ y 2)max =|OA 2故选B.(2)作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.,1 , mx— y= 0经过其中一点,所以—2y + 2= 0 和x+ y= 1 分别交于A(2,4),⑶若z = 3x—y的最大值为2,则此时目标函数为y= 3x —2,直线y = 3x —2与3x1 1mi= 2或mi= 3,当mi= 3时,经检验不符合题意,故mi= 2,选D.]线性规划的实际应用卜:(2016 •全国卷I )某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料,生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品 B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品 A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品 A 、产品B 的利润之和的最大值为 __________ 元.216 000 [设生产产品 A x 件,产品B y 件,则1.5 x + 0.5 y < 150,x + 0.3 y w 90,5x + 3y w 600,x >0, x € N+, y >0, y € N+.目标函数 z = 2 100 x + 900y . 作出可行域为图中的阴影部分(包括边界)内的整数点,图中阴影四边形的顶点坐标分别为(60,100) , (0,200) , (0,0) , (90,0).当直线 z = 2 100x + 900y 经过点(60,100)时,z 取得最大值,Z max = 2 100X 60+ 900X 100 =216 000(元).][规律方法] 解线性规划应用题的步骤1设变量,2列约束条件,J 建目标函数,1画可行域,5 求最优解,E 作 答.[跟踪训练]某企业生产甲、乙两种产品均需用A, B 两种原料,已知生产 1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示•如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万I 题型3| O元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为()甲 乙 原料限额A 吨) 32 12 B 吨)128B. 16D. 18万元z = 3x + 4y ,作出可行域如图阴影部分所示,由图形可知,当直线D [设每天生产甲、乙产品分别为 x 吨、y 吨,每天所获利润为 z 万元,则有 [x >0, y >0,=3x + 4y 经过点 A (2,3)时,/IA.12万元C. 17万元,3x + 2y <12, *;x+ 2y w 8,。
2019版高考数学一轮复习 第六章 不等式、推理与证明 第34讲 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题学案
第34讲二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题考纲要求考情分析命题趋势1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组.2.了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组.3.会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.2017·山东卷,32017·浙江卷,32016·全国卷Ⅰ,162016·江苏卷,4对线性规划的考查常以线性目标函数的最值为重点,兼顾考查代数式的几何意义,有时也考查用线性规划知识解决实际问题.分值:5分1.二元一次不等式表示的平面区域(1)一般地,在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C =0某一侧的所有点组成的平面区域(半平面)__不包括__边界直线,把边界直线画成虚线;不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域(半平面)__包括__边界直线,把边界直线画成实线.(2)对于直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),使得Ax+By+C的值符号相同,也就是位于同一半平面的点,如果其坐标满足Ax+By+C>0,则位于另一个半平面内的点,其坐标满足__Ax+By+C<0__.(3)可在直线Ax+By+C=0的同一侧任取一点,一般取特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C 的__符号__就可以判断Ax+By+C>0(或Ax+By+C<0)所表示的区域.(4)由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各不等式所表示的平面区域的__公共部分__.2.线性规划中的基本概念名称意义约束条件由变量x,y组成的__不等式(组)__线性约束条件由x,y的__一次__不等式(或方程)组成的不等式(组) 目标函数欲求___最大值__或__最小值__的函数线性目标函数关于x,y的__一次__解析式可行解满足__线性约束条件__的解(x,y)可行域所有__可行解__组成的集合最优解使目标函数取得___最大值__或__最小值__的可行解线性规划问题在线性约束条件下求线性目标函数的__最大值__或__最小值__问题1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”).(1)不等式Ax+By+C>0表示的平面区域一定在直线Ax+By+C=0的上方.( ×)(2)任何一个二元一次不等式组都表示平面上的一个区域.( ×)(3)线性目标函数的最优解可能是不唯一的.( √)(4)目标函数z=ax+by(b≠0)中,z的几何意义是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.( ×)解析(1)错误.当B<0时,不等式Ax+By+C>0表示的平面区域在直线Ax+By+C=0的下方.(2)错误.当二元一次不等式组中的不等式所表示的区域没有公共部分时,就无法表示平面上的一个区域.(3)正确.当线性目标函数转化成的直线和某个边界重合时,最优解无穷多.(4)错误.目标函数z=ax+by(b≠0)中,zb是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.2.点(3,1)和(-4,6)在直线3x-2y+a=0的两侧,则( B)A.a<-7或a>24 B.-7<a<24C.a=-7或a=24 D.以上都不对解析依题意,(9-2+a)(-12-12+a)<0,解得-7<a<24.3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≥0,x+3y≥4,3x+y≤4所表示的平面区域的面积等于( C) A.32B.23C.43D.34解析不等式组表示的平面区域如图所示,由⎩⎪⎨⎪⎧x+3y=4,3x+y=4,得交点A的坐标为(1,1).又B,C两点的坐标分别为(0,4),⎝⎛⎭⎪⎫0,43.故S△ABC=12×⎝⎛⎭⎪⎫4-43×1=43.4.(2017·山东卷)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≤3,x +y ≥2,y ≤x ,则x +2y 的最大值为( D )A .1B .3C .5D .9解析 画出可行域如图中阴影部分所示,令z =x +2y ,平移直线x +2y =0,可知当z =x +2y 过点C (3,3)时,目标函数取得最大值,即z max =3+2×3=9,故选D .5.已知实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,x +y -4≥0,2x -y -5≤0,目标函数z =y -ax (a ∈R ).若z取最大值时的唯一最优解是(1,3),则实数a 的取值范围是__(1,+∞)__.解析 如图,依题意,直线x +y -4=0与x -y +2=0交于A (1,3),此时目标函数取最大值,故a >1.一 二元一次不等式(组)表示的平面区域确定二元一次不等式(组)表示的平面区域的方法(1)“直线定界,特殊点定域”,即先作直线,再取特殊点并代入不等式组.若满足不等式组,则不等式(组)表示的平面区域为直线与特殊点同侧的那部分区域;否则就对应与特殊点异侧的平面区域.若直线不过原点,特殊点一般取(0,0)点.(2)当不等式中带等号时,边界为实线,不带等号时,边界应画为虚线.【例1】 (1)如图阴影部分表示的区域可用二元一次不等式组表示为( A )A .⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -2y +2≥0B .⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≤0,x -2y +2≤0C .⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +2y +2≥0D .⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1>0,x -2y +2>0(2)若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x +2y -2≥0,x -y +2m ≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m的值为( B )A .-3B .1C .43D .3解析 (1)两直线方程分别为x -2y +2=0与x +y -1=0. 由(0,0)点在直线x -2y +2=0右下方, 可知x -2y +2≥0,又(0,0)点在直线x +y -1=0左下方可知x +y -1≥0.即⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -2y +2≥0为所表示的可行域.(2)作出可行域,如图中阴影部分所示,易求A ,B ,C ,D 的坐标分别为A (2,0),B (1-m,1+m ),C ⎝⎛⎭⎪⎫2-4m 3,2+2m 3,D (-2m,0).S △ABC =S △ADB -S △ADC=12||AD ·||y B -y C =12(2+2m )⎝ ⎛⎭⎪⎫1+m -2+2m 3 =(1+m )⎝⎛⎭⎪⎫1+m -23=43. 解得m =1或m =-3(舍去).二 线性目标函数的最值问题(1)求线性目标函数的最值.线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值.(2)由目标函数的最值求参数.求解线性规划中含参问题的基本方法有两种:一是把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或取值范围;二是先分离含有参数的式子,通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件,确定最优解的位置,从而求出参数.(3)利用可行域及最优解求参数及其范围.利用约束条件作出可行域,通过分析可行域及目标函数确定最优解的点,再利用已知可求参数的值或范围.【例2】 (1)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,2x +3y -6≥0,3x +2y -9≤0,则目标函数z =2x +5y的最小值为( B )A .-4B .6C .10D .17(2)x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0,若z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的值为( D )A .12或-1 B .2或12C .2或1D .2或-1解析 (1)由线性约束条件画出可行域(如图中阴影部分).当直线2x +5y -z =0过点A (3,0)时,z min =2×3+5×0=6.故选B . (2)作出可行域(如图所示的△ABC 及其内部).由题设z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一可知:线性目标函数取最大值时对应的直线与可行域某一边界重合.又k AB =-1,k AC =2,k BC =12,∴a =-1或a =2或a =12,验证:a =-1或a =2时,满足题意;a =12时,不满足题意,故选D .三 非线性目标函数的最值问题非线性目标函数常见类型的几何意义(1)(x -a )2+(y -b )2为点(x ,y )与点(a ,b )距离的平方. (2)y -bx -a为点(x ,y )与点(a ,b )连线的斜率. (3)|Ax +By +C |是点(x ,y )到直线Ax +By +C =0的距离的A 2+B 2倍.【例3】 设x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3.(1)求u =x 2+y 2的最大值与最小值; (2)求v =yx -5的最大值与最小值;(3)求z =|2x +y +4|的最大值与最小值. 解析 画出满足条件的可行域,如图所示.(1)x 2+y 2=u 表示一组同心圆(圆心为原点O ),且对同一圆上的点x 2+y 2的值都相等,由图象可知:当(x ,y )在可行域内取值时,当且仅当圆O 过C 点时,u 最大,过点(0,0)时,u 最小.又C (3,8),所以u max =73,u min =0.(2)v =yx -5表示可行域内的点P (x ,y )到定点D (5,0)的斜率,由图象可知,k BD 最大,k CD 最小.又因为C (3,8),B (3,-3), 所以v max =-33-5=32,v min =83-5=-4.(3)因为z =|2x +y +4|=5·|2x +y +4|5表示可行域内点P (x ,y )到直线2x +y +4=0的距离的5倍,由图象知A 到直线2x +y +4=0的距离最小,C 到直线2x +y +4=0的距离最大.又因为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,52,C (3,8),故当x =-52,y =52时,z min =5·⎪⎪⎪⎪⎪⎪2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-52+52+45=32. 当x =3,y =8时,z max =5·|2×3+8+4|5=18. 四 线性规划的实际应用解线性规划应用题的一般步骤第一步:分析题意,设出未知量; 第二步:列出线性约束条件和目标函数; 第三步:作出可行域并利用数形结合求解; 第四步:将数学问题的答案还原为实际问题的答案.【例4】 (2016·天津卷)某化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,需要A ,B ,C 三种主要原料.生产1车皮甲种肥料和生产1车皮乙种肥料所需三种原料的吨数如下表所示.原料 肥料 ABC 甲 4 8 3 乙5510现有A 种原料200吨,肥料.已知生产1车皮甲种肥料,产生的利润为2万元;生产1车皮乙种肥料,产生的利润为3万元.分别用x ,y 表示计划生产甲、乙两种肥料的车皮数.(1)用x ,y 列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域;(2)问分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?并求出此最大利润.解析 (1)由已知,x ,y 满足的数学关系式为⎩⎪⎨⎪⎧4x +5y ≤200,8x +5y ≤360,3x +10y ≤300,x ≥0,y ≥0.该二元一次不等式组所表示的平面区域为图1中的阴影部分.(2)设利润为z 万元,则目标函数为z =2x +3y .考虑z =2x +3y ,将它变形为y =-23x+z 3,这是斜率为-23,随z 变化的一族平行直线,z 3为直线在y 轴上的截距,当z 3取最大值时,z 的值最大.又因为x ,y 满足约束条件,所以由图2可知,当直线z =2x +3y 经过可行域上的点M 时,截距z3最大,即z 最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧4x +5y =200,3x +10y =300,得点M 的坐标为(20,24).所以z max =2×20+3×24=112.故生产甲种肥料20车皮、乙种肥料24车皮时利润最大,且最大利润为112万元.1.(2017·浙江卷)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +y -3≥0,x -2y ≤0,则z =x +2y 的取值范围是( D )A .[0,6]B .[0,4]C .[6,+∞)D .[4,+∞)解析 画出可行域如图阴影部分所示,平移直线x +2y =0,可知,直线z =x +2y 过点(2,1)时取得最小值4,无最大值,故选D .2.若实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -2≤0,y -1≤0,x +2y -a ≥0,目标函数t =x -2y 的最大值为2,则实数a 的值是( D )A .-2B .0C .1D .2解析 可行域为△ABC 及其内部,如图所示.由图可知,当目标函数t =x -2y 过点A 时有最大值,由直线x -2y =2与直线x -2=0的交点坐标为(2,0),代入直线x +2y -a =0,得a =2,故选D .3.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1,则k =yx +1的最大值为( C )A .12 B .32 C .1D .14解析 如图,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1表示的平面区域为△AOB 的边界及其内部区域,k =y x +1=y -0x -(-1)表示点(x ,y )和(-1,0)的连线的斜率. 由图知,点(0,1)和点(-1,0)连线的斜率最大,所以k max =1-00-(-1)=1,故选C .4.(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为__216_000__元.解析 设生产产品A x 件,生产产品B y 件,利润之和为z 元,则z =2 100x +900y . 根据题意得⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ,y ∈N ,即⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤300,10x +3y ≤900,5x +3y ≤600,x ,y ∈N ,作出可行域(如图).由⎩⎪⎨⎪⎧10x +3y =900,5x +3y =600得⎩⎪⎨⎪⎧x =60,y =100.当直线 2 100x +900y -z =0过点M (60,100)时,z 取得最大值,z max =2 100×60+900×100=216 000.故所求的最大值为216 000元.易错点 不能准确确定最优解的位置错因分析:“截距型”最优解问题一是要弄清z 与截距的关系,二是要看与目标函数相应的直线的斜率的正负以及与可行域边界直线斜率的大小关系.【例1】 已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -6≤0,x -y +2≥0,x ≥0,y ≥0,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)的值最大为12,则2a +3b的最小值为________.解析 画出可行域,如图中阴影部分所示.由z =ax +by 得,y =-ab x +z b.∵-a b<0,∴一定是过点A 时z 取最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -6=0,x -y +2=0得A (4,6),∴z max =4a +6b =12,∴a 3+b2=1.∴2a +3b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +3b ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 3+b 2=23+32+b a +a b ≥23+32+2=256(当且仅当a =b =65时,取等号). ∴2a +3b 的最小值为256. 答案 256【跟踪训练1】 设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,4x -y -4≤0,x +y ≥3,若目标函数z =x +ky (k >0)的最小值为13,则实数k =( C )A .7B .5或13C .5或294D .13解析 作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,4x -y -4≤0,x +y ≥3,表示的平面区域,如图所示,可知z =x +ky (k >0)过点A ⎝⎛⎭⎪⎫12,52或B ⎝⎛⎭⎪⎫75,85时取得最小值,所以12+52k =13或75+85k =13,解得k =5或294.课时达标 第34讲[解密考纲]考查线性规划以选择题或填空题的形式出现. 一、选择题1.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤2,则z =4x +y 的最大值为( B )A .10B .8C .2D .0解析 画出可行域,根据图形可知,当目标函数的图象经过点A (2,0)时,z =4x +y 取得最大值8.2.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,2x +y ≤4,4x -y ≥-1,则目标函数z =3x -y 的取值范围是( A )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,6B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,-1 C .[-1,6]D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-6,32解析 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,2x +y ≤4,4x -y ≥-1表示的平面区域如图中阴影部分所示.由图可知,当直线z =3x -y 过点A (2,0)时,z 取得最大值6,过点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,z 取得最小值-32,故选A .3.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤1,x +y ≥2,y ≤2,则目标函数z =x 2+y 2的取值范围为( C )A .[2,8]B .[4,13]C .[2,13]D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤52,13解析 作出可行域,如图中阴影部分,将目标函数看作是可行域内的点到原点的距离的平方,从而可得z min =|OA |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|0+0-2|12+122=2,z max =|OB |2=32+22=13.故z ∈[2,13].4.若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0,且z =y -x 的最小值为-2,则k =( B )A .1B .-1C .2D .-2解析 当k ≥0时,直线z =y -x 不存在最小值,∴k <0.当k <0时,当有且仅当直线z =y -x 经过kx -y +2=0与x 轴的交点,(-2k,0)时,z 取得最小值-2,∴-2=2k,即k =-1.5.若关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0(a 为常数)所表示的平面区域的面积等于2,则a =( A )A .3B .6C .5D .4解析 先作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0对应的区域,如图.因为直线ax -y +1=0过定点(0,1),且不等式ax -y +1≥0表示的区域在直线ax -y +1=0的下方,所以△ABC 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0对应的平面区域.因为A 到直线BC 的距离为1,所以S △ABC =12×1×BC =2,所以BC =4.当x =1时,y C =1+a ,所以y C =1+a =4, 解得a =3.6.设实数x, y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y -2≤0,x +2y -5≥0,y -2≤0,则z =y x +xy的取值范围是( D )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,103B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,52C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,52 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103解析 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影所示.解方程组得可行域的顶点分别为A (3,1),B (1,2),C (4,2).由于y x表示可行域内的点(x ,y )与原点(0,0)的连线的斜率,则k OA =13,k OB =2,k OC =12,所示y x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2.结合对勾函数的图象,得z ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103,故选D .二、填空题7.(2016·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为__3__.解析 由约束条件画出可行域,如图.y x 的几何意义是可行域内的点(x ,y )与原点连线的斜率,所以yx的最大值即为直线OA 的斜率,又由⎩⎪⎨⎪⎧x -1=0,x +y -4=0得点A 的坐标为(1,3),于是⎝ ⎛⎭⎪⎫y x max =k OA =3.8.已知实数x ,y 满足x 2+(y -2)2=1,则ω=x +3yx 2+y 2的取值范围是__[1,2]__. 解析 设P (x ,y ),M (1,3),则cos 〈OP →,OM →〉=x +3y 2x 2+y2=ω2,过原点O 作⊙C 的切线OA ,OB ,切点为A ,B ,易知:∠MOx =∠AOx =60°,∠BOx =120°, ∴0°≤〈OP →,OM →〉≤60°,∴12≤cos〈OP →,OM →〉≤1,∴1≤ω≤2. 9.已知a >0,实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3),若z =2x +y 的最小值为1,则a 的值为__12__.解析 由题意得直线y =a (x -3)过x =1与2x +y =1的交点(1,-1),因此a 的值为12.三、解答题10.已知D 是以点A (4,1),B (-1,-6),C (-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界与内部),如图所示.(1)写出表示区域D 的不等式组;(2)设点B (-1,-6),C (-3,2)在直线4x -3y -a =0的异侧,求a 的取值范围. 解析 (1)直线AB ,AC ,BC 的方程分别为7x -5y -23=0,x +7y -11=0,4x +y +10=0.原点(0,0)在区域D 内,故表示区域D 的不等式组为⎩⎪⎨⎪⎧7x -5y -23≤0,x +7y -11≤0,4x +y +10≥0.(2)依题意[4×(-1)-3×(-6)-a ][4×(-3)-3×2-a ]<0, 即(14-a )(-18-a )<0,解得-18<a <14.故a 的取值范围是(-18,14).11.变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1.(1)设z =yx,求z 的最小值; (2)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的取值范围. 解析 可行域如图阴影部分.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,3x +5y -25=0,解得A ⎝⎛⎭⎪⎫1,225.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x -4y +3=0,解得C (1,1).由⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得B (5,2).(1)设P (x ,y ),则z =y x =y -0x -0=k PO ,由图知z min =k OB =25.(2)z =x 2+y 2=|PO |2,∵|OC |2=2,|OB |2=29, ∴由图得2≤z ≤29,即z ∈[2,29].(3)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是可行域上的点到点(-3,2)的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到(-3,2)的距离中,d min =1-(-3)=4,d max =(-3-5)2+(2-2)2=8.∴16≤z ≤64,即z ∈[16,64].12.某客运公司用A ,B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务,每辆车每天往返一次.A ,B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,从甲地去乙地的营运成本分别为1 600元/辆和2 400元/辆,公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队,并要求B 型车不多于A 型车7辆.若每天运送人数不少于900,且使公司从甲地去乙地的营运成本最小,那么应配备A 型车、B 型车各多少辆?解析 设A 型,B 型车分别为x ,y 辆, 相应营运成本为z 元,则z =1 600x +2 400y . 由题意,得x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤21,y ≤x +7,36x +60y ≥900,x ,y ≥0,x ,y ∈N .作出可行域如图阴影部分所示,可行域的三个顶点坐标分别为P (5,12),Q (7,14),R (15,6).由图可知,当直线1 600x +2 400y =z 经过可行域的点P 时,直线z =1 600x +2 400y 在y 轴上的截距z2 400最小,即z 取得最小值.故应配备A 型车5辆,B 型车12辆,可以满足公司从甲地去乙地的营运成本最小.。
高考数学一轮总复习第六章不等式、推理与证明6.3二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题课时训练理
2019年高考数学一轮总复习第六章不等式、推理与证明6.3 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题课时跟踪检测理编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019年高考数学一轮总复习第六章不等式、推理与证明6.3 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题课时跟踪检测理)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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6.3 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题[课时跟踪检测][基础达标]1.不等式(x-2y+1)(x+y-3)≤0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示)应是( )解析:(x-2y+1)(x+y-3)≤0⇔{x-2y+1≥0,,x+y-3≤0或错误!画出图形可知选C。
答案:C2.(2017年山东卷)已知x,y满足约束条件错误!则z=x+2y的最大值是()A.0 B.2C.5 D.6解析:由错误!画出可行域及直线x+2y=0,如图所示,平移x+2y=0,当其经过直线y=-3x-5与x=-3的交点(-3,4)时,z =x+2y取最大值,z max=-3+2×4=5。
故选C。
答案:C3.(2017年浙江卷)若x,y满足约束条件错误!则z=x+2y的取值范围是()A.[0,6]B.[0,4]C.[6,+∞)D.[4,+∞)解析:作出不等式组表示的可行域如图(阴影部分)所示,将z=x+2y变形为y=-错误!+错误!,由图可知y=-错误!+错误!过点(2,1)时z取到最小值为4,故z∈[4,+∞).答案:D4.设动点P(x,y)在区域Ω:错误!上,过点P任作直线l,设直线l与区域Ω的公共部分为线段AB,则以AB为直径的圆的面积的最大值为()A.π B.2πC.3π D.4π解析:作出不等式组所表示的可行域如图中阴影部分所示,则根据图形可知,以OA为直径的圆的面积的最大值S=π×错误!2=4π。
(新课标)高考数学大一轮复习第六章不等式、推理与证明6.3二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题课件文
突破考点01 突破考点02 突破考点03
高考真题演练 课时作业
第六章
不等式、单的线性规划问题
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1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组. 2.了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表 示二元一次不等式组.
3.会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问 题,并能加以解决.
请注意
线性规划问题是高考的热点内容,以线性目标函数的 最值为重点,兼顾考查代数式的几何意义如斜率、距离、 面积等、求解参数的范围与值等;以选择、填空为主,从 近几年的高考题看难度不大.
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第34讲二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题1.二元一次不等式表示的平面区域(1)一般地,在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C =0某一侧的所有点组成的平面区域(半平面)__不包括__边界直线,把边界直线画成虚线;不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域(半平面)__包括__边界直线,把边界直线画成实线.(2)对于直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),使得Ax+By+C的值符号相同,也就是位于同一半平面的点,如果其坐标满足Ax+By+C>0,则位于另一个半平面内的点,其坐标满足__Ax+By+C<0__.(3)可在直线Ax+By+C=0的同一侧任取一点,一般取特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C 的__符号__就可以判断Ax+By+C>0(或Ax+By+C<0)所表示的区域.(4)由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各不等式所表示的平面区域的__公共部分__.2.线性规划中的基本概念1.思维辨析(在括号内打“√”或“×”).(1)不等式Ax +By +C >0表示的平面区域一定在直线Ax +By +C =0的上方.( × ) (2)任何一个二元一次不等式组都表示平面上的一个区域.( × ) (3)线性目标函数的最优解可能是不唯一的.( √ )(4)目标函数z =ax +by (b ≠0)中,z 的几何意义是直线ax +by -z =0在y 轴上的截距.( × )解析 (1)错误.当B <0时,不等式Ax +By +C >0表示的平面区域在直线Ax +By +C =0的下方.(2)错误.当二元一次不等式组中的不等式所表示的区域没有公共部分时,就无法表示平面上的一个区域.(3)正确.当线性目标函数转化成的直线和某个边界重合时,最优解无穷多. (4)错误.目标函数z =ax +by (b ≠0)中,z b是直线ax +by -z =0在y 轴上的截距. 2.点(3,1)和(-4,6)在直线3x -2y +a =0的两侧,则( B ) A .a <-7或a >24 B .-7<a <24 C .a =-7或a =24D .以上都不对解析 依题意,(9-2+a )(-12-12+a )<0,解得-7<a <24.3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于( C )A .32 B .23 C .43D .34解析 不等式组表示的平面区域如图所示,由⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =4,3x +y =4,得交点A 的坐标为(1,1).又B ,C 两点的坐标分别为(0,4),⎝ ⎛⎭⎪⎫0,43.故S △ABC =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫4-43×1=43.4.(2017·山东卷)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≤3,x +y ≥2,y ≤x ,则x +2y 的最大值为( D )A .1B .3C .5D .9解析 画出可行域如图中阴影部分所示,令z =x +2y ,平移直线x +2y =0,可知当z =x +2y 过点C (3,3)时,目标函数取得最大值,即z max =3+2×3=9,故选D .5.已知实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,x +y -4≥0,2x -y -5≤0,目标函数z =y -ax (a ∈R ).若z取最大值时的唯一最优解是(1,3),则实数a 的取值范围是__(1,+∞)__.解析 如图,依题意,直线x +y -4=0与x -y +2=0交于A (1,3),此时目标函数取最大值,故a >1.一 二元一次不等式(组)表示的平面区域确定二元一次不等式(组)表示的平面区域的方法(1)“直线定界,特殊点定域”,即先作直线,再取特殊点并代入不等式组.若满足不等式组,则不等式(组)表示的平面区域为直线与特殊点同侧的那部分区域;否则就对应与特殊点异侧的平面区域.若直线不过原点,特殊点一般取(0,0)点.(2)当不等式中带等号时,边界为实线,不带等号时,边界应画为虚线.【例1】 (1)如图阴影部分表示的区域可用二元一次不等式组表示为( A )A .⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -2y +2≥0B .⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≤0,x -2y +2≤0C .⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +2y +2≥0D .⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1>0,x -2y +2>0(2)若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x +2y -2≥0,x -y +2m ≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m的值为( B )A .-3B .1C .43D .3解析 (1)两直线方程分别为x -2y +2=0与x +y -1=0. 由(0,0)点在直线x -2y +2=0右下方, 可知x -2y +2≥0,又(0,0)点在直线x +y -1=0左下方可知x +y -1≥0.即⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -2y +2≥0为所表示的可行域.(2)作出可行域,如图中阴影部分所示,易求A ,B ,C ,D 的坐标分别为A (2,0),B (1-m,1+m ),C ⎝⎛⎭⎪⎫2-4m 3,2+2m 3,D (-2m,0).S △ABC =S △ADB -S △ADC=12||AD ·||y B -y C =12(2+2m )⎝ ⎛⎭⎪⎫1+m -2+2m 3 =(1+m )⎝⎛⎭⎪⎫1+m -23=43. 解得m =1或m =-3(舍去).二 线性目标函数的最值问题(1)求线性目标函数的最值.线性目标函数的最优解一般在平面区域的顶点或边界处取得,所以对于一般的线性规划问题,我们可以直接解出可行域的顶点,然后将坐标代入目标函数求出相应的数值,从而确定目标函数的最值.(2)由目标函数的最值求参数.求解线性规划中含参问题的基本方法有两种:一是把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或取值范围;二是先分离含有参数的式子,通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件,确定最优解的位置,从而求出参数.(3)利用可行域及最优解求参数及其范围.利用约束条件作出可行域,通过分析可行域及目标函数确定最优解的点,再利用已知可求参数的值或范围.【例2】 (1)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,2x +3y -6≥0,3x +2y -9≤0,则目标函数z =2x +5y的最小值为( B )A .-4B .6C .10D .17(2)x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0,若z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的值为( D )A .12或-1 B .2或12C .2或1D .2或-1解析 (1)由线性约束条件画出可行域(如图中阴影部分).当直线2x +5y -z =0过点A (3,0)时,z min =2×3+5×0=6.故选B . (2)作出可行域(如图所示的△ABC 及其内部).由题设z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一可知:线性目标函数取最大值时对应的直线与可行域某一边界重合.又k AB =-1,k AC =2,k BC =12,∴a =-1或a =2或a =12,验证:a =-1或a =2时,满足题意;a =12时,不满足题意,故选D .三 非线性目标函数的最值问题非线性目标函数常见类型的几何意义(1)(x -a )2+(y -b )2为点(x ,y )与点(a ,b )距离的平方. (2)y -bx -a为点(x ,y )与点(a ,b )连线的斜率. (3)|Ax +By +C |是点(x ,y )到直线Ax +By +C =0的距离的A 2+B 2倍.【例3】 设x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3.(1)求u =x 2+y 2的最大值与最小值; (2)求v =yx -5的最大值与最小值;(3)求z =|2x +y +4|的最大值与最小值. 解析 画出满足条件的可行域,如图所示.(1)x 2+y 2=u 表示一组同心圆(圆心为原点O ),且对同一圆上的点x 2+y 2的值都相等,由图象可知:当(x ,y )在可行域内取值时,当且仅当圆O 过C 点时,u 最大,过点(0,0)时,u 最小.又C (3,8),所以u max =73,u min =0.(2)v =yx -5表示可行域内的点P (x ,y )到定点D (5,0)的斜率,由图象可知,k BD 最大,k CD 最小.又因为C (3,8),B (3,-3), 所以v max =-33-5=32,v min =83-5=-4.(3)因为z =|2x +y +4|=5·|2x +y +4|5表示可行域内点P (x ,y )到直线2x +y +4=0的距离的5倍,由图象知A 到直线2x +y +4=0的距离最小,C 到直线2x +y +4=0的距离最大.又因为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,52,C (3,8),故当x =-52,y =52时,z min =5·⎪⎪⎪⎪⎪⎪2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-52+52+45=32. 当x =3,y =8时,z max =5·|2×3+8+4|5=18.四 线性规划的实际应用解线性规划应用题的一般步骤第一步:分析题意,设出未知量; 第二步:列出线性约束条件和目标函数; 第三步:作出可行域并利用数形结合求解; 第四步:将数学问题的答案还原为实际问题的答案.【例4】 (2016·天津卷)某化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,需要A ,B ,C 三种主要原料.生产1车皮甲种肥料和生产1车皮乙种肥料所需三种原料的吨数如下表所示.现有A 种原料200吨,肥料.已知生产1车皮甲种肥料,产生的利润为2万元;生产1车皮乙种肥料,产生的利润为3万元.分别用x ,y 表示计划生产甲、乙两种肥料的车皮数.(1)用x ,y 列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域;(2)问分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?并求出此最大利润.解析 (1)由已知,x ,y 满足的数学关系式为⎩⎪⎨⎪⎧4x +5y ≤200,8x +5y ≤360,3x +10y ≤300,x ≥0,y ≥0.该二元一次不等式组所表示的平面区域为图1中的阴影部分.(2)设利润为z 万元,则目标函数为z =2x +3y .考虑z =2x +3y ,将它变形为y =-23x+z 3,这是斜率为-23,随z 变化的一族平行直线,z 3为直线在y 轴上的截距,当z 3取最大值时,z 的值最大.又因为x ,y 满足约束条件,所以由图2可知,当直线z =2x +3y 经过可行域上的点M 时,截距z3最大,即z 最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧4x +5y =200,3x +10y =300,得点M 的坐标为(20,24).所以z max =2×20+3×24=112.故生产甲种肥料20车皮、乙种肥料24车皮时利润最大,且最大利润为112万元.1.(2017·浙江卷)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +y -3≥0,x -2y ≤0,则z =x +2y 的取值范围是( D )A .[0,6]B .[0,4]C .[6,+∞)D .[4,+∞)解析 画出可行域如图阴影部分所示,平移直线x +2y =0,可知,直线z =x +2y 过点(2,1)时取得最小值4,无最大值,故选D .2.若实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -2≤0,y -1≤0,x +2y -a ≥0,目标函数t =x -2y 的最大值为2,则实数a 的值是( D )A .-2B .0C .1D .2解析 可行域为△ABC 及其内部,如图所示.由图可知,当目标函数t =x -2y 过点A 时有最大值,由直线x -2y =2与直线x -2=0的交点坐标为(2,0),代入直线x +2y -a =0,得a =2,故选D .3.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1,则k =yx +1的最大值为( C )A .12 B .32 C .1D .14解析 如图,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1表示的平面区域为△AOB 的边界及其内部区域,k =y x +1=y -0x -(-1)表示点(x ,y )和(-1,0)的连线的斜率. 由图知,点(0,1)和点(-1,0)连线的斜率最大,所以k max =1-00-(-1)=1,故选C .4.(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A 需要甲材料1.5 kg ,乙材料1 kg ,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5 kg ,乙材料0.3 kg ,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2 100元,生产一件产品B 的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg ,乙材料90 kg ,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为__216_000__元.解析 设生产产品A x 件,生产产品B y 件,利润之和为z 元,则z =2 100x +900y . 根据题意得⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ,y ∈N ,即⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤300,10x +3y ≤900,5x +3y ≤600,x ,y ∈N ,作出可行域(如图).由⎩⎪⎨⎪⎧10x +3y =900,5x +3y =600得⎩⎪⎨⎪⎧x =60,y =100.当直线 2 100x +900y -z =0过点M (60,100)时,z 取得最大值,z max =2 100×60+900×100=216 000.故所求的最大值为216 000元.易错点 不能准确确定最优解的位置错因分析:“截距型”最优解问题一是要弄清z 与截距的关系,二是要看与目标函数相应的直线的斜率的正负以及与可行域边界直线斜率的大小关系.【例1】 已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -6≤0,x -y +2≥0,x ≥0,y ≥0,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)的值最大为12,则2a +3b的最小值为________.解析 画出可行域,如图中阴影部分所示.由z =ax +by 得,y =-ab x +z b.∵-a b<0,∴一定是过点A 时z 取最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -6=0,x -y +2=0得A (4,6),∴z max =4a +6b =12,∴a 3+b2=1.∴2a +3b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +3b ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 3+b 2=23+32+b a +a b ≥23+32+2=256(当且仅当a =b =65时,取等号). ∴2a +3b 的最小值为256. 答案 256【跟踪训练1】 设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,4x -y -4≤0,x +y ≥3,若目标函数z =x +ky (k >0)的最小值为13,则实数k =( C )A .7B .5或13C .5或294D .13解析 作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,4x -y -4≤0,x +y ≥3,表示的平面区域,如图所示,可知z =x +ky (k >0)过点A ⎝⎛⎭⎪⎫12,52或B ⎝⎛⎭⎪⎫75,85时取得最小值,所以12+52k =13或75+85k =13,解得k =5或294.课时达标 第34讲[解密考纲]考查线性规划以选择题或填空题的形式出现. 一、选择题1.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤2,则z =4x +y 的最大值为( B )A .10B .8C .2D .0解析 画出可行域,根据图形可知,当目标函数的图象经过点A (2,0)时,z =4x +y 取得最大值8.2.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,2x +y ≤4,4x -y ≥-1,则目标函数z =3x -y 的取值范围是( A )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,6B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,-1 C .[-1,6]D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-6,32解析 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,2x +y ≤4,4x -y ≥-1表示的平面区域如图中阴影部分所示.由图可知,当直线z =3x -y 过点A (2,0)时,z 取得最大值6,过点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,3时,z 取得最小值-32,故选A .3.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤1,x +y ≥2,y ≤2,则目标函数z =x 2+y 2的取值范围为( C )A .[2,8]B .[4,13]C .[2,13]D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤52,13解析 作出可行域,如图中阴影部分,将目标函数看作是可行域内的点到原点的距离的平方,从而可得z min =|OA |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|0+0-2|12+122=2,z max =|OB |2=32+22=13.故z ∈[2,13].4.若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0,且z =y -x 的最小值为-2,则k =( B )A .1B .-1C .2D .-2解析 当k ≥0时,直线z =y -x 不存在最小值,∴k <0.当k <0时,当有且仅当直线z =y -x 经过kx -y +2=0与x 轴的交点,(-2k,0)时,z 取得最小值-2,∴-2=2k,即k =-1.5.若关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0(a 为常数)所表示的平面区域的面积等于2,则a =( A )A .3B .6C .5D .4解析 先作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0对应的区域,如图.因为直线ax -y +1=0过定点(0,1),且不等式ax -y +1≥0表示的区域在直线ax -y +1=0的下方,所以△ABC 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≥0,x -1≤0,ax -y +1≥0对应的平面区域.因为A 到直线BC 的距离为1,所以S △ABC =12×1×BC =2,所以BC =4.当x =1时,y C =1+a ,所以y C =1+a =4, 解得a =3.6.设实数x, y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y -2≤0,x +2y -5≥0,y -2≤0,则z =y x +xy的取值范围是( D )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,103B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,52C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,52 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103解析 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影所示.解方程组得可行域的顶点分别为A (3,1),B (1,2),C (4,2).由于y x表示可行域内的点(x ,y )与原点(0,0)的连线的斜率,则k OA =13,k OB =2,k OC =12,所示y x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,2.结合对勾函数的图象,得z ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2,103,故选D .二、填空题7.(2016·全国卷Ⅰ)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为__3__.解析 由约束条件画出可行域,如图.y x 的几何意义是可行域内的点(x ,y )与原点连线的斜率,所以yx的最大值即为直线OA 的斜率,又由⎩⎪⎨⎪⎧x -1=0,x +y -4=0得点A 的坐标为(1,3),于是⎝ ⎛⎭⎪⎫y xmax =k OA =3.8.已知实数x ,y 满足x 2+(y -2)2=1,则ω=x +3yx 2+y 2的取值范围是__[1,2]__. 解析 设P (x ,y ),M (1,3),则cos 〈OP →,OM →〉=x +3y 2x 2+y2=ω2,过原点O 作⊙C 的切线OA ,OB ,切点为A ,B ,易知:∠MOx =∠AOx =60°,∠BOx =120°, ∴0°≤〈OP →,OM →〉≤60°,∴12≤cos〈OP →,OM →〉≤1,∴1≤ω≤2. 9.已知a >0,实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3),若z =2x +y 的最小值为1,则a 的值为__12__.解析 由题意得直线y =a (x -3)过x =1与2x +y =1的交点(1,-1),因此a 的值为12.三、解答题10.已知D 是以点A (4,1),B (-1,-6),C (-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界与内部),如图所示.(1)写出表示区域D 的不等式组;(2)设点B (-1,-6),C (-3,2)在直线4x -3y -a =0的异侧,求a 的取值范围. 解析 (1)直线AB ,AC ,BC 的方程分别为7x -5y -23=0,x +7y -11=0,4x +y +10=0.原点(0,0)在区域D 内,故表示区域D 的不等式组为⎩⎪⎨⎪⎧7x -5y -23≤0,x +7y -11≤0,4x +y +10≥0.(2)依题意[4×(-1)-3×(-6)-a ][4×(-3)-3×2-a ]<0, 即(14-a )(-18-a )<0,解得-18<a <14.故a 的取值范围是(-18,14).11.变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1.(1)设z =yx,求z 的最小值; (2)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的取值范围. 解析 可行域如图阴影部分.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,3x +5y -25=0,解得A ⎝⎛⎭⎪⎫1,225.由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x -4y +3=0,解得C (1,1).由⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得B (5,2).(1)设P (x ,y ),则z =y x =y -0x -0=k PO ,由图知z min =k OB =25.(2)z =x 2+y 2=|PO |2,∵|OC |2=2,|OB |2=29, ∴由图得2≤z ≤29,即z ∈[2,29].(3)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是可行域上的点到点(-3,2)的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到(-3,2)的距离中,d min =1-(-3)=4,d max =(-3-5)2+(2-2)2=8.∴16≤z ≤64,即z ∈[16,64].12.某客运公司用A ,B 两种型号的车辆承担甲、乙两地间的长途客运业务,每辆车每天往返一次.A ,B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,从甲地去乙地的营运成本分别为1 600元/辆和2 400元/辆,公司拟组建一个不超过21辆车的客运车队,并要求B 型车不多于A 型车7辆.若每天运送人数不少于900,且使公司从甲地去乙地的营运成本最小,那么应配备A 型车、B 型车各多少辆?解析 设A 型,B 型车分别为x ,y 辆, 相应营运成本为z 元,则z =1 600x +2 400y . 由题意,得x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤21,y ≤x +7,36x +60y ≥900,x ,y ≥0,x ,y ∈N .作出可行域如图阴影部分所示,可行域的三个顶点坐标分别为P (5,12),Q (7,14),R (15,6).由图可知,当直线1 600x +2 400y =z 经过可行域的点P 时,直线z =1 600x +2 400y 在y 轴上的截距z2 400最小,即z 取得最小值.故应配备A 型车5辆,B 型车12辆,可以满足公司从甲地去乙地的营运成本最小.。