二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题导学案
《二元一次不等式组与简单的线性规划问题》教案5新人教A版
《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》教案5(新人教A版必修5)
二元一次不等式与简单的线性规划问题
二元一次不等式与平面区域
教学目的:从实际问题中抽象出二元一次不等式(组)表示的平面区域。
理解、在平面坐标系中的位置(上方、右侧)
重点难点:根据、、的正负,快速判断、的位置
教学过程:
一.知识引入:
1)解一元一次不等式的解,并在数轴上表示出来。
2)课本91
3)二元一次不等式的定义?
4)二元一次方程的解的构成。
二.新课
⒈对直线的知识要点:
⑴当时,直线没有斜率,是一条垂直于轴的直线;
⑵当时,斜率,在轴上的截距;
⑶斜率、截距对直线的图象的影响.
⒉不等式在平面直角坐标系中的区域问题
⑴b0时,不等式的解的区域在直线的上方;不等式的解的区
域在直线的下方。
(2)b0时,不等式的解的区域在直线的下方;不等式的解的区域在直线的上方。
3.不等式组的区域问题。
三例题分析
1.课本94页例1
2.课本94页例2
3.不等式所表示的区域恰好使点(3,4)不在此区域,而点(4,4)在此区域,求b的取值范围。
4.已知点A(a,b)在由不等式组确定的平面区域内,求A (a,b)所在区域的面积。
5.课本95页例3
四.小结
五.作业
1课本105页 1,2
2.课本106页 1, 2
3.画出不等式的区域,并求这个区域的面积.。
二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题1
高三一轮复习数学学案二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题一、考纲要求及重难点: 1、 考纲要求:(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(组)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。
2、 重难点:(1) 以考查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)。
(2) 多在选择题、填空题中出现,有时也会在解答题中出现,常与实际问题相联系,列出线性约束条件,求出最优解。
二、课前自测:1、下列各点中,不在10x y +-≤表示的平面区域内的点是( ) A 、(0,0) B 、(1,1)- C 、(1,3)- D 、(2,3)-2、直线2x+y-10=0与不等式组0024320x y x y x y ≥⎧⎪≥⎪⎨-≥-⎪⎪+≤⎩表示的平面区域的公共点有( )A 、0个B 、1个C 、2个D 、无数个3.(2013山东)在平面直角坐标系xoy 中,M 为不等式组220,210,380,x y x y x y --≥⎧⎪+-≥⎨⎪+-≤⎩所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( )A .2B .1C .13-D .12-4.实数x ,y 满足不等式组5003x y x y x -+≥⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩,那么目标函数24z x y =+的最小值是( )A 、6B 、-6C 、-2D 、45.完成一项装修工程需要木工和瓦工共同完成。
请木工需付工资每人50元,请瓦工需付工资每人40元,现有工人工资预算2000元,设木工x 人,瓦工y 人,请工人的约束条件是 。
三、知识梳理:1、二元一次不等式表示的平面区域 已知直线l :0Ax By C ++=(1)开半平面与闭半平面直线l 把坐标平面分成 部分,每个部分叫开半平面, 与 的并集叫做闭半平面。
(2)不等式表示的区域以不等式解 为坐标的所有点构成的集合,叫做不等式表示的区域或不等式的图象。
zhl1二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题教案
3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域教学目标:1.知识与技能目标:了解二元一次不等式(组)、二元一次不等式的解和解集的概念。
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。
2.过程与方法目标:经历把实际问题抽象为数学问题以及类比一元一次不等式得出二元一次不等式的过程,体会类比的思想、数学建模的思想。
3.情感态度与价值观目标:通过探索二元一次不等式解集的过程,培养学生的探索方法与精神。
教学重点与难点:重点:求二元一次不等式表示的平面区域。
难点:理解二元一次不等式解集的几何表示。
教学方法与手段:通过列表分析实例,引导学生从复杂实际问题中抽象出二元一次不等式(组)。
引导学生用类比方法探索出解二元一次不等式的思路,借助多媒体,使学生认识到理解二元一次不等式解集的几何表示。
使用教材的构想:1.3.3.1节分两课时完成,第一课时学习二元一次不等式解集几何表示。
第二课时学习如何求二元一次不等式组的解集。
这样安排是因为理解二元一次不等式(组)解集的几何表示是一个难点,而这一点直接关系到求二元一次不等式组的解集的学习以及后面线性规划问题的学习。
2.教材引入部分的实例已知条件较多,关系复杂,学生不易找出各已知条件的关系,为了克服这一难题,我设计了一个表格,学生通过填表,能较快发现问题本质。
3.教材在解释二元一次不等式解集的几何表示时,理论性过强,学生理解困难,我在设计时去掉了理论分析,主要通过学生观察不等式成立的点的分布,使学生直观地认识到二元一次不等式解集是直线一侧的部分教学流程:一.复习导入:1.老师提问:如何画12+=x y 表示的直线?请一名学生板演2.今天学习二.新课讲授:1,请看下面的不等式x+y >700,10x +12y <0,x >0,y >0,得出定义:含有两个未知数,且未知数的最高次数为1的不等式叫做 二元一次不等式。
注:二元一次方程Ax+By+C=0( A ,B 不全为0)的图象是一条直线。
导学案035二元一次不等式
二元一次不等式(组)及其简单的线性规划问题考纲要求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.考情分析1.求二元一次不等式(组)表示的平面区域的面积、求目标函数的最值及简单的线性规划实际应用问题是命题的热点.2.题型多为选择、填空题,着重考查平面区域的画法及目标函数最值问题,注重考查等价转化、数形结合思想.教学过程基础梳理一、二元一次不等式表示平面区域1.二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线某一侧的所有点组成的平面区域(半平面),边界直线.不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域(半平面) 边界直线.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内的点,其坐标适合;而位于另一个半平面内的点,其坐标适合3.可在直线Ax+By+C=0的某一侧任取一点,一般取特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C的来判断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,是各个不等式所表示的平面区域的.双基自测1.(教材习题改编)已知实数x 、y 满足⎩⎨⎧x ≥1,y ≤2,x -y ≤0,则此不等式组表示的平面区域的面积是 ( )A.12B.14C .1 D.182.(教材习题改编)设x 、y 满足条件⎩⎨⎧0≤x ≤1,0≤y ≤2,2x -y ≥1.则t =2y -x 的最大值为( )A .-1B .1C .3D .43.在直角坐标平面上,不等式组⎩⎨⎧y ≤x +2,y ≥0,0≤x ≤t .所表示的平面区域的面积为52,则t 的值为 ( )A .-3或 3B .-5或1C .1 D.34.写出能表示图中阴影部分的二元一次不等式组是__________.5.设变量x 、y 满足约束条件⎩⎨⎧x -y ≥0,x +y ≤1,x +2y ≥1.则目标函数z =5x +y 的最大值为________.典例分析考点一、二元一次不等式(组)表示平面区域[例1] (2011·湖北高考)直线2x +y -10=0与不等式组⎩⎨⎧x ≥0,y ≥0,x -y ≥-2,4x +3y ≤20表示的平面区域的公共点有 ( )A .0个B .1个C .2个D .无数个二元一次不等式(组)表示平面区域的判断方法:直线定界,测试点定域.注意不等式中不等号有无等号,无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线.测试点可以选一个,也可以选多个,若直线不过原点,测试点常选取原点.考点二、求目标函数的最值 [例2] (2011·广东高考)已知平面直角坐标系xOy 上的区域D ,由不等式组⎩⎨⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y给定,若M (x ,y )为D 上的动点,点A 的坐标为(2,1),则z =O M ·O A的最大值为 ( )A .4 2B .3 2C .4D .3变式1.若本例条件不变,试求z =2x -y 的最小值.1.求目标函数的最值的一般步骤为:一画二移三求.其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义. 2.常见的目标函数有(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 =-a b x +z b ,通过求直线的截距zb 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 =y -bx -a. 注意转化的等价性及几何意义.考点三、线性规划中参数的取值范围(2011·湖南高考)设m >1,在约束条件⎩⎨⎧y ≥x ,y ≤mx ,x +y ≤1下,目标函数z =x +my 的最大值小于2,则m 的取值范围为 ( )A .(1,1+2)B .(1+2,+∞)C .(1,3)D .(3,+∞) 根据约束条件画出可行域如图所示,将目标函数化为斜截式为y =-1m x +zm,结合图形可以看出当目标函数过y =mx 与x +y =1的交点时取到最大值.联立⎩⎨⎧y =mx ,x +y =1,得交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1,m m +1.将其代入目标函数得z max =1+m 2m +1.由题意可得1+m 2m +1<2,又m >1,所以1<m <1+ 2.变式2. 已知关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤2,x +y -2≥0,kx -y +2≥0所表示的平面区域的面积为4,则k 的值为( ).A .1B .-3C .1或-3D .0本题考查线性规划最值问题的应用,解题的关键在于用数形结合思想确定何时取得最大值,从而建立不等关系求参数m 的范围.解此题时很多学生因为目标函数中含参数而又无数形结合思想的应用意识感觉无从下手.确定二元一次不等式表示的平面区域时,经常采用“直线定界,特殊点定域”的方法.(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,即在直线Ax +By +C =0的某一侧取一个特殊点(x 0,y 0)作为测试点代入不等式检验,若满足不等式,则表示的就是包括该点的这一侧,否则就表示直线的另一侧.特别地,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.一个步骤利用线性规划求最值,一般用图解法求解,其步骤是: (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即可求出最大值或最小值. 两个防范(1)画出平面区域.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,将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +z b ,通过求直线的截距zb 的最值间接求出z 的最值.要注意:当b >0时,截距z b 取最大值时,z 也取最大值;截距z b取最小值时,z 也取最小值;当b <0时,截距z b 取最大值时,z 取最小值;截距z b取最小值时,z 取最大值.本节检测1.已知变量x ,y 满足⎩⎨⎧x -y ≤1,2x +y ≤5,x ≥1,则Z =3x +y 的最大值为( )A .4B .5C .6D .72.(2011·山东高考)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +2y -5≤0,x -y -2≤0,x ≥0,则目标函数Z =2x +3y +1的最大值为( )A .11B .10C .9D .8.53.若Z =mx +y在平面区域⎩⎨⎧y -2x ≤0,2y -x ≥0,x +y -3≤0上取得最小值时的最优解有无穷多个,则Z 的最小值是( )A .-1B .1C .0D .0或±14.(2012·海淀模拟)P (2,t )在不等式组⎩⎨⎧x -y -4≤0,x +y -3≤0表示的平面区域内,则点P (2,t )到直线3x +4y +10=0距离的最大值为( )A .2B .4C .6D .85. 下列各点中,不在x +y -1≤0表示的平面区域内的点是( ).A .(0,0)B .(-1,1)C .(-1,3)D .(2,-3)6. 完成一项装修工程需要木工和瓦工共同完成.请木工需付工资每人50元,请瓦工需付工资每人40元,现有工人工资预算2 000元,设木工x 人,瓦工y 人,请工人的约束条件是________.自我反思。
高中数学必修5《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》教案
高中数学必修5《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》教案一、教学目标:1、理解二元一次不等式及其组的概念和运算法则,掌握解二元一次不等式及其组的方法。
2、能够应用二元一次不等式及其组的解法解决实际问题,了解简单线性规划问题的基本概念和求解方法。
二、教学重点难点:1、二元一次不等式及其组的概念和运算法则。
2、解二元一次不等式及其组的方法。
三、教学方法:1、课堂讲解法2、实例讲解法3、课堂练习法四、教学内容及进度安排:教学内容学时数一、二元一次不等式及其组的概念和运算法则 4二、解二元一次不等式及其组的方法 8三、应用二元一次不等式及其组的解法解决实际问题 4四、简单线性规划问题的基本概念和求解方法 4总计 20具体教学内容和进度安排:一、二元一次不等式及其组的概念和运算法则(4学时)1、概念:⑴二元一次不等式及其组定义;⑵不等式的符号和解集的含义;⑶一次不等式及其图像;⑷解二元一次不等式的方法,化为标准式;⑸同时含有两个变量的二元一次不等式组的解法。
2、运算法则:⑴二元一次不等式及其组的加减法,思想与方程相似;⑵实质:得到一组解或一些解的并集。
二、解二元一次不等式及其组的方法(8学时)1、解二元一次不等式:⑴将二元一次不等式转化为标准式,再根据各种情况进行分类讨论;⑵根据解集与图形的关系,解二元一次不等式的图像。
2、解二元一次不等式组:⑴联立,消元,分类讨论;⑵根据解集与图形的关系,解二元一次不等式组的图像。
三、应用二元一次不等式及其组的解法解决实际问题(4学时)通过实例,引入应用二元一次不等式及其组的解法解决实际问题,如商场折扣、产品出售等。
四、简单线性规划问题的基本概念和求解方法(4学时)1、概念:线性规划问题定义;2、方法:图形法;3、实例讲解。
五、教学过程:第一课时:二元一次不等式及其组的概念和运算法则知识与技能:1、掌握二元一次不等式及其组的概念和运算法则;2、理解一次不等式的图像。
《二元一次不等式组与简单的线性规划问题》教案1新人教A版
《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》教案1(新人教A版必修5)3.3 二元一次不等式组与简单的线性规划问题第一课时二元一次不等式(组)与平面区域一、教学目标(1)知识与技能:了解二元一次不等式组的相关概念,并能画出二元一次不等式(组)来表示的平面区域(2)过程与方法:本节课首先借助一个实例提出二元一次不等式组的相关概念,通过例子说明如何用二元一次不等式(组)来表示的平面区域。
始终渗透"直线定界,特殊点定域"的思想,帮助学生用集合的观点和语言来分析和描述结合图形的问题,使问题更清晰和准确。
教学中也特别提醒学生注意表示区域时不包括边界,而则包括边界(3)情感与价值:培养学生数形结合、化归、集合的数学思想二、教学重点、教学难点教学重点:灵活运用二元一次不等式(组)来表示的平面区域教学难点:如何确定不等式表示的哪一侧区域三、教学设计(一)引例:一家银行的信贷部计划年初投入25000000元用于企业和个人贷款,希望这笔贷款至少可带来30000元的收益,其中从企业贷款中获益12﹪,从个人贷款中获益10﹪。
那么,信贷部应如何分配资金呢?提问:1.这个问题中从在一些不等关系,我们应该用什么不等式模型来刻画它们呢?2.设用于企业贷款的资金为元,用于个人贷款的资金为元,由于总资金为25000000元,得到:①3.由于计划从企业贷款中获益12﹪,从个人贷款中获益10﹪,共创收30000元以上,所以(12﹪)+(10﹪)4.企业和个人贷款不能为负,所以解:分析题意,我们可得到以下式子(二)概念1、二元一次不等式:我们把含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式称为二元一次不等式。
我们把由几个二元一次不等式组成的不等式组称为二元一次不等式组。
3、满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成有序数对(x,y),所有这样的有序数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集.注意:有序实数对可以看成直角坐标平面内点的坐标.于是, 二元一次不等式(组)的解集就可以看成直角坐标系内的点构成的集合.例如二元一次不等式的解集为(三)问题: 二元一次不等式所表示的图形?在直角坐标系中,所有点被直线分成三类:一类是在直线上;二类是在直线左上方的区域内的点;三类是在直线右下方的区域内的点.尝试:设点P是直线上的点,任取点A,使它的坐标满足不等式,在图中标出点P和点A.观察并讨论我们发现,在直角坐标系中,以二元一次不等式的解为坐标的点都在直线的左上方;反之,直线左上方点的坐标也满足不等式.因此,在直角坐标系中,不等式表示直线左上方的平面区域. 类似地, 不等式表示直线右下方的平面区域.我们称直线为这两个区域的边界.将直线画成虚线,表示区域不包括边界. 结论:1、一般地, 在直角坐标系中,二元一次不等式表示某侧所有点组成的平面区域.我们把直线画成虚线,表示区域不包括边界.而不等式表示区域时则包括边界,把边界画成实线.2、二元一次不等式表示的平面区域常采用"直线定界,特殊点定域"的方法,即画线---取点---判断。
3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划导学案
典型例题
【例 1】画出 x 4 y 4 表示的平面区域.
2.观察你列出的不等式(组) ,你见过吗?你 能给它命名吗? 【变式 1】画出 4 x 3 y12 表示的平面区域.
※ 探究任务二:二元一次不等式的解集 x 3 0 的解集表示在数轴上: 3.请将 x 4 0
4 t 、硝酸盐 18 t ;生产 1 车皮乙种肥料需要的
小钢板的块数如下表所示:
规格类型 A 规格 钢板类型 第一种钢板 第二种钢板 2 1 1 2 1 3 B 规格 C 规格
主要原料是磷酸盐 1 t 、硝酸盐 15 t .现库存磷 酸盐 10 t 、硝酸盐 66 t ,在此基础上生产这两 种混合肥料. 列出满足生产条件的数学关系式, 并画出相应的平面区域.
班级
姓名
必修五元一次不等式(组)与平面区域(1)
学习目标
1 . 能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,会根据二 元一次不等式确定它所表示的平面区域. 3. 能把若干直线围成的平面区域用二元一次不 等式组表示出来. 自主探究(阅读课本 82~84 页.先独立 思考,有困难时与同学探讨) ※ 探究任务一:二元一次不等式的概念 阅读材料:一家银行的信贷部计划年初投入
2x y 3 0 的
.
3. 用不等式表示以 A 1,4 , B 3,0 , C 2,2
总结提升
(1)二元一次不等式 Ax By C 0 表示平面 区域分为以下几种情况: ①当 C 0 时,不等式 Ax By C 0 表示平面 区域在直线 Ax By C 0 的哪一侧,由 C 的值 可以确定,它采用“线定界,原点定域”的画
【变式 2】由直线 x y 2 0 , x 2 y 1 0 和
人教a版必修5学案:3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题(含答案)
3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题材拓展1.二元一次不等式(组)表示平面区域(1)直角坐标平面内的一条直线Ax +By +C =0把整个坐标平面分成三部分,即直线两侧的点集和直线上的点集.(2)若点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)在直线l :Ax +By +C =0的同侧(或异侧),则Ax 1+By 1+C 与Ax 2+By 2+C 同号(或异号).(3)二元一次不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,因而是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.2.画二元一次不等式表示的平面区域常 采用“直线定界,特殊点定域”的方法(1)直线定界,即若不等式不含等号,应把直线画成虚线;含有等号,把直线画成实线. (2)特殊点定域,即在直线Ax +By +C =0的某一侧取一个特殊点(x 0,y 0)作为测试点代入不等式检验,若满足不等式,则表示的区域就是包括这个点的这一侧,否则就表示直线的另一侧.特别地,当C ≠0时,常把原点作为测试点.当C =0时,常把点(1,0)或点(0,1)作为测试点.3.补充判定二元一次不等式表示的区域 的一种方法先证一个结论已知点P (x 1,y 1)不在直线l :Ax +By +C =0 (B ≠0)上,证明: (1)P 在l 上方的充要条件是B (Ax 1+By 1+C )>0; (2)P 在l 下方的充要条件是B (Ax 1+By 1+C )<0. 证明 (1)∵B ≠0,∴直线方程化为y =-A B x -CB,∵P (x 1,y 1)在直线上方,∴对同一个横坐标x 1,直线上点的纵坐标小于y 1,即y 1>-A B x 1-CB.(*)∵B 2>0,∴两端乘以B 2,(*)等价于B 2y 1>(-Ax 1-C )B , 即B (Ax 1+By 1+C )>0.(2)同理,由点P 在l 下方,可得y 1<-A B x 1-CB,从而得B 2y 1<(-Ax 1-C )B ,移项整理为B (Ax 1+By 1+C )<0. ∵上述解答过程可逆,∴P 在l 上方⇔B (Ax 1+By 1+C )>0, P 在l 下方⇔B (Ax 1+By 1+C )<0. 从而得出下列结论:(1)B >0时,二元一次不等式Ax +By +C >0表示直线Ax +By +C =0上方的平面区域(不包括直线),而Ax +By +C <0表示直线Ax +By +C =0下方的平面区域(不包括直线).(2)B <0时,二元一次不等式Ax +By +C >0表示直线Ax +By +C =0下方的区域(不包括直线),而二元一次不等式Ax +By +C <0表示直线Ax +By +C =0上方的平面区域(不包括直线).(3)B =0且A >0时,Ax +C >0表示直线Ax +C =0右方的平面区域(不包括直线),Ax +C <0表示直线Ax +C =0左方的平面区域(不包括直线).(4)B =0且A <0时,Ax +C >0表示直线Ax +C =0左方的平面区域(不包括直线),Ax +C <0表示直线Ax +C =0右方的平面区域(不包括直线).法突破一、二元一次不等式组表示的平面区域方法链接:只要准确找出每个不等式所表示的平面区域,然后取出它们的重叠部分,就可以得到二元一次不等式组所表示的平面区域.例1 在平面直角坐标系xOy 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.12 D.14 解析答案 B二、平面区域所表示的二元一次不等式(组)方法链接:由平面区域确定不等式时,我们可以选用特殊点进行判断,把特殊点代入直线方程Ax +By +C =0,根据代数式Ax +By +C 的符号写出对应的不等式,根据是否包含边界来调整符号.例2 如图所示,四条直线x +y -2=0,x -y -1=0,x +2y +2=0,3x -y +3=0围成一个四边形,则这个四边形的内部区域(不包括边界)可用不等式组____________表示.解析 (0,0)点在平面区域内,(0,0)点和平面区域在直线x +y -2=0的同侧,把(0,0)代入到x +y -2,得0+0-2<0,所以直线x +y -2=0对应的不等式为x +y -2<0,同理可得到其他三个相应的不等式为x +2y +2>0,3x -y +3>0,x -y -1<0, 则可得所求不等式组为三、和平面区域有关的非线性问题方法链接:若目标函数为线性时,目标函数的几何意义与直线的截距有关.若目标函数为形如z =y -bx -a,可考虑(a ,b )与(x ,y )两点连线的斜率.若目标函数为形如z =(x -a )2+(y -b )2,可考虑(x ,y )与(a ,b )两点距离的平方. 例3 (2009·山东济宁模拟)已知点P (x ,y )满足点Q (x ,y )在圆(x +2)2+(y +2)2=1上,则|PQ |的最大值与最小值为( )A .6,3B .6,2C .5,3D .5,2解析可行域如图阴影部分,设|PQ |=d ,则由图中圆心C (-2,-2)到直线4x +3y -1=0的距离最小,则到点A 距离最大.由得(-2,3). ∴d max =|CA |+1=5+1=6,d min =|-8-6-1|5-1=2.答案 B四、简单的线性规划问题方法链接:线性规划问题最后都能转化为求二元一次函数z =ax +by (ab ≠0)的最值,将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +z b ,通过求直线的截距zb的最值间接求出z的最值.例4 某家具公司制作木质的书桌和椅子两种家具,需要木工和漆工两道工序,已知木工平均四个小时做一把椅子,八个小时做一张书桌,该公司每星期木工最多有8 000个工作时;漆工平均两小时漆一把椅子,一个小时漆一张书桌,该公司每星期漆工最多有1 300个工作时,又已知制作一把椅子和一张书桌的利润分别是15元和20元,根据以上条件,怎样安排生产能获得最大利润?解 依题意设每星期生产x 把椅子,y 张书桌, 那么利润p =15x +20y .其中x ,y 满足限制条件{ 4x +8y ≤x +y ≤x ≥0,x ∈N *y ≥0,y ∈N *. 即点(x ,y )的允许区域为图中阴影部分,它们的边界分别为4x +8y =8 000(即AB ),2x +y =1 300(即BC ),x =0(即OA )和y =0(即OC ).对于某一个确定的p =p 0满足p 0=15x +20y ,且点(x ,y )属于阴影部分的解x ,y 就是一个能获得p 0元利润的生产方案.对于不同的p ,p =15x +20y 表示一组斜率为-34的平行线,且p 越大,相应的直线位置越高;p 越小,相应的直线位置越低.按题意,要求p 的最大值,需把直线p =15x +20y 尽量地往上平移,又考虑到x ,y 的允许范围,当直线通过B 点时,处在这组平行线的最高位置,此时p 取最大值.由{ 4x +8y =8 00x +y =1 300,得B (200,900), 当x =200,y =900时,p 取最大值, 即p max =15×200+20×900=21 000,即生产200把椅子、900张书桌可获得最大利润21 000元.区突破1.忽略截距与目标函数值的关系而致错 例1 设E 为平面上以A (4,1),B (-1,-6),C (-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界),求z =4x -3y 的最大值与最小值.[错解]把目标函数z =4x -3y 化为y =43x -13z .根据条件画出图形如图所示,当动直线y =43x -13z 通过点C 时,z 取最大值;当动直线y =43x -13z 通过点B 时,z 取最小值.∴z min =4×(-1)-3×(-6)=14; z max =4×(-3)-3×2=-18.[点拨] 直线y =43x -13z 的截距是-13z ,当截距-13z 最大即过点C 时,目标函数值z 最小;而当截距-13z 最小即过点B 时,目标函数值z 最大.此处容易出错.[正解] 把目标函数z =4x -3y 化为y =43x -13z .当动直线y =43x -13z 通过点B 时,z 取最大值;当动直线y =43x -13z 通过点C 时,z 取最小值.∴z max =4×(-1)-3×(-6)=14; z min =4×(-3)-3×2=-18.2.最优整数解判断不准而致错 例2 设变量x ,y 满足条件求S =5x +4y 的最大值.[错解] 依约束条件画出可行域如图所示,如先不考虑x 、y 为整数的条件,则当直线5x +4y =S 过点A ⎝⎛⎭⎫95,2310时,S =5x +4y 取最大值,S max =18 15.因为x 、y 为整数,所以当直线5x +4y =t 平行移动时,从点A 起通过的可行域中的整点是C (1,2),此时S max =13.[点拨] 上述错误是把C (1,2)作为可行域内唯一整点,其实还有一个整点B (2,1),此时S =14才是最大值.[正解] 依据已知条件作出图形如图所示,因为B (2,1)也是可行域内的整点,由此得S B =2×5+1×4=14,由于14>13,故S max =14.温馨点评 求最优整数解时,要结合可行域,对所有可能的整数解逐一检验,不要漏掉解.题多解例 某电脑用户计划使用不超过500元的资金购买单价分别为60元、70元的单片软件和盒装磁盘.根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买2盒,则不同的选购方式共有() A.5种B.6种C.7种D.8种解析方法一由题意知,按买磁盘盒数多少可分三类:买4盒磁盘时,只有1种选购方式;买3盒磁盘时,有买3片或4片软件两种选购方式;买2盒磁盘时,可买3片、4片、5片或6片软件,有4种选购方式,故共有1+2+4=7(种)不同的选购方式.方法二先买软件3片,磁盘2盒,共需320元,还有180元可用,按不再买磁盘,再买1盒磁盘、再买两盒磁盘三类,仿方法一可知选C.方法三设购买软件x片,磁盘y盒.则,画出线性约束条件表示的平面区域,如图所示.落在阴影部分(含边界)区域的整点有(3,2),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(5,2),(6,2)共7个整点.答案 C题赏析1.(2011·浙江)设实数x,y满足不等式组{x+2y-5>0,x+y-7>0,x≥0,y≥0,且x,y为整数,则3x+4y的最小值是()A.14 B.16C.17 D.19解析作出可行域,如图中阴影部分所示,点(3,1)不在可行域内,利用网格易得点(4,1)符合条件,故3x+4y的最小值是3×4+4×1=16.答案 B2.(2009·烟台调研)若x,y满足约束条件{x+y≥x-y≥-x-y≤2,目标函数z =ax+2y仅在点(1,0)处取得最小值,则a的取值范围是()A.(-1,2) B.(-4,2) C.(-4,0] D.(-2,4)解析作出可行域如图所示,直线ax +2y =z 仅在点(1,0)处取得最小值,由图象可知-1<-a2<2,即-4<a <2. 答案 B赏析 本题考查线性规划的基本知识,要利用好数形结合.。
一轮复习配套讲义:第6篇 第3讲 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题精品教案导学案
解析 约束条件所表示的可行域为如图所示的△ABC,其中点 A(4,4),B(0,2),
C(2,0).
1
1
目标函数 z=kx+y,化为 y=-kx+z.当-k≤2,即 k≥-2时,目标函数
z=kx+y 在点 A(4,4)取得最大值 12,故 4k+4=12,k=2,满足题意;当-k>
1
1
2即 k<-2时,目标函数 z=kx+y 在点 B(0,2)取得最大值 12,故 k·0+2=12,无
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考点一 二元一次不等式(组)表示的平面区域
【例 1】 (1)(2014·济南模拟)不等式组Error!表示的平面区域的面积为
A.4
B.1
C.5
D.无穷大
(2)(2013·安徽卷)在平面直角坐标系中,O 是坐标原点,两定点 A,B 满足
→ → →→
→→→
OA OB OA OB
OP OA OB
韭菜的种植面积(单位:亩)分别为( ).
A.50,0 B.30,20 C.20,30 D.0,50
解析 设黄瓜、韭菜的种植面积分别为 x,y 亩,则总利润 z=4×0.55x+6×0.3y-1.2x-0.9y=x+0.9y.此时 x,y 满足条件 Error!画出可行域如图,得最优解为 A(30,20),故选 B. 答案 B
S=2×(2-1)×2=1.
(2)由|O→A|=|O→B|=O→A·O→B=2,知<O→A,O→B>=π3.
→
→
→
OA
OB
设 =(2,0), =(1,
3),OP=(x,y),则Error!解得Error!
由|λ|+|μ|≤1 得| 3x-y|+|2y|≤2 3.
3.1二元一次不等式组与简单的线性规划问题 导学案(第一课时)
二元一次不等式组与简单的线性规划问题(第一课时)--3.3.1导:问题导入:举例说明二元一次方程的形式,推广到二元一次不等式的形式是什么。
学习目标:1.会从实际情景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.会从实际情景中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决。
考题形式:1.求给定可行域的面积;2.求给定可行域的最优解;3.给出可行域的最优解,求目标函数中参数的范围(*)。
思、议、展、评:1、思考教材83页“探究”;结合例题1-4,思考找出“不等式表示的平面区域”的方法技巧:(1)可以代入特殊点;(2)由不等式中Y 的系数判断可行域在直线的上下方位置;思考用时(12分钟)2、小组讨论、得出结论;(6分钟)3、踊跃派出小组发言人展示小组成果,针对同学们的问题做出点评(6分钟)4、结合刚才的知识完成课后练习1-4;然后小组内成员统一结果,教师点评(5分钟)测(知识拓展):1、在平面直角坐标系中,不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-+2,02,02x y x y x 表示的平面区域的面积是( )A .42B .4C .22D .22、在坐标平面上,不等式组⎩⎨⎧+-≤-≥131x y x y 所表示的平面区域的面积为3、若A 为不等式组002x y y x ≤⎧⎪≥⎨⎪-≤⎩表示的平面区域,则当a 从-2连续变化到1时,动直线x y a += 扫过A 中的那部分区域的面积为4、在平面直角坐标系中,满足不等式组1x y x ⎧≤⎪⎨<⎪⎩的点(x,y )的集合用阴影部分表示为下列图形中的( )5、若点(1,3)和(-4,-2)在直线2x+y+m=0的两侧,则m 的取值范围 是 .。
2019年高考数学总复习 专题7.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题导学案 理
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.知识梳理1.二元一次不等式表示平面区域一般地,直线l:ax+by+c=0把直角坐标平面分成了三个部分:(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<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(x0,y0),从ax0+by0+c值的正负,即可判断不等式表示的平面区域.(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__.2.二元一次不等式表示平面区域的判断方法方法一:由于对直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C,所得的符号都相同,所以只需在此直线的同一侧取一个特殊点(x0,y0)作为测试点,由Ax0+By0+C的符号即可判断Ax+By+C>0表示的直线是Ax+By+C=0哪一侧的平面区域.当C≠0时,常取原点作为特殊点.方法二:①把直线方程化为y≥kx+b或y≤kx+b的形式.②若是“≥”号,则平面区域在直线的上方;若是“≤”,则平面区域在直线的下方.方法三:“同上异下”即y的系数若与不等号相同,则平面区域在直线的上方;y的系数与不等号不相同,则平面区域在直线的下方.3.线性规划的有关概念4.确定线性最优解的思维过程线性目标函数(A,B 不全为0)中,当0B ≠时,,这样线性目标函数可看成斜率为A B-,且随z 变化的一组平行线,则把求z 的最大值和最小值的问题转化为直线与可行域有公共点,直线在y 轴上的截距的最大值最小值的问题.因此只需先作出直线Ay x B=-,再平行移动这条直线,最先通过或最后通过的可行域的顶点就是最优解.特别注意,当B>0时,z 的值随着直线在y 轴上的截距的增大而增大;当B<0时,z 的值随着直线在y 轴上的截距的增大而减小.通常情况可以利用可行域边界直线的斜率来判断. 5.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.可得目标函数在点A 处取到最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =8,3x +2y =12,得A (2,3).则z max =3×2+4×3=18(万元). 课堂总结1.平面区域的画法:线定界、点定域(注意实虚线).2.求最值:求二元一次函数z =ax +by (ab ≠0)的最值,将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +z b ,通过求直线的截距z b的最值间接求出z 的最值.最优解在顶点或边界取得.3.解线性规划应用题,可先找出各变量之间的关系,最好列成表格,然后用字母表示变量,列出线性约束条件;写出要研究的函数,转化成线性规划问题. 课后练习1. (2017·全国卷Ⅰ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≤3,x -y ≥1,y ≥0,则z =x +y 的最大值为( )A .0B .1C .2D .3【答案】D【解析】根据题意作出可行域,如图阴影部分所示,由z =x +y 得y =-x +z .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),故z max =3+0=3.故选D.2.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__________.【答案】1【解析】不等式组表示的区域如图中的阴影部分所示, 由x =1,x +y =0得A (1,-1),由x =1,x -y -4=0得B (1,-3),由x +y =0,x -y -4=0得C (2,-2),∴|AB |=2,∴S △ABC =12×2×1=1.3.(2016·全国Ⅱ卷)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -3≥0,x -3≤0,则z =x -2y 的最小值为________.【答案】-5【解析】 画出可行域,数形结合可知目标函数的最小值在直线x =3与直线x -y +1=0的交点(3,4)处取得,代入目标函数z =x -2y 得到-5.4.已知整数x ,y 满足不等式⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x ,x +y >4,x -2y +8>0,则2x +y 的最大值是________;x 2+y 2的最小值是________. 【答案】24;8【解析】 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x ,x +y >4,x -2y +8>0的可行域如图所示,由z =2x +y ,得y =-2x +z ,由图可知,当直线y =-2x +z 过A 时,直线在y轴上的截距最大,由⎩⎪⎨⎪⎧x =y ,x -2y +8=0可得⎩⎪⎨⎪⎧x =8,y =8,即A 点坐标为(8,8),z 最大值等于2×8+8=24.x 2+y 2的最小值是可行域的B 到原点距离的平方,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =4,y =x 可得B (2,2),可得22+22=8.5.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 =________.【答案】-2【解析】 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,z =2x +y ,则y =-2x +z .易知当直线y =-2x +z 过点A (k ,k )时,z =2x +y 取得最小值,即3k =-6,所以k =-2.6.(2016·江苏卷)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +4≥0,2x +y -2≥0,3x -y -3≤0,则x 2+y 2的取值范围是________.【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,13.7.(2016·山东高考)若变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则x 2+y 2的最大值是( )A .4B .9C .10D .12【答案】C【解析】作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.x 2+y 2表示平面区域内的点到原点距离的平方,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,2x -3y =9得A (3,-1),由图易得(x 2+y 2)max =|OA |2=32+(-1)2=10.故选C .8.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-1,y ≥x ,x +5y ≤8,则z =yx -2的取值范围是__________.【答案】-1≤z ≤13.【解析】作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-1,y ≥x ,3x +5y ≤8所表示的区域,如图中△ABC 所表示的区域(含边界),其中点A (1,1),B (-1,-1),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,115.z =y x -2表示△ABC 区域内的点与点M (2,0)的连线的斜率,显然k MA ≤z ≤k MB ,即11-2≤z ≤-1-1-2,化简得-1≤z ≤13.9.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( )A .-2B .0C .1D .2 【答案】D【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 .10.已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,y ≥-1,4x +y ≤9,x +y ≤3,若目标函数z =y -mx (m >0)的最大值为1,则m 的值是( )A .-209 B .1C .2D .5【答案】B【解析】作出可行域,如图所示的阴影部分.∵m >0,∴当z =y -mx 经过点A 时,z 取最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x +y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,即A (1,2),∴2-m =1,解得m =1.故选B .。
二元一次不等式与简单的线性规划问题学案练案
主备人张建民校对闫晓伟年级主任孙重社备课组长王宗芳课题二元一次不等式与简单的线性规划问题课时考纲要求 1.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.学习重点.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.学习难点截距模型及应用问题1.二元一次不等式(组)表示的平面区域(1)判断不等式Ax+By+C>0所表示的平面区域,可在直线Ax+By+C=0的某一侧的半平面内选取一个特殊点,如选原点或坐标轴上的点来验证Ax+By+C的正负.当C≠0时,常选用原点(0,0).对于任意的二元一次不等式Ax+By+C>0(或<0),无论B为正值还是负值,我们都可以把y项的系数变形为正数,当B>0时,①Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C=0________的区域;②Ax+By+C<0表示直线Ax+By+C=0________的区域.(2)画不等式Ax+By+C>0表示的平面区域时,其边界直线应为虚线;画不等式Ax+By+C≥0表示的平面区域时,边界直线应为实线.画二元一次不等式表示的平面区域,常用的方法是:直线定“界”、原点定“域”.2.线性规划的有关概念(1)线性约束条件——由条件列出一次不等式(或方程)组.(2)线性目标函数——由条件列出一次函数表达式.(3)线性规划问题:求线性目标函数在约束条件下的最大值或最小值问题.(4)可行解:满足____________的解(x,y).(5)可行域:所有________组成的集合.(6)最优解:使____________取得最大值或最小值的可行解.3.利用线性规划求最值,一般用图解法求解,其步骤是:(1)在平面直角坐标系内作出可行域.(2)作出目标函数的等值线.(3)确定最优解:在可行域内平行移动目标函数等值线,从而确定__________.自我检测1.在平面直角坐标系中,若点(-2,t)在直线x-2y+4=0的上方,则t的取值范围是______________.2.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________(填序号).3.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x -y ≥0,2x -y -2≤0,则z =3x -2y 的最大值为________.4.若实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -3≥0,2x -y -3≤0,x -my +1≥0,且x +y 的最大值为9,则实数m =________.5.已知α,β是方程x 2+ax +2b =0的两个根,且α∈[0,1],β∈[1,2],a ,b ∈R ,则b -3a -1的最大值为________. 探究点一 不等式组表示的平面区域 例1 画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3表示的平面区域,并回答下列问题:(1)指出x ,y 的取值范围;(2)平面区域内有多少个整点?变式迁移1 在平面直角坐标系中,有两个区域M 、N ,M 是由三个不等式y ≥0,y ≤x 和y ≤2-x 确定的;N 是随t 变化的区域,它由不等式t ≤x ≤t +1 (0≤t ≤1)所确定.设M 、N 的公共部分的面积为f (t ),则f (t )=______________.探究点二 求目标函数的最值例2 设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤3,x -y ≥-1,y ≥1,则目标函数z =4x +2y 的最大值为_________________________________________________________________.变式迁移2 设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,x -5y +10≤0,x +y -8≤0,则目标函数z =3x -4y 的最大值和最小值分别为________和________.数形结合求最值例 (14分)变量x 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,(1)设z =4x -3y ,求z 的最大值;(2)设z =yx ,求z 的最小值;(3)设z =x 2+y 2,求z 的取值范围.【突破思维障碍】1.求解目标函数不是直线形式的最值的思维程序是:画出可行域→明确目标函数z 的几何意义→结合图形找最优解→求目标函数的最值2.常见代数式的几何意义主要有以下几点:(1)x 2+y 2表示点(x ,y )与原点(0,0)的距离;(x -a )2+(y -b )2表示点(x ,y )与点(a ,b )的距离.(2)yx 表示点(x ,y )与原点(0,0)连线的斜率;y -b x -a表示点(x ,y )与点(a ,b )连线的斜率. 1.在直角坐标系xOy 内,已知直线l :Ax +By +C =0与点P (x 0,y 0),若Ax 0+By 0+C >0,则点P 在直线l 上方,若Ax 0+By 0+C <0,则点P 在直线l 下方.2.在直线l :Ax +By +C =0外任意取两点P (x 1,y 1)、Q (x 2,y 2),若P 、Q 在直线l 的同一侧,则Ax 1+By 1+C 与Ax 2+By 2+C 同号;若P 、Q 在直线l 异侧,则Ax 1+By 1+C 与Ax 2+By 2+C 异号,这个规律可概括为“同侧同号,异侧异号”.3.线性规划解决实际问题的步骤:①分析并将已知数据列出表格;②确定线性约束条件;③确定线性目标函数;④画出可行域;⑤利用线性目标函数(直线)求出最优解;⑥实际问题需要整数解时,应适当调整,以确定最优解.练案1.若点(3,1)和(-4,6)在直线3x -2y +a =0的两侧,则实数a 的取值范围是________.2.在平面直角坐标系xOy 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________.3.已知平面直角坐标系xOy 上的区域D 由不等式组⎩⎨⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y给定,若M (x ,y )为D 上的动点,点A 的坐标为(2,1),则z =2x +y 的最大值为______________. 4.设变量x ,y 满足|x |+|y |≤1,则x +2y 的最大值和最小值分别为________. 5.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -11≥0,3x -y +3≥0,5x -3y +9≤0表示的平面区域为D .若指数函数y =a x 的图象上存在区域D 上的点,则a的取值范围是________.6.已知实数x 、y 同时满足以下三个条件:①x -y +2≤0;②x ≥1;③x +y -7≤0,则yx 的取值范围是______________.7.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6≤0,x +y -3≥0,y ≤2表示的平面区域为M ,若函数y =k (x +1)+1的图象经过区域M ,则实数k的取值范围是____________.8.已知⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,x +y -4≥0,2x -y -5≤0,求:(1)z =x +2y -4的最大值;(2)z =x 2+y 2-10y +25的最小值;(3)z =2y +1x +1的范围.备用及答案11.(14分)预算用2 000元购买单件为50元的桌子和20元的椅子,希望使桌子和椅子的总数尽可能的多,但椅子数不少于桌子数,且不多于桌子数的1.5倍,问桌子、椅子各买多少才行?5.某运输公司有12名驾驶员和19名工人,有8辆载重量为10吨的甲型卡车和7辆载重量为6吨的乙型卡车.某天需送往A地至少72吨的货物,派用的每辆车需满载且只运送一次,派用的每辆甲型卡车需配2名工人,运送一次可得利润450元;派用的每辆乙型卡车需配1名工人,运送一次可得利润350元.该公司合理计划当天派用两类卡车的车辆数,可得最大利润z等于________元.二、解答题(共42分)9.(14分)某营养师要为某个儿童预订午餐和晚餐.已知一个单位的午餐含12个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和6个单位的维生素C;一个单位的晚餐含8个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和10个单位的维生素C.另外,该儿童这两餐需要的营养中至少含64个单位的碳水化合物,42个单位的蛋白质和54个单位的维生素C.如果一个单位的午餐、晚餐的费用分别是2.5元和4元,那么要满足上述的营养要求,并且花费最少,应当为该儿童分别预订多少个单位的午餐和晚餐?探究点三线性规划的实际应用例3某公司计划2012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/分和200元/分.假定甲、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.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?变式迁移3某加工厂用某原料由甲车间加工出A产品,由乙车间加工出B产品,甲车间加工一箱原料需耗费工时10小时,可加工出7千克A产品,每千克A产品获利40元,乙车间加工一箱原料需耗费工时6小时,可加工出4千克B产品,每千克B产品获利50元.甲、乙两车间每天共能完成至多70箱原料的加工,每天甲、乙两车间耗费工时总和不得超过480小时,甲、乙两车间每天总获利最大时,甲车间加工原料____箱,乙车间加工原料____箱.【答题模板】解由约束条件⎩⎨⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1作出(x ,y )的可行域如图所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x =13x +5y -25=0,解得A ⎝⎛⎭⎫1,225. 由⎩⎪⎨⎪⎧ x =1x -4y +3=0,解得C (1,1).由⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=03x +5y -25=0, 解得B (5,2).[5分](1)由z =4x -3y ,得y =43x -z 3.当直线y =43x -z 3过点B 时,-z3最小,z 最大.∴z max =4×5-3×2=14.[8分](2)∵z =y x =y -0x -0,∴z 的值即是可行域中的点与原点O 连线的斜率.观察图形可知z min =k OB =25.[11分](3)z =x 2+y 2的几何意义是可行域上的点到原点O 的距离的平方.结合图形可知,可行域上的点到原点的距离中,d min =|OC |=2,d max =|OB |=29.∴2≤z ≤29.[14分]学案33 二元一次不等式与简单的线性规划问题答案1.(1)①上方②下方 2.(4)线性约束条件(5)可行解(6)目标函数 3.(3)最优解自我检测1.(1,+∞) 2.③ 3.4 4.1 5.32课堂活动区例1解题导引在封闭区域内找整点数目时,若数目较小时,可画网格逐一数出;若数目较大,则可分x =m逐条分段统计.解(1)不等式x-y+5≥0表示直线x-y+5=0上及右下方的点的集合.x+y≥0表示直线x+y=0上及右上方的点的集合,x≤3表示直线x=3上及左方的点的集合.所以,不等式组⎩⎨⎧x-y+5≥0,x+y≥0,x≤3表示的平面区域如图所示.结合图中可行域得x∈⎣⎡⎦⎤-52,3,y∈[-3,8].(2)由图形及不等式组知⎩⎪⎨⎪⎧-x ≤y ≤x +5,-2≤x ≤3,且x ∈Z .当x =3时,-3≤y ≤8,有12个整点; 当x =2时,-2≤y ≤7,有10个整点; 当x =1时,-1≤y ≤6,有8个整点; 当x =0时,0≤y ≤5,有6个整点; 当x =-1时,1≤y ≤4,有4个整点; 当x =-2时,2≤y ≤3,有2个整点;∴平面区域内的整点共有2+4+6+8+10+12=42(个). 变式迁移1 -t 2+t +12解析 作出由不等式组⎩⎨⎧y ≥0y ≤xy ≤2-x组成的平面区域M ,即△AOE 表示的平面区域,当t =0时,f (0)=12×1×1=12,当t =1时,f (1)=12×1×1=12,当0<t <1时,如图所示,所求面积为f (t )=S △AOE -S △OBC -S △FDE =12×2×1-12t 2-12[2-(t +1)]2=-t 2+t +12, 即f (t )=-t 2+t +12,此时f (0)=12,f (1)=12,综上可知f (t )=-t 2+t +12.例2 解题导引 1.求目标函数的最值,必须先准确地作出线性可行域再作出目标函数对应的直线,据题意确定取得最优解的点,进而求出目标函数的最值.2.线性目标函数z =ax +by 取最大值时的最优解与b 的正负有关,当b >0时,最优解是将直线ax +by =0在可行域内向上平移到端点(一般是两直线交点)的位置得到的,当b <0时,则是向下方平移.答案 10解析 画出可行域如图中阴影部分所示,目标函数z =4x +2y 可转化为y =-2x +z2,作出直线y =-2x 并平移,显然当其过点A 时纵截距z2最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,y =1得A (2,1),∴z max =10. 变式迁移2 3 -11 解析 作出可行域如图所示.目标函数y =34x -14z ,则过B 、A 点时分别取到最大值与最小值.易求B (5,3),A (3,5).∴z max =3×5-4×3=3,z min =3×3-4×5=-11.例3解题导引解线性规划应用问题的一般步骤是:(1)分析题意,设出未知量;(2)列出线性约束条件和目标函数;(3)作出可行域并利用数形结合求解;(4)作答.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≤90 000,x≥0,y≥0.目标函数为z=3 000x+2 000y.二元一次不等式组等价于⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤300,5x+2y≤900,x≥0,y≥0.作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域,如图所示.作直线l:3 000x+2 000y=0,即3x+2y=0.平移直线l,从图中可知,当直线l过点M时,目标函数取得最大值.由方程⎩⎪⎨⎪⎧x+y=300,5x+2y=900,解得x=100,y=200.所以点M的坐标为(100,200).所以z max=3 000x+2 000y=700 000(元).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,公司的收益最大,最大收益是70万元.变式迁移31555解析设甲车间加工原料x箱,乙车间加工原料y箱,由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤70,10x+6y≤480,x≥0,y≥0.甲、乙两车间每天总获利为z=280x+200y.画出可行域如图所示.点M(15,55)为直线x+y=70和直线10x+6y=480的交点,由图象知在点M(15,55)处z取得最大值.课后练习区1.(-7,24) 2.13.4解析由线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧0≤x≤2,y≤2,x≤2y画出可行域如图所示,目标函数z=·=2x+y,将其化为y=-2x +z,结合图形可知,目标函数的图象过点(2,2)时,z最大,将点(2,2)的坐标代入z=2x+y得z的最大值为4.4.2,-2解析 |x |+|y |≤1表示的平面区域如图阴影部分所示.设z =x +2y ,作l 0:x +2y =0,把l 0向右上和左下平移,易知:当l 过点(0,1)时,z 有最大值z max =0+2×1=2;当l 过点(0,-1)时,z 有最小值z min =0+2×(-1)=-2.5.4 900解析 设当天派用甲型卡车x 辆,乙型卡车y 辆,由题意得⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 2x +y ≤19,x +y ≤12,10x +6y ≥72,0≤x ≤8,0≤y ≤7,x ,y ∈N .设每天的利润为z 元,则z =450x +350y .画出可行域如图阴影部分所示.由图可知z=450x+350y=50(9x+7y),经过点A时取得最大值.又由⎩⎪⎨⎪⎧x+y=12,2x+y=19得⎩⎪⎨⎪⎧x=7,y=5,即A(7,5).∴当x=7,y=5时,z取到最大值,z max=450×7+350×5=4 900(元).6.(1,3]7.⎣⎡⎦⎤95,68.⎣⎡⎦⎤-14,129.解设该儿童分别预订x,y个单位的午餐和晚餐,共花费z元,则z=2.5x+4y.(3分)可行域为⎩⎪⎨⎪⎧12x+8y≥64,6x+6y≥42,6x+10y≥54,x≥0,x∈N,y≥0,y∈N,即⎩⎪⎨⎪⎧3x+2y≥16,x+y≥7,3x+5y≥27,x≥0,x∈N,y≥0,y∈N.(8分)作出可行域如图所示:(12分)经试验发现,当x =4,y =3时,花费最少,为2.5×4+4×3=22(元).故应当为儿童分别预订4个单位的午餐和3个单位的晚餐.(14分)10.解作出可行域如图所示,并求出顶点的坐标A (1,3)、B (3,1)、C (7,9).(5分)(1)易知可行域内各点均在直线x +2y -4=0的上方,故x +2y -4>0,将点C (7,9)代入z 得最大值为21.(8分)(2)z =x 2+y 2-10y +25=x 2+(y -5)2表示可行域内任一点(x ,y )到定点M (0,5)的距离的平方,过M 作直线AC 的垂线,易知垂足N 在线段AC 上,故z 的最小值是|MN |2=92.(11分) (3)z =2×y -⎝⎛⎭⎫-12x -(-1)表示可行域内任一点(x ,y )与定点Q ⎝⎛⎭⎫-1,-12连线的斜率的两倍, 因此k QA =74,k QB =38, 故z 的范围为⎣⎡⎦⎤34,72.(14分)11.解 设桌子、椅子分别买x 张、y 把,目标函数z =x +y ,(2分)把所给的条件表示成不等式组,即约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧50x+20y≤2 000,y≥x,y≤1.5x,x≥0,x∈N*,y≥0,y∈N*.(6分)由⎩⎪⎨⎪⎧50x+20y=2 000,y=x,解得⎩⎨⎧x=2007,y=2007,所以A点的坐标为⎝⎛⎭⎫2007,2007.由⎩⎪⎨⎪⎧50x+20y=2 000,y=1.5x,解得⎩⎪⎨⎪⎧x=25,y=752.所以B点的坐标为⎝⎛⎭⎫25,752.(9分)所以满足条件的可行域是以A⎝⎛⎭⎫2007,2007、B⎝⎛⎭⎫25,752、O(0,0)为顶点的三角形区域(如图).(12分)由图形可知,目标函数z=x+y在可行域内的最优解为B⎝⎛⎭⎪⎫25,752,但注意到x∈N*,y∈N*,故取⎩⎪⎨⎪⎧x=25,y=37.故买桌子25张,椅子37把是最好的选择.(14分)。
3.3二元一次不等式组与简单的线性规划问题 导学案(第二课时)
二元一次不等式组与简单的线性规划问题(第二课时) 导:复习导入:.二元一次不等式(组)表示平面区域;学习目标:1、了解.线性规划的有关概念:线性约束条件,线性目标函数,线性规划问题,可行解,可行域,最优解;2、了解线性规划问题的图解法,并能用线性规划的方法解决一下简单的实际问题思、议、展、评:1、思考利用线性规划求最值,一般用图解法求解,其步骤是:(1)在平面直角坐标系内作出可行域.(2)作出目标函数的等值线.(3)确定最优解:在可行域内平行移动目标函数等值线,从而确定最优解.(4)求最值:将最优解代入目标函数即可求出最大值或最小值.2、阅读思考教材91页“错在哪儿”,你明白了什么?3、已知点(,)P x y 的坐标满足条件41x y y x x +≤⎧⎪≥⎨⎪≥⎩,点O 为坐标原点,那么||PO 的最小值等于 ,最大值等于____________.思考用时(12分钟)4、小组讨论、得出结果;(6分钟)5、小组发言人发言,老师针对问题点评;(6分钟)6、典例赏析:(10分钟)设y x ,满足约束条件:⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+-≤-1255334x y x y x ,分别求下列目标函数的的最大值与最小值:(1)y x z 106+=; (2)y x z -=2; (3)22x y ω=+; (4)1+=x y ω 针对此题,你学会了什么?测:1、某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用A 原料3吨,B 原料2吨;生产每吨乙产品要用A 原料1吨,B 原料3吨,销售每吨甲产品可获得利润5万元,每吨乙产品可获得利润3万元。
该企业在一个生产周期内消耗A 原料不超过13吨,B 原料不超过18吨.求该企业可获得最大利润。
2、如果点P 在平面区域22020210x y x y y -+⎧⎪+-⎨⎪-⎩≥≤≥上,点Q 在曲线22(2)1x y ++=上,那么PQ 的最小值为_________________。
2021高考数学考点突破——不等式二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题学案
2021高考数学考点突破——不等式二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题学案【考点梳理】1.二元一次不等式(组)表示的平面区域不等式表示区域Ax+By+C>0 直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域不包括边界直线Ax+By+C≥0包括边界直线不等式组各个不等式所表示平面区域的公共部分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考点一、二元一次不等式(组)表示的平面区域【例1】(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),应是下列图形中的( )A. B. C. D.(2) 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表示的平面区域的面积为__________.[答案] (1) C (2) 4[解析] (1)(x -2y +1)(x +y -3)≤0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x +y -3≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≤0,x +y -3≥0.画出平面区域后,只有C 符合题意.(2)不等式组表示的平面区域为如图所示的阴影部分.由⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -2=0,x +2y -4=0得⎩⎪⎨⎪⎧x =8,y =-2,∴A (0,2),B (2,0),C (8,-2).直线x +2y -4=0与x 轴的交点D 的坐标为(4,0). 因此S △ABC =S △ABD +S △BCD =12×2×2+12×2×2=4.【类题通法】1.二元一次不等式(组)表示平面区域的判定方法:直线定界,测试点定域.2.求平面区域的面积:(1)第一画出不等式组表示的平面区域,若不能直截了当画出,应利用题目的已知条件转化为不等式组问题,从而再作出平面区域;(2)对平面区域进行分析,若为三角形应确定底与高,若为规则的四边形(如平行四边形或梯形),可利用面积公式直截了当求解,若为不规则四边形,可分割成几个三角形分别求解再求和.【对点训练】 1.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +6≥0,x -y +2<0表示的平面区域是( )A .B .C .D . [答案] B[解析] x -3y +6≥0表示直线x -3y +6=0及其右下方部分,x -y +2<0表示直线x -y +2=0左上方部分,故不等式表示的平面区域为选项B.2.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤-x +2,y ≤x -1,y ≥0所表示的平面区域的面积为( )A .1B .12C .13D .14[答案] D[解析] 作出不等式组对应的区域为△BCD ,由题意知x B =1,x C =2. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +2,y =x -1,得y D =12,因此S △BCD =12×(x C -x B )×12=14.考点二、求目标函数的最值问题【例2】(1)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -3≥0,x -3≤0,则z =x -2y 的最小值为_____.(2)若变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则x 2+y 2的最大值是( )A .4B .9C .10D .12(3)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-1,y ≥x ,3x +5y ≤8,则z =yx -2的取值范畴是______.(4)已知实数x ,y 满足:⎩⎪⎨⎪⎧x +3y +5≥0,x +y -1≤0,x +a ≥0,若z =x +2y 的最小值为-4,则实数a =( )A .1B .2C .4D .8 [答案] (1) -5 (2) C (3) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,13 (4) B[解析] (1)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -3≥0,x -3≤0表示的可行域如图阴影部分所示.由z =x -2y 得y =12x -12z .平移直线y =12x ,易知通过点A (3,4)时,z 有最小值,最小值为z =3-2×4=-5.(2)作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.x 2+y 2表示平面区域内的点到原点距离的平方,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,2x -3y =9得A (3,-1),由图易得(x 2+y 2)max =|OA |2=32+(-1)2=10.故选C.(3)作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-1,y ≥x ,3x +5y ≤8所表示的区域,如图中△ABC 所表示的区域(含边界),其中点A (1,1),B (-1,-1),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,115.z =y x -2表示△ABC 区域内的点与点M (2,0)的连线的斜率,明显k MA ≤z ≤k MB ,即11-2≤z ≤-1-1-2,化简得-1≤z ≤13.(4)作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,当直线z =x +2y 通过点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a ,a -53时,z 取得最小值-4,因此-a +2·a -53=-4,解得a =2,选B.【类题通法】1.先准确作出可行域,再借助目标函数的几何意义求目标函数的最值.2.当目标函数是非线性的函数时,常利用目标函数的几何意义来解题,常见代数式的几何意义:(1)x 2+y 2表示点(x ,y )与原点(0,0)的距离,(x -a )2+(y -b )2表示点(x ,y )与点(a ,b )的距离;(2)yx 表示点(x ,y )与原点(0,0)连线的斜率,y -bx -a表示点(x ,y )与点(a ,b )连线的斜率. 3.当目标函数中含有参数时,要依照临界位置确定参数所满足的条件. 【对点训练】1.若设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≤3,x -y ≥1,y ≥0,则z =x +y 的最大值为( )A .0B .1C .2D .3 [答案] D[解析] 依照约束条件画出可行域,如图中阴影部分(含边界),则当目标函数z =x +y 通过A (3,0)时取得最大值,故z max =3+0=3,故选D.2.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +4≥0,2x +y -2≥0,3x -y -3≤0,则x 2+y 2的取值范畴是________.[答案] ⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,13[解析] 依照已知的不等式组画出可行域,如图阴影部分所示,则(x ,y )为阴影区域内的动点.d =x 2+y 2能够看做坐标原点O 与可行域内的点(x ,y )之间的距离.数形结合,知d 的最大值是OA 的长,d 的最小值是点O 到直线2x +y -2=0的距离.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +4=0,3x -y -3=0可得A (2,3),因此d max =22+32=13,d min =|-2|22+12=25,因此d 2的最小值为45,最大值为13,因此x 2+y 2的取值范畴是⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,13.3.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x -2≤0,x +y -2≥0,则z =yx的最大值为________.[答案] 3[解析] 作出不等式组表示的平面区域,如图所示阴影部分,z =y x =y -0x -0,表示区域内的点与原点连线的斜率,易知z max =k OA ,由⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0,x +y -2=0,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,k OA =3212=3,∴z max =3.4.已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,y ≥-1,4x +y ≤9,x +y ≤3,若目标函数z =y -mx (m >0)的最大值为1,则m 的值是( )A .-209 B .1 C .2 D .5[答案] B[解析] 作出可行域,如图所示的阴影部分.∵m >0,∴当z =y -mx 通过点A 时,z 取最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x +y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,即A (1,2),∴2-m =1,解得m =1.故选B.考点三、线性规划的实际应用【例3】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.[答案] 216 000[解析] 设生产A 产品x 件,B 产品y 件,依照所耗费的材料要求、工时要求等其他限制条件,得线性约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧1.5x +0.5y ≤150,x +0.3y ≤90,5x +3y ≤600,x ≥0,x ∈N *,y ≥0,y ∈N *,目标函数z =2 100x +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),在(60,100)处取得最大值,z max =2 100×60+900×100=216 000(元).【类题通法】解线性规划应用问题的一样步骤: (1)分析题意,设出未知量; (2)列出线性约束条件和目标函数; (3)作出可行域并利用数形结合求解; (4)作答. 【对点训练】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.假如生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、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) 3 2 12 B (吨)128A .12万元C .17万元D .18万元[答案] D[解析] 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⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,z =3x +4y ,作出可行域如图阴影部分所示,由图形可知,当直线z =3x +4y 通过点A (2,3)时,z 取最大值,最大值为3×2+4×3=18.。
数学《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》高中教案
数学《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》高中教案数学《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》高中教案上课是理解和掌握基础知识、基本技能和基本方法的关键环节。
学然后知不足,课前自学过的同学上课更能专心听课,他们知道什么地方该详,什么地方可以一带而过,该记的地方才记下来,而不是全抄全录,顾此失彼。
下学生通过自己的分析得出了正确的结论,让他们从中体会到了获取新知后的成就感,从而增加了对数学的学习兴趣.同时也让他们体会人们在认识新生事物时从特殊到一般,再从一般到特殊的认知过程.】(二)实例展示:例1、画出不等式二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题的模块单元教学设计表示的平面区域.例2、用平面区域表示不等式组二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题的模块单元教学设计的解集.【通过利用多媒体对实例的展示让学生体会到画出不等式表示的平面区域的基本流程:直线定界,特殊点定域,而不等式(组)表示的平面区域是各个不等式表示的平面区域的公共部分.同时对具体作图中的细节问题进行点拔.】(三)练习:学生练习P86第1-3题.【及时巩固所学,进一步体会画出不等式(组)表示的平面区域的基本流程】(四)课后延伸:师:我们在今天主要解决了在给出不等式(组)的情况下如何用平面区域来表示出来的问题. 如果反过来给出了平面区域你能写出相关的不等式(组)吗?例如你能写出A(2,4),B(2,0),C(1,2)三点构成的三角形内部区域对应的不等式组吗?你能写出不等式形如二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题的模块单元教学设计这种不等式表示的平面区域?(五)小结与作业:二元一次不等式二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题的模块单元教学设计表示直线二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题的模块单元教学设计某侧所有点组成的平面区域,画出不等式(组)表示的平面区域的基本流程:直线定界,特殊点定域(一般找原点)作业:第93页A组习题1、2,补充作业:若线段PQ的两个端点坐标为P(3,-1),Q(2,4),且直线二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题的模块单元教学设计与线段PQ。
人教版高中数学全套教案导学案3.3一元二次不等式(组)与简单线性规划问题
3. 3.1二元一次不等式(组)与平面区域.【教学目标】1. 了解二元一次不等式(组)这一数学模型产生的实际背景。
2. 理解二元一次不等式的几何意义3. 会判定或正确画出给定的二元不一次等式(组)所表示的点集合 【教学重难点】教学重点:1. 理解二元一次不等式(组)的几何意义;2. 掌握不等式(组)确定平面区域的 一般方法教学难点:1 把实际问题抽象化,用二元一次不等式(组)表示平面区域。
2 掌握不等式(组)确定平面区域的一般方法【教学过程】一、 设置情境,引入新课一家银行信贷部计划年初投入25000000元用于企业和个人贷款,希望这笔资金至少可以带来30000元的收益,其中从企业贷款中获益12%,从个人贷款中获益10%,那么信贷部如何分配资金呢?问题1.那么信贷部如何分配资金呢? 问题2.用什么不等式模型来刻画它们呢? 二、合作探究,得出概念(1)设用于企业资金贷款的资金为x 元,用于个人贷款的资金y 元,由于资金总数为25000000元,得到25000000≤+y x ①由于预计企业贷款创收12%,个人贷款创收10%,共创收30000元以上,所以()()30000%10%12≥+y x 即30000001012≥+y x 。
②最后考虑到用于企业贷款和个人贷款的资金数额都不能是负值,于是0,0≥≥y x ③将①②③合在一起,得到分配资金应该满足的条件:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≥+≤+00300000101225000000y x y x y x二元一次不等式组:二元一次不等式(组)的解集的意义: (2)二元一次不等式(组)的几何意义 研究:二元一次不等式6<-y x 表示的图形①边界的概念②二元一次不等式(组)的几何意义,画法要求 ③判定方法(1)特殊点法(2)公式法三、 典型例题例题1画出不等式2x +y -6<0表示的平面区域。
解:先画直线2x +y -6=0(画成虚线)。
取原点(0,0),代入2x +y -6,∵2×0+0-6=-6<0,∴原点在2x +y -6<0表示的平面区域内,不等式2x +y -6<0表示的区域如图:例题2 用平面区域表示不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+≥+-3005x y x y x 的解集解:不等式x -y+5≥0表示直线x -y+5=0上及右下方的点的集合,x +y ≥0表示直线x+y =0上及右上方的点的集合,x ≤3表示直线x =3上及左方的点的集合。
学案31:二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题
学案31:二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题知识梳理:一.二元一次不等式(组)表示的平面区域三.1.画出平面区域.避免失误的重要方法就是首先使二元一次不等式化为ax +by +c >0(a >0). 2.线性规划问题中的最优解不一定是唯一的,即可行域内使目标函数取得最值的点不一定只有一个,也可能有无数多个,也可能没有.[试一试]1.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y -1≥0,x ≤3,则z =2x -3y 的最小值是( )A .-7B .-6C .-5D .-32.如图所示的平面区域(阴影部分)满足不等式________. 四:方法1.确定二元一次不等式表示平面区域的方法二元一次不等式所表示的平面区域的确定,一般是取不在直线上的点(x 0,y 0)作为测试点来进行判定,满足不等式的则平面区域在测试点所在的直线的一侧,反之在直线的另一侧. 2.求二元一次函数z =ax +by (ab ≠0)的最值的方法将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式:y =-a b x +z b ,通过求直线的截距zb 的最值间接求出z的最值.(1)当b >0时,截距z b 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;(2)当b <0时,截距z b 取最大值时,z 取最小值;截距zb取最小值时,z 取最大值.[练一练]若点(x ,y )位于曲线y =|x |与y =2所围成的封闭区域, 则2x -y 的最小值是( ) A .-6 B .-2 C .0 D .21.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( )A.32B.23C.43D.34 2.若满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,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 .-3B .-2C .-1D .03.如图阴影部分表示的区域可用二元一次不等式组表示为_______多与函数、平面向量、数列、三角、概率、解析几何等问题交叉渗透,自然地融合在一起,使数学问题的解答变得更加新颖别致.归纳起来常见的命题角度有:(1)求线性目标函数的最值;(2)求非线性目标的最值;(3)求线性规划中的参数. 角度一 求线性目标函数的最值1.(1)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2x ,x +y ≤1,y ≥-1,则x +2y 的最大值是( )A .-52B .0 C.53 D.52(2)如果函数x 、y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,y +1≥0,x +y +1≤0,那么z =2x -y 的最大值为( )A .2B .1C .-2D .-3角度二 求非线性目标的最值2.(1)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -6≤0,x +y -2≥0,y ≥0所表示的区域上一动点,则|OM |的最小值是________.(2)已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≤0,x ≥1,2x +y -8≤0,则yx的取值范围是________.角度三 求线性规划中的参数3.(1)设z =kx +y ,其中实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,x -2y +4≥0,2x -y -4≤0.若z 的最大值为12,则实数k =_____(2)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +2y -8≤0,x ≤3.若点⎝⎛⎭⎫3,52是使ax -y 取得最小值的唯一的可行解,则实数a 的取值范围为________.[典例]别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B 型车不多于A 型车7辆,则租金最少为( ) A .31 200元 B .36 000元 C .36 800元 D .38 400元[针对训练]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元课堂训练:题组一:1.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +6≥0,x -y +2<0表示的平面区域是()2.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1x +y -4≤0kx -y ≤0表示面积为1的直角三角形区域,则k 的值为( )A .-2B .-1C .0D .13.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 .-2 B .-1 C .1 D .2 4.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤8,2y -x ≤4,x ≥0,y ≥0,且z =5y -x 的最大值为a ,最小值为b ,则a-b 的值是( )A .48B .30C .24D .165.若非负变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥-1,x +2y ≤4,则x +y 的最大值为________6.设D 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,2x -y ≤0,x +y -3≤0所表示的平面区域,区域D 上的点与点(1,0)之间的距离的最小值为________.题组二:1.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,+∞) 2.已知实数对(x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≤2,y ≥1,x -y ≥0,则2x +y 取最小值时的最优解是( )A .6B .3C .(2,2)D .(1,1) 3.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.⎣⎡⎦⎤-32,6B.⎣⎡⎦⎤-32,-1 C .[-1,6] D.⎣⎡⎦⎤-6,32 4.实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥1,y ≤2x -1,x +y ≤m ,如果目标函数z =x -y 的最小值为-2,则实数m 的值为( )A .5B .6C .7D .8 5.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤a x +y ≥8,x ≥6且不等式x +2y ≤14恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[8,10]B .[8,9]C .[6,9]D .[6,10] 6.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0ax +y -2≤0表示y ≥0的平面区域的面积为3,则实数a 的值是________7.给定区域D :⎩⎪⎨⎪⎧x +4y ≥4,x +y ≤4,x ≥0,令点集T ={(x 0,y 0)∈D |x 0,y 0∈Z ,(x 0,y 0)是z =x +y 在D上取得最大值或最小值的点},则T 中的点共确定________条不同的直线. 8.若x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -5y +6≥0,2x +3y -15≤0,y ≥0当且仅当x =y =3时,z =ax -y 取得最小值,则实数a 的取值范围是________.9.变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,(1)设z =4x -3y ,求z 的最大值; (2)设z =yx ,求z 的最小值.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w (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? 题组三:1.设关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1>0,x +m <0,y -m >0 表示的平面区域内存在点P (x 0,y 0),满足x 0-2y 0=2.求得m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,43B.⎝⎛⎭⎫-∞,13C.⎝⎛⎭⎫-∞,-23D. ⎝⎛⎭⎫-∞,-53 2.记不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域为D ,若直线y =a (x +1)与D 有公共点,则a 的取值范围是________.。
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§3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域(1) 第___周第___课时 总第___课时 主备人 李发新 审核人 徐慧琳【教学目标】1.知识与技能:了解二元一次不等式的几何意义,会用二元一次不等式组表示平面区域;2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出二元一次不等式组的过程,提高数学建模的能力;3.情态与价值:通过本节课的学习,体会数学来源与生活,提高数学学习兴趣。
【教学重点】用二元一次不等式(组)表示平面区域【教学方法】自主、合作探究学习法【教学过程】一、课前准备复习1:一元二次不等式的定义_______________二元一次不等式定义________________________二元一次不等式组的定义_____________________ 复习2:解下列不等式:(1)210x -+>; (2)2232041590x x x x ⎧+-≥⎪⎨-+>⎪⎩ .二、新课导学※ 学习探究探究1:一元一次不等式(组)的解集可以表示为数轴上的区间,例如,3040x x +>⎧⎨-<⎩的解集为 . 那么,在直角坐标系内,二元一次不等式(组)的解集表示什么图形呢? 探究2:你能研究:二元一次不等式6x y -<的解集所表示的图形吗?(怎样分析和定边界?) 从特殊到一般:先研究具体的二元一次不等式6x y -<的解集所表示的图形.如图:在平面直角坐标系内,x -y =6表示一条直线.平面内所有的点被直线分成三类:第一类:在直线x -y =6上的点;第二类:在直线x -y =6左上方的区域内的点;第三类:在直线x-y=6右下方的区域内的点.设点1(,)P x y 是直线x-y=6上的点,选取点2(,)A x y ,使它的坐标满足不等式6x y -<,并思考:当点A 与点P 有相同的横坐标时,它们的纵坐标有什么关系?_______________根据此说说,直线x-y=6左上方的坐标与不等式6x y-<有什么关系?______________直线x-y=6右下方点的坐标呢?在平面直角坐标系中,以二元一次不等式6x y-<的解为坐标的点都在直线x-y=6的_____;反过来,直线x-y=6左上方的点的坐标都满足不等式6x y-<.因此,在平面直角坐标系中,不等式6x y-<表示直线x-y=6左上方的平面区域;如图:类似的:二元一次不等式x-y>6表示直线x-y=6右下方的区域;如图:直线叫做这两个区域的边界结论:1. 二元一次不等式0Ax By c++>在平面直角坐标系中表示直线0Ax By c++=某一侧所有点组成的平面区域.(虚线表示区域不包括边界直线)2. 不等式中仅>或<不包括;但含“≤”“≥”包括;同侧同号,异侧异号.※典型例题例1画出不等式44x y+<表示的平面区域.分析:先画___________(用线表示),再取_______判断区域,即可画出.归纳:画二元一次不等式表示的平面区域常采用“直线定界,特殊点定域”的方法.特殊地,当0C≠时,常把原点作为此特殊点.变式:画出不等式240x y-+-≤表示的平面区域.例2用平面区域表示不等式组3122y xx y<-+⎧⎨<⎩的解集归纳:不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,因而是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.变式1:画出不等式(21)(4)0x y x y++-+<表示的平面区域.变式2:由直线20x y ++=,210x y ++=和210x y ++=围成的三角形区域(包括边界)用不等式可表示为 .※ 动手试试练1. 不等式260x y -+>表示的区域在直线260x y -+=的 __练2. 画出不等式组36020x y x y -+≥⎧⎨-+<⎩表示的平面区域. 练3. 画出下列不等式表示的区域 (1) 0)1)((≤--+y x y x ; (2)1+>x y ;三、总结提升※ 学习小结由于对在直线0A x B y C ++=同一侧的所有点(,x y ),把它的坐标(,x y )代入A x B y C ++,所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一特殊点00(,)x y ,从00Ax By C ++的正负即可判断0Ax By C ++>表示直线哪一侧的平面区域.(特殊地,当C ≠0时,常把原点作为此特殊点)※ 知识拓展含绝对值不等式表示的平面区域的作法:(1)去绝对值符号,从而把含绝对值的不等式转化为普通的二元一次不等式.(2)一般采用分象限讨论去绝对值符号.(3)采用对称性可避免绝对值的讨论.(4)在方程()0f x y = 或不等式()0f x y > 中,若将x y 换成()()x y -- ,方程或不等式不变,则这个方程或不等式所表示的图形就关于()y x 轴对称. ※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 不等式260x y -+>表示的区域在直线260x y -+=的( ).A .右上方B .右下方C .左上方D .左下方2. 不等式3260x y +-≤表示的区域是( ).3.不等式组36020x y x y -+≥⎧⎨-+<⎩表示的平面区域是( ).4. 已知点(3,1)--和(4,6)-在直线320x y a -++=的两侧,则的取值范围是 .5. 画出11x y ≥⎧⎨<⎩表示的平面区域为:1. 用平面区域表示不等式组32326x y x x y <⎧⎪≥⎨⎪+≥⎩的解集.2. 求不等式组6003x y x y x -+≥⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩表示平面区域的面积.3、用平面区域表示:11<-≤-y x4、用平面区域表示⎩⎨⎧≤≥+30x y x 的解集。
§3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域(2)第___周第___课时总第___课时主备人李发新审核人徐慧琳【教学目标】1.知识与技能:巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域;能根据实际问题中的已知条件,找出约束条件;2.过程与方法:经历把实际问题抽象为数学问题的过程,体会集合、化归、数形结合的数学思想;3.情态与价值:结合教学内容,培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识,激励学生创新。
【教学重点】理解二元一次不等式表示平面区域并能把不等式(组)所表示的平面区域画出来;【教学难点】把实际问题抽象化,用二元一次不等式(组)表示平面区域。
【教学方法】自主、合作探究学习法复习1:画出不等式2x+y-6<0表示的平面区域.复习2:画出不等式组2312236x yx yx+≤⎧⎪+>-⎨⎪≥⎩所示平面区域.二、新课导学※典型例题例1 要将两种大小不同的钢板截成A、B、C三种规格,每张钢板可同时截得三种规格的小今需要三种规格的成品分别为12块、15块、27块,用数学关系式和图形表示上述要求.例2 一个化肥厂生产甲乙两种混合肥料,生产1车皮甲肥料的主要原料是磷酸盐4t,硝酸盐18t;生产1车皮乙种肥料的主要原料是磷酸盐1t,硝酸盐15t. 现库存磷酸盐10t,硝酸盐66t,在此基础上生产这两种混合肥料. 列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域.※动手试试练1. 不等式组(5)()003x y x yx-++≥⎧⎨≤≤⎩所表示的平面区域是什么图形?练2. 某人准备投资1 200万兴办一所完全中学,对教育市场进行调查后,他得到了下面的分别用数学关系式和图形表示上述限制条件.三、总结提升※学习小结根据实际问题的条件列出约束不等式组与目标函数. 反复的读题,读懂已知条件和问题,边读边摘要,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.※知识拓展求不等式的整数解即求区域内的整点是教学中的难点,它为线性规划中求最优整数解作铺垫. 常有两种处理方法,一种是通过打出网络求整点;另一种是先确定区域内点的横坐标的范围,确定x的所有整数值,再代回原不等式组,得出y的一元一次不等式组,再确定y 的所有整数值,即先固定x,再用x制约y.※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 不在326x y +<表示的平面区域内的点是( ).A .(0,0)B .(1,1)C .(0,2) D.(2,0)2. 不等式组5003x y x -+≥⎧⎨≤≤⎩表示的平面区域是一个( ). A .三角形 B.直角梯形 C.梯形 D.矩形3. 不等式组13y x x y y <⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩表示的区域为D,点1(0,2)P -,点2(0,0)P ,则( ).A .12,P D P D ∉∉B .12,P D P D ∉∈C .12,PD P D ∈∉ D .12,P D P D ∈∈4. 由直线20,210x y x y ++=++=和210x y ++=的平围成的三角形区域(不包括边界)用不等式可表示为 .5. 不等式组438000x y x y ++>⎧⎪<⎨⎪<表示的平面区域内的整点坐标是 .1. 一个小型家具厂计划生产两种类型的桌子A 和B . 每类桌子都要经过打磨、着色、上漆三道工序.桌子A 需要10min 打磨,6min 着色,6min 上漆;桌子B 需要5min 打磨,12min 着色,9min 上漆.如果一个工人每天打磨和上漆分别至多工作450min ,着色每天至多480min ,请你列出满足生产条件的数学关系式,并在直角坐标系中画出相应的平面区域.2. 某服装制造商现有10m 2的棉布料,10 m 2的羊毛料,6 m 2的丝绸料. 做一条裤子需要棉布料1 m 2, 2 m 2的羊毛料,1 m 2的丝绸料,一条裙子需要棉布料1 m 2, 1m 2的羊毛料,1 m 2的丝绸料.一条裤子的纯收益是20元,一条裙子的纯收益是40元. 为了使收益达到最大,需要同时生产这两种服装,请你列出生产这两种服装件数所需要满足的关系式,并画出图形.§3.3.2 简单的线性规划问题(1)第___周第___课时总第___课时主备人李发新审核人徐慧琳【教学目标】1.知识与技能:了解线性规划的意义以及约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念;了解线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题;2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力;3.情态与价值:培养学生观察、联想以及作图的能力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的能力。