高考数学常考题型：非线性目标函数--分式型
非线性规划高考知识点归纳总结
非线性规划高考知识点归纳总结非线性规划是运筹学中的一个重要分支，它主要研究在非线性目标函数和非线性约束条件下的优化问题。
在高考数学中，非线性规划通常不会作为主要考点，但了解其基本概念和简单应用对于提高数学素养和解决实际问题具有重要意义。
首先，非线性规划问题可以定义为：给定一个目标函数 \( f(x_1,x_2, ..., x_n) \) 和一组约束条件 \( g_i(x_1, x_2, ..., x_n) \leq 0 \)（对于 \( i = 1, 2, ..., m \)），以及 \( h_j(x_1,x_2, ..., x_n) = 0 \)（对于 \( j = 1, 2, ..., p \)），求 \( x \) 的值，使得目标函数 \( f \) 达到最大值或最小值。
在高考中，非线性规划的知识点通常包括以下几个方面：1. 目标函数与约束条件：理解目标函数和约束条件在非线性规划中的作用，以及它们如何影响问题的解。
2. 可行域：掌握如何根据约束条件确定可行域，这是求解非线性规划问题的基础。
3. 拉格朗日乘数法：了解拉格朗日乘数法的基本原理，以及如何利用它求解带有等式约束的非线性规划问题。
4. KKT条件：掌握KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件，这是求解非线性规划问题的必要条件。
5. 数值方法：了解一些基本的数值方法，如梯度下降法、牛顿法等，这些方法在实际求解非线性规划问题时非常有用。
6. 实际应用：能够将非线性规划的概念应用到实际问题中，如资源分配、成本最小化等。
在复习非线性规划时，建议从以下几个步骤进行：- 理解概念：首先，要理解非线性规划的基本概念，包括目标函数、约束条件、可行域等。
- 掌握方法：其次，要掌握求解非线性规划问题的基本方法，如拉格朗日乘数法和KKT条件。
- 练习题目：通过大量的练习题目来巩固知识点，提高解题能力。
- 实际应用：尝试将非线性规划的概念应用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
各式各样的目标函数 (教师版)
各式各样的目标函数线性规划问题是指在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值的问题． 但在各级各类考试中，针对于此的考查却不拘泥于线性，有非线性的约束条件，亦有非线性的目标函数． 本文将带领读者一起梳理各式各样的目标函数，这里既有大家熟悉的截距型、距离型、斜率型目标函数及其变式，又有不太为人所知的曲线型目标函数；这里既有处理此类问题的常规方法——利用目标函数的几何意义，又有笔者自己钻研的特殊方法——换元法、不等式放缩法等． 下面和盘托出，与读者一一分享． 1. 截距型目标函数目标函数形如by ax z +=. 求这类目标函数的最值时，常将by ax z +=（0≠b ）转化为直线的斜截式b z x b a y +-=，通过求截距bz的最值间接求出z 的最值. 注意：当0>b 时，截距bz与z 同时最大和最小；当0<b 时，两者的最值情况相反. 新的角度：by ax z +=也可看作两个向量的数量积. 设可行域内一点()y x P ,，定点()b a Q ,，则OQ OP z ⋅=，当OP 在OQ 方向上的投影最大（小）时，OQ OP ⋅最大（小），z 最大（小）. 这也是处理截距型（线性）目标函数的一个通法.2. 距离型目标函数形如22y x z +=，表示点()y x ,与原点()0,0的距离；形如()()22b y a x z -+-=，表示点()y x ,与点()b a ,的距离；形如22y x z +=，()()22222222b a by ax y x b y a x z ++--+=-+-=则表示相应距离的平方；形如c by ax z ++=，可变形为2222ba c by axb a z +++⋅+=（b a ,不同时为零），表示点()y x ,到直线0=++c by ax 的距离的22b a +倍. 3. 斜率型目标函数形如x yz =，表示点()y x ,与原点()0,0连线的斜率； 形如ax by z --=，表示点()y x ,与点()b a ,连线的斜率；形如b ax d cy z ++=（0≠ac ），可变形为ab xcd y a c z ++⋅=，表示点()y x ,与点⎪⎭⎫ ⎝⎛--c d a b ,连线的斜率的ac倍.例1 设实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-+≤--0205202y y x y x ，则y x x y z +=的取值范围是（ ）（A ）⎥⎦⎤⎢⎣⎡310,31 （B ）⎥⎦⎤⎢⎣⎡25,31 （C ）⎥⎦⎤⎢⎣⎡25,2 （D ）⎥⎦⎤⎢⎣⎡310,2 解： 令xyt =，表示可行域内的点()y x ,与原点连线的斜率，作出可行域（图略）可得其范围是⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,31. 又t t z 1+=，结合对勾函数的单调性可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈310,2z ，选（D ）.例2 若实数y x ,满足13≤≤-y x ，则yx yx z ++=2的最小值为（ ） （A ）35 （B ）2 （C ）53 （D ）21 解： 因为0≠x ，xyx y y x y x z ++=++=122，令x y t =，作出可行域（图略）可得其范围是⎥⎦⎤⎢⎣⎡21,0，则⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈++=++=2,3511112t t t z ，选（A ）. 例3 已知实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥≤--≤-+103203x y x y x ，求y x y x z +++=12的取值范围.解法1：不等式组表示的平面区域如图1中阴影部分，注意到0≠+y x ，故点()1,1-应为空心点.()y x x y x x y x y x y x z +++=++++=+++=11112，记yx x t ++=1，因为1≥x ，所以()11111111+-+=+-++=++=x y x y x x y x t ， 其中11+-x y 表示点()y x ,与点()1,1-连线的斜率. 由图易知21111≤+-<-x y ，则231110≤+-+<x y ，得32≥t ，则t z +=1的取值范围是⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,35.解法2：令⎩⎨⎧++=+=12y x v y x u ，则⎩⎨⎧+-=--=121v u y u v x ，代入原不等式组，得实数v u ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥-≥+-≤-2063503u v v u u ，作出可行域如图2中阴影部分，注意到0≠u ，故点()2,0应为空心点. 目标函数u v z =，表示可行域内的点()v u ,与原点连线的斜率，易得其范围是⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,35.4. 曲线型目标函数如xy z =，可变形为xzy =（0,0≠≠z x ），表示一系列反比例函数； 如xy z 1=，可变形为xz y =（0>z ，且1≠z ），表示底数为z 的一系列指数函数；如xy z 2=，可变形为zx y =2（0≠z ），表示一系列焦点在x 轴上的抛物线；如222y x z +=，可变形为1222=+z y zx （0>z ），表示一系列离心率相同的椭圆. 例4 设实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥+≤+≤+6142102y x y x y x ，则xy 的最大值为（ ）（A ）225 （B ）249 （C ）12 （D ）16解法1：不等式组表示的平面区域如图3中阴影部分，记xy z =，显然，当z 最大时，y x ,均为正，则xzy =，表示一系列反比例函数的图象（仅考虑第一象限）. 需要当反比例函数的图象过点()6,2时z 较大，还是当反比例函数的图象与直线102=+y x 相切时z 较大.对于前者：1262=⨯=z ；对于后者：联立⎪⎩⎪⎨⎧=+=102y x xz y 得01022=+-z x x ，令0=∆得225=z . 综上，z 的最大值为225，选（A ）.解法2：因要求xy 的最大值，故可只考虑正数y x ,. 由102≤+y x 得x y 210-≤，由基本不等式得()()225252522102=⎪⎭⎫⎝⎛-+≤-=-≤x x x x x x xy ，当且仅当⎩⎨⎧-=-=xx x y 5210，即⎪⎩⎪⎨⎧==525y x 时等号成立. 经检验取等条件满足不等式组，故xy 的最大值为225.例5 已知y x ,的二元一次不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤-+≥+-≥-+0142080192y x y x y x ，则x y z 1=的取值范围是（ ）（A ）[]3,1 （B ）[]10,2 （C ）[]9,2 （D ）[]9,10解：不等式组表示的平面区域如图4中阴影部分，xy z 1=即x z y =（0>z ，且1≠z ），表示一系列底数为z 的指数函数，其图象与可行域有交点. 易得，当图象过点()8,3时，z 最小，为2831=；当图象过点()9,1时，z 最大，为9. 于是[]9,2∈z .例6 已知实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥-≥-≤-+010104x y y x ，则xy z 2=的最大值是（ ）（A ）31（B ）1 （C ）3 （D ）9 解法1：不等式组表示的平面区域如图5中阴影部分，xy z 2=即zx y =2，表示顶点在原点，焦点为⎪⎭⎫ ⎝⎛0,4z （0>z ），开口向右的一系列抛物线，其通径长为z . 显然，当抛物线过点()3,1A 时，开口最大，通径最长，则z 最大，为9132=，选（D ）.解法2：由条件得341≤-≤≤y x ，同理31≤≤y ，于是91322=≤x y ，当且仅当⎩⎨⎧==31y x 时取等号，故xy z 2=的最大值为9，选（D ）.例7 设y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+≤--≥-143323y x y x y x ，若a y x ≥+229恒成立，则实数a 的最大值为 .解法1：由题意知，()min 229yx a +≤，则实数a 的最大值即为229y x z +=的最小值.作出约束条件表示的平面区域，如图6中阴影部分.0922>+=y x z ，即1922=+z y zx ，表示一系列以原点为中心，长轴长为z 2，离心率相同的椭圆. 由图易知，当椭圆与直线1=+y x 相切时，长轴长最短，z 最小. 由⎩⎨⎧+==+2291yx z y x 得0918102=-+-z x x ，令0=∆，得109=z . 所以z 的最小值为109，即为a 的最大值. 解法2：令y t 3=，则转化为在约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+≤--≥-33432t x t x t x 下寻求22229t x y x z +=+=的最小值. 新的可行域如图7中阴影部分，由图易知原点到可行域内的点()t x ,的距离的最小值为原点到直线33=+t x 的距离，为103133022=+-，则z 的最小值为1091032=⎪⎭⎫⎝⎛，即为a 的最大值.例8 若实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≥≤-+≤-0040x y x y x ，则8243+++-+=y x y x z 的最小值是（ ）（A ）11 （B ）12 （C ）16 （D ）18解：作出可行域如图8中阴影部分，易知082>++y x ，直线043=-+y x 与可行域交于点()4,0C 和()1,1A . 当点()OAC y x △,∈时，043≤-+y x ；当点()ABC y x △,∈时，043≥-+y x . 则目标函数8243+++-+=y x y x z 8243+++-+=y x y x ()()⎩⎨⎧∈++∈++-=ABC y x y x OACy x y x △,,434△,,122，由图可知，1221++-=y x z 和4342++=y x z 均在点A 处取得最小值，所以z 的最小值为11821413=+++-+，选（A ）.例9 若实数y x ,满足122≤+y x ，则y x y x 3622--+-+的最小值是 . 解法1：满足122≤+y x 的实数y x ,表示的点()y x ,构成的区域是单位圆及其内部，如图9所示. 由图可知，单位圆面在直线036=--y x 的左下方，则恒有036>--y x ；直线022=-+y x 与圆122=+y x 交于点⎪⎭⎫⎝⎛54,53A 和()0,1C ，当点()∈y x ,弓形面ANC 时，有022≥-+y x ；当点()∈y x ,弓形面AMC 时，有022≤-+y x . 于是y x y x z 3622--+-+=()()⎩⎨⎧∈--∈+-=AMCx,y y x ANCx,y y x 弓形面弓形面 ,438 ,42，设421+-=y x z ，y x z 4382--=，分别作直线x y 21=和x y 43-=，并平移，容易看出1z 和2z 均在点A 处取得最小值，所以z 的最小值为3543536=⨯--.解法2：由绝对值不等式得()()84336223622-+=----+≥--+-+y x y x y x y x y x ，其中2243843+-+y x 表示满足122≤+y x 的点()y x ,到直线l ：0843=-+y x 的距离.如图10，作l OB ⊥于点B ，与圆122=+y x 交于点B ，与圆122=+y x 交于点⎪⎭⎫⎝⎛54,53A ，则531438438432222=-+-=-=≥+-+OA OB AB y x ，故35353622=⨯≥--+-+y x y x . 又当53=x ，54=y 时，33622=--+-+y x y x ，故所求最小值为3.例10 若实数y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≤+≤≥-41y x y x x ，则y x z 21+=的最大值和最小值分别是多少？解法1：作出可行域（图略）得⎩⎨⎧-≤≤≤≤x y x x 421，则3321≤≤+=x y x z ，当且仅当1==y x 时，等号成立，故z 的最大值为3；由分式型柯西不等式得()4223421421212+=-++≥-+≥+=x x x x y x z ， 当且仅当⎪⎩⎪⎨⎧-=-=xx x y 4214，即()()⎪⎩⎪⎨⎧-=-=1224124y x 时，等号成立，故z 的最小值为4223+. 解法2：令⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈=1,211x u ，01>=y v ，则v u z 2+=，约束条件变为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤+≤≥-41111011v u v u u ，即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-≥≤<≤<14010u uv u v u ，作出可行域如图11中阴影部分. v u z 2+=即221zu v +-=，表示一系列斜率为21-的直线. 当直线过点()1,1时，2z 最大，z 最大，为3；当直线与曲线14-=u u v 相切时，2z最小，z 最小，为4223+.1. 如果实数b a ,满足条件⎪⎩⎪⎨⎧≤≤--≥-+10102a a b b a ，则b a b a ++22的最大值是 .2. 若实数y x ,满足条件⎪⎩⎪⎨⎧≤+≥≥123400y x y x ，则132+++=x y x z 的取值范围是 .3. 若实数y x ,满足不等式组⎪⎩⎪⎨⎧-≥≥+-≤-+101033y y x y x ，则y x z +=2的取值范围是（ ）（A ）[]3,1- （B ）[]11,1 （C ）[]3,1 （D ）[]11,1-4. 如果函数()()()182212+-+-=x n x m x f （0,0≥≥n m ）在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,21上单调递减，那么mn 的最大值为（ ）（A ）16 （B ）18 （C ）25 （D ）281答案：1. 57 2. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡11,23 3. 有两种思路： ①分类讨论：⎩⎨⎧≤≤+≤≤-+-=+=60,202,22x y x x y x y x z ，将可行域分为左右两块，分别规划相应的目标函数，可得[]11,1-∈z ； ②考察几何意义：y x z +=2即z x y +-=2，表示一系列与x y 2-=平行的“∧型”折线，易见最优解为()1,0-和()1,6-，得[]11,1-∈z .4. 先由单调性得到n m ,满足的约束条件为⎪⎩⎪⎨⎧>>≤-+≥-+0,001820122n m n m n m ，仿照例4中两种解法均可得mn 的最大值为18.。
高考数学常考题型：线性规划非线性目标破函数---绝对值型
高考数学常考题型：线性规划非线性目标函数---绝对值型典例1．已知实数,x y 满足：210210x y x x y -+≥⎧⎪<⎨⎪+-≥⎩，221z x y =--，则z 的取值范围是（ ） A ．5[,5]3B ．[0,5)C ．[0,5]D ．5[,5)31．B由约束条件作出可行域如图：()22,110x A x y =⎧⇒-⎨+-=⎩， 21012,1033x y B x y -+=⎧⎛⎫⇒⎨⎪+-=⎝⎭⎩． 令221u x y =--，变形可得12u y x +=-，平移目标函数线12u y x +=-使之经过可行域，当目标函数线过点()2,1A -时，纵截距最小，此时u 取得最大值，即()max 222115u =⨯-⨯--=．当目标函数线过点12,33B ⎛⎫ ⎪⎝⎭时，纵截距最大，此时u 取得最小值，即min 125221333u =⨯-⨯-=-． 因为点()2,1A -不在可行域内，所以553u -≤<，[)0,5z u ∴=∈．故B 正确．点评：有关线性规划的最值问题，数形结合是解决问题的关键。
求目标函数z ax by =+的最值，应先函数变为a z y x b b=-+，然后平移直线，求纵截距zb 的最值，进而可得z 的最值。
变式题1．若x,y 满足约束条件220130x y y x y -+≤⎧⎪≥⎨⎪+-≤⎩，则4312z x y =+-的最小值为（ ）A ．53B ．1C ．2D ．35典例2．已知点(),P x y 满足10100x y x y x -+≥⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩，2628x y y x +-+-+的取值范围是__________．4．画出不等式组表示的可行域如图阴影部分所示．∵2628x y y x +-+-+=+=，∴2628x y y x +-+-+表示可行域内的点到直线260x y +-=和280x y --=2628x y y x +-+-+无最大值．由28010x y x y --=⎧⎨+-=⎩解得32x y =⎧⎨=-⎩，所以点A 的坐标为()3,2-．此时26282x y y x +-+-+=．由26010x y x y +-=⎧⎨+-=⎩解得54x y =⎧⎨=-⎩，所以点A 的坐标为()5,4-． 此时26286x y y x +-+-+=． ∴2628x y y x +-+-+的最小值为2，故得2628x y y x +-+-+的取值范围为[)2,+∞．点评：线性规划中的目标函数中若含有绝对值，则解题时可根据点到直线的距离公式求解，在求解过程中需要注意对目标函数进行相应的变形，使之变为距离的形式，如ax by c ++=变式题2．变量,x y 满足约束条件220240,10x y x y x y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪-+≥⎩则目标函数231z x y =--的取值范围是___. 闯关题：1．已知221log 2()220xx f x x xx ⎧≤≤⎪=⎨⎪--≤⎩，若1111a b -≤≤⎧⎨-≤≤⎩，且方程2[()]()0f x af x b -+=有5________ 2．若实数,x y 满足方程228x y +=，则|2||6||6|x y x y x y +-++++--的最大值为( ) A ．12 B ．14C ．18D ．24参考答案变式题1．A将目标函数变形为431255x y z +-=⨯，即“目标函数表示可行域内的点到直线43120x y +-=的距离的5倍”.画出可行域如下图所示，由图可知，点A 到直线43120x y +-=最短，联立22030x y x y -+=⎧⎨+-=⎩，解得45,33A ⎛⎫⎪⎝⎭最短距离为16151213353+-=，乘以5得53，故选A.变式题2．[]1,3-不等式组对应的可行域如下图所示，当x≥0，0≤y≤1时，23(1)233z x y x y =--=+-，此时2333z y x +=-+，直线的纵截距越大，z 越大，纵截距越小，z 越小. 当直线经过点B(0,1)时，z 最小=0+3-3=0，当直线经过点D 3(,1)2时，z 最大=3+3-3=3，所以此时z 的范围为[0,3]当x≥0，y ＞1时，23(1)233z x y x y =--=-+，此时2333z z x -=+，直线的纵截距越大，z 越小，纵截距越小，z 越大. 当直线经过点A(1,2)时，z 最小=2-6+3=-1，当直线经过点D 3(,1)2时，z 最大=3-3+3=3，所以此时z 的范围为[-1,3]综合得z 的取值范围为：[]1,3-故答案为：[]1,3- 闯关题：1．作出函数()y f x =的图象如下图所示：设()t f x =，则方程()()20f x af x b -+=⎡⎤⎣⎦有5个不同根转化二次方程20t at b -+=的两根101t <<，20t <，构造函数()2g t t at b =-+，可得不等式()()0010g g ⎧<⎪⎨>⎪⎩，即010b a b <⎧⎨-+>⎩，结合1111a b -≤≤⎧⎨-≤≤⎩，作出图形如下图所示，不等式组1111a b -≤≤⎧⎨-≤≤⎩表示的平面区域为边长为2的正方形ABCD ，不等式组0101111b a b a b <⎧⎪-+>⎪⎨-≤≤⎪⎪-≤≤⎩表示的区域为下图中的阴影部分（不包括a 轴），视为可行域中的点(),a b 到直线210a b -+=的距离，当点(),a b 与点()1,0E==的取值范围是0,5⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭，故答案为：0,5⎡⎢⎣⎭. 2．C 令t x y =+，则4sin [4,4]4t πθθθ⎛⎫=+=+∈- ⎪⎝⎭， 于是|2|[0,6]t -∈，60t +>，60t ->，从而|2||6||6||2||6||6||2|12[12,18]x y x y x y t t t t +-++++--=-+++-=++∈，故选：C.。
非线性目标函数的最值问题
非线性目标函数 的最值问题
演讲人姓名
一．了解非线性目标 函数所表示的几 何意义
2. 能够通过对目 标函数进行变 形转化进而讨
论求得目标函数的 最值或范围
单击此处添加大标题内容
如何求线性目标函数z＝ax＋by最值(如最大值) 当b>0时，最大值是将直线ax＋by＝0在可行域内向上平移到端点(一般是两直线交
___________， 的最小值是__________-1
Y
解析： (1)由图可知，斜率k的取值范围
为
P(-1,1) O
(2)因为
x-y=0
A(2, 2)
B(1,0)
X
所以
的取值范围也为
2x-y-2=0
小结2
一． 的几何意义：
表示点(x，y)与点(a， b)连线的斜率.
一． 的几何意义：
表示(x，y)与原点(0,0) 连线的斜率；
OA=
，
(3)由(2)知，
非线性规划最优解问题。求解
关键是在挖掘目标关系几何意义的前提下，
作出可行域，寻求最优解。
图1
小结1
的几何意义：
的几何意义
表示点(x，y)与(a，b)的距离
的几何意义：
表示点(x，y)与原点(0,0)的距离
所以，形如
的目标函数的几何意义：
表示平面区域内的点(x,y)与点(a,b)的距离的平方
点)的位置得到的； 当b<0时，则是向下方平移得到的.
○ 可知线性目标函数的最值是通过将目标函数直线上下平移得到.
探究1
对形如 目标函数的最值（距离型）
如图1,已知
,
解析：(1)
(1)求可行域内的点(x,y)到原点的距离ｚ的表达式
高考数学非线性问题知识点
高考数学非线性问题知识点一、引言数学作为一门科学，一直以来都是高考的重要科目之一。
其中，数学的非线性问题是考生们普遍认为较为困难的部分。
本文将重点探讨高考数学非线性问题的知识点，帮助考生们更好地理解和应对这一部分内容。
二、什么是非线性问题在介绍高考数学非线性问题的知识点之前，我们先来了解一下什么是非线性问题。
非线性问题是指不能用线性关系式表达的数学问题。
与线性问题不同，非线性问题的解不再具有简单的直线关系，而是具有曲线、波动等复杂的特征。
三、非线性函数的性质1. 导数的变化在处理非线性问题时，我们需要掌握函数的导数变化对函数性质的影响。
例如，当函数的导数大于零时，函数是单调递增的；当函数的导数小于零时，函数是单调递减的。
这对于理解函数图像的变化以及解题非常重要。
2. 极值点的判定对于非线性函数，我们通常需要找到它的极值点。
极值点可以是函数的最大值或最小值。
判定极值点的方法之一是使用导数。
当函数的导数为零时，该点很可能是极值点。
然后，我们可以对导数的符号进行分析，进一步确认该点的性质。
四、非线性方程的求解除了处理非线性函数外，我们还需要掌握如何求解非线性方程。
求解非线性方程的方法有多种，常见的包括牛顿迭代法、二分法、试位法等。
1. 牛顿迭代法牛顿迭代法是一种有效的求解非线性方程的方法。
它通过不断逼近方程的根，直到满足所需的精度要求。
该方法需要利用函数的导数信息，因此在应用时需要先求出导数，并进行迭代计算。
2. 二分法二分法是一种简单却有效的求解非线性方程的方法。
它利用函数在连续区间上的中间值进行判断，然后不断地缩小区间范围，最终逼近方程的根。
该方法的优点在于不需要求导，适用范围广。
3. 试位法试位法是一种通过区间划分来求解非线性方程的方法。
它将方程的解所在的区间划分为若干段，然后通过函数值的符号变化来判断解所在的区间。
该方法的优点在于可以根据实际情况进行区间的调整，从而更快地逼近方程的根。
五、非线性几何问题的解析方法除了函数和方程的处理外，非线性几何问题也是高考数学中的重要内容。
高中数学解分式方程的方法及相关题目解析
高中数学解分式方程的方法及相关题目解析分式方程是高中数学中的重要内容之一，解分式方程需要掌握一定的方法和技巧。
本文将介绍解分式方程的常用方法，并通过具体题目的解析来说明考点和解题技巧，帮助高中学生和家长更好地理解和应用。
一、解分式方程的基本方法解分式方程的基本方法主要包括以下几个步骤：1. 化简分式：首先将分式进行化简，将分子和分母的多项式进行因式分解或者通分，使方程变为更简单的形式。
2. 求解分子方程和分母方程：将化简后的分式方程分别看作分子方程和分母方程，分别解出两个方程的未知数。
3. 检验解的合理性：将求得的解代入原方程，检验是否满足原方程，确保解的正确性。
二、一次分式方程的解法一次分式方程是指分式的分子和分母都是一次多项式的方程。
下面通过一个具体的例子来说明一次分式方程的解法。
例题：求解方程 $\frac{2x+1}{3x-4} = \frac{3x+2}{2x-3}$解析：首先，我们可以将方程进行通分，得到 $(2x+1)(2x-3) = (3x+2)(3x-4)$展开并整理得到 $4x^2 - 6x + 2x - 3 = 9x^2 - 12x + 6x - 8$化简后得到 $4x^2 - 4x - 3 = 9x^2 - 2x - 8$移项整理得到 $5x^2 - 2x - 5 = 0$解这个二次方程，可以使用求根公式或者配方法。
假设方程的解为 $x_1$ 和$x_2$，则有 $x_1 + x_2 = -\frac{b}{a}$ 和 $x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a}$带入系数得到 $x_1 + x_2 = \frac{2}{5}$ 和 $x_1 \cdot x_2 = -1$因此，方程的解为 $x_1 = -1$ 和 $x_2 = \frac{5}{2}$将解代入原方程进行检验，可以发现两个解都满足原方程，因此解的合理。
三、二次分式方程的解法二次分式方程是指分式的分子和分母至少有一个是二次多项式的方程。
目标函数的几种类型
目标函数的几种类型目标函数是数学优化问题中的一个重要概念，目的是通过数学表达式来描述优化问题的目标。
目标函数主要分为以下几种类型：1. 线性目标函数线性目标函数是最简单也是最常见的一种目标函数形式，其数学表达式为：f(x) = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn其中，x1, x2, ..., xn为决策变量，c1, c2, ..., cn为常数系数。
线性目标函数的优化问题称为线性规划问题，其特点是目标函数和约束条件均为线性。
线性规划问题在供应链管理、运输调度等领域有广泛的应用。
2. 非线性目标函数非线性目标函数是目标函数中存在非线性项的情况，其数学表达式为：f(x) = h(x) + Σ g(x)其中，h(x)为非线性项，g(x)为线性或非线性项。
非线性目标函数的优化问题被称为非线性规划问题。
非线性规划问题在经济学、管理学等领域中常用于描述复杂的现实问题。
3. 凸函数目标函数凸函数目标函数是指目标函数满足凸性质的函数形式。
凸性质是指函数的图像位于函数的上方，即图像上任意两点之间的连线均位于函数图像的上方。
凸函数在优化问题中具有较好的性质，可以保证全局最优解的存在和唯一性，是一类重要的目标函数类型。
4. 二次型目标函数二次型目标函数是一种特殊的非线性目标函数形式，其数学表达式为：f(x) = x^T Ax + b^T x + c其中，x是n维向量，A为一个n×n的矩阵，b和c为常向量。
二次型目标函数在数学建模和最优化问题中应用广泛，例如，在物流领域中可以用于描述最小化运输成本的问题。
5. 目标函数约束目标函数约束是指在目标函数中添加一些约束条件来限制决策变量的取值范围，使其满足一定的约束条件。
例如，可以在目标函数中添加等式约束、不等式约束、非线性约束等。
目标函数约束广泛应用于各个领域的最优化问题中，可以用于调整优化问题的解空间。
综上所述，目标函数具有不同的类型，包括线性目标函数、非线性目标函数、凸函数目标函数、二次型目标函数以及目标函数约束等。
高考数学中的非线性方程组解析技巧
高考数学中的非线性方程组解析技巧数学是高考必考的科目，而数学中解析几何的一些内容，如直线、平面、圆锥曲线等知识点会涉及到非线性方程组的解法。
如何解决非线性方程组成为考生必须掌握的考点之一。
非线性方程组的解题需要逐步推导出未知量的值，而其中解析的技巧必不可少。
本篇文章将介绍一些高考数学中的非线性方程组解析技巧。
I. 消元法在高考中，消元法是求解一元或多元非线性方程组的常用方法。
以 $n$ 元非线性方程组为例：$$ \begin{cases} F_1(x_1, x_2, ..., x_n) = 0 \\ F_2(x_1, x_2, ..., x_n) = 0 \\ ... \\ F_n(x_1, x_2, ..., x_n) = 0 \end{cases} $$通过消元法，我们可以将复杂的方程组转化为简单的一元方程。
例如，假设我们要解决如下非线性方程组：$$\begin{cases} x^2+y^2=1 \\ x+y=1 \end{cases} $$We can solve this system of equations by using the elimination method. Adding the equations together, we get:$$x^2 + 2xy + y^2 = 2$$Since $x^2+y^2=1$, we can substitute this into the above equation and obtain:$$2xy = 1$$Then, we can substitute $y=1-x$ into the above equation and obtain:$$2x(1-x) = 1$$This is a quadratic equation that we can solve using the quadratic formula:$$x^2 - x + \frac{1}{2} = 0$$Solving the above quadratic equation, we get:$$x = \frac{1 \pm \sqrt{3}}{2}$$Substituting these values of $x$ into $y=1-x$, we get:$$(x, y) = \left(\frac{1+\sqrt{3}}{2}, \frac{1-\sqrt{3}}{2}\right) \text{ and } \left(\frac{1-\sqrt{3}}{2}, \frac{1+\sqrt{3}}{2}\right)$$消元法可谓是非线性方程组解法的基础，要牢牢掌握。
高中数学解题方法系列：线性规划中的11种基本类型及策略
高中数学解题方法系列：线性规划中的11种基本类型及策略一.线性目标函数问题当目标函数是线性关系式如（）时，可把目标函数变形为 ，则可看作在上的截距，然后平移直线法是解决此类问题的常用方法，通过比较目标函数与线性约束条件直线的斜率来寻找最优解.一般步骤如下：1.做出可行域;2.平移目标函数的直线系,根据斜率和截距,求出最优解.二.非线性目标函数问题的解法当目标函数时非线性函数时，一般要借助目标函数的几何意义，然后根据其几何意义，数形结合，来求其最优解。
近年来，出现了求目标函数是非线性函数的范围问题.这些问题主要考察的是等价转化思想和数形结合思想,出题形式越来越灵活,对考生的能力要求越来越高.常见的有以下几种：1． 比值问题当目标函数形如时,可把z 看作是动点与定点连线的斜率，这样目标函数的最值就转化为PQ 连线斜率的最值。
例2已知变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≤0，x ≥1，x ＋y －7≤0，则y x 的取值范围是（）. （A ）[95，6] （B ）（－∞，95]∪[6，＋∞） （C ）（－∞，3]∪[6，＋∞）（D ）[3，6]解析 y x是可行域内的点M （x ，y ）与原点O（0，0）连线的斜率，当直线OM 过点（52，92）时，y x取得 最小值95；当直线OM 过点（1，6）时，y x取得最大值6.答案A 2．.距离问题当目标函数形如时,可把z 看作是动点与定点距离的平方，这样目标函数的最值就转化为PQ 距离平方的最值。
例3已知⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y －2≥0，x －2y ＋4≥0，3x －y －3≤0，求x 2＋y 2的最大值与最小值. 解析作出不等式组表示的平面区域（如图）.设x 2＋y 2＝z ，则z 是以原点为圆心的圆的半径的平方.当圆x 2＋y 2＝z 过点B （2，3）时，z 取得最大值，从而z 取得最大值z max ＝22＋32＝13； 当圆x 2＋y 2＝z 与直线AC ：2x ＋y －2＝0相切时，z 取得最小值，从而z 取得最小值. 设切点坐标为（x 0，y 0），则⎩⎪⎨⎪⎧2x 0＋y 0－2＝0，y 0x 0·（－2）＝－1. z ax by c =++0b ≠a z c y x b b -=-+z c b-y 在轴y a z x b-=-(,)P x y (,)Q b a 22()()z x a y b =-+-(,)P x y (,)Q a b解得x 0＝45，y 0＝25.因此，z min ＝（45）2＋（25）2＝45. 故，当x ＝2，y ＝3时，x 2＋y 2取得最大值13；当x ＝45，y ＝25时，x 2＋y 2取得最小值45. 3． 截距问题例4 不等式组表示的平面区域面积为81，则的最小值为_____解析 令，则此式变形为，z 可看作是动抛物线在y 轴上的截距，当此抛物线与相切时，z 最小，故答案为 4．.向量问题 例5已知点P 的坐标（x ，y ）满足：及A （2，0），则的最大值 解析=||·cos ∠AOP 即为在上的投影长 由∴·cos ∠AOP 的最大值为5.5线性变换问题例6 在平面直角坐标系x O y 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.解析令x ＋y ＝u ，x －y ＝v ，则x ＝u ＋v 2，y ＝u －v 2. 由x ＋y ≤1，x ≥0，y ≥0得u ≤1，u ＋v ≥0，u －v ≥0.因此，平面区域B 的图形如图.其面积为S ＝12×2×1＝1.6线性规划的逆向问题例8 给出平面区域如图所示.若当且仅当x ＝23，y ＝45时，目标函数z ＝ax －y 取最小值，则实数a 的取值范围是.解析当直线y ＝ax －z （a ＜0）过点（23，45），且不与直线AC ，BC 重合时,－z 取得最大值，从而z 取得最小值.k AC ＝4523－1＝－ 125，k BC ＝45－123＝－ 310.所以，实数a 的取值范围是（－ 125，－ 310）. x+y 00x y x a ≥⎧⎪-≥⎨⎪≤⎩2x y +2z x y =+2y x z =-+2y x z =-+y x =-14-⎪⎩⎪⎨⎧≥-≤+≤+-.01,2553,034x y x y x OP OA OA ⋅u u u r u u u r u u u u r OP OA OA⋅u u u r u u u r u u u u r OP OP uuu r OA u u u r ，，M y x y x )25(2553,034⇒⎩⎨⎧=+=+-OP u u u r7、约束条件设计参数形式，考查目标函数最值范围问题。
几类线性规划问题的解法分析
线性规划问题经常出现在高考数学试题中.此类问题通常会要求同学们从实际问题中抽象出二元一次不等式，在了解二元一次不等式的几何意义的基础上，画出二元一次不等式组所表示的平面区域，并求出最优解.但问题中的目标函数经常会有所变化，常见的形式有直线型、分式型、平方型，且解法各不相同.下面结合实例，谈一谈三类线性规划问题的解法.一、直线型目标函数直线型的目标函数一般形如z =ax +by (ab ≠0)，这类问题通常要求根据二元一次不等式组，求目标函数z =ax +by (ab ≠0)的最值.求解此类线性规划问题，一般需将函数z =ax +by 转化为直线的斜截式方程：y =-a b x +z b，根据二元一次不等式组画出可行域后，在可行域内讨论直线的截距zb的最值.通过求直线的截距zb的最值来间接求出z 的最值.例1.设x ，y 满足ìíîïïx -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥-2,则z =2x +y 的最大值为.解：画出ìíîïïx -y ≥0,x +y -2≤0,y ≥-2,表示的可行域，如图1中的阴影部分所示，由{x +y -2≤0,y ≥-2,可得{x =4,y =-2,平移直线y =-2x +z ，可知当直线y =-2x +z 经过点()4,-2时，该直线在纵轴上的截距最大，即在()4,-2点处，z 取大值，可得z max =2×4-2=6．由于直线的截距有正有负，所以取最值的情形有所不同.当b >0时，截距zb取最大值，此时z 也取最大值，当截距zb 取最小值时，z 也取最小值；当b <0时，截距z b 取最大值，此时z 取最小值，当截距z b取最小值时，z 取最大值．图1图2例2.某养鸡场有1万只鸡，用动物饲料和谷物饲料混合喂养.每天每只鸡平均吃混合饲料0.5kg ，其中动物饲料不能少于谷物饲料的15.动物饲料每千克0.9元，谷物饲料每千克0.28元，饲料公司每周仅能保证供应谷物饲料50000kg ，问怎样混合饲料，才使成本最低.解:设每周需用谷物饲料x kg,动物饲料y kg,每周总的饲料费用为z 元，由题意可得ìíîïïïïx +y ≥35000，y ≥15x ，0≤x ≤50000，y ≥0，则z =0.28x +0.9y ，作出以上不等式组所表示的平面区域，如图2中阴影部分所示，联立x +y =35000和y =15x ，可得x =875003，y =175003，则A (875003,175003)，作一组平行直线y =-2890+10z9（即图2中虚线），当直线经过可行域内的点A (875003,175003)时，直线的纵截距最小，此时z 最小.故当x =875003，y =175003时，即将谷物饲料和动物饲料按5:1的比例混合时，成本最低.本题是一道实际应用问题.解答此类线性规划问题，需首先仔细读题，根据题意设出变量，建立关于变量的不等关系式以及目标函数.而本题中的目标函数为直线型，所以需将其转化为直线的截距式，在可行域内寻找直线的截距取最小值时的点，即可解题.一般地，线性目标函数的最优解一般会在可行域的顶点或边界处取得，我们可以重点研究可行域的顶点或边界上的点.二、分式型目标函数分式型目标函数一般形如z =y -bx -a.求解此类线性规划问题，需根据目标函数的几何意义：已知点(a ,b )与可行域内的点(x ,y )连线的斜率.当斜率取最大值时，z 取最大值；当斜率取最小值时，z 取最小值.而直线的斜率k =tan a 受倾斜角a 影响：（1）当倾斜角a 为魏上茗43当直线经过点(1,6)时，直线的斜率取得最大值，最大值为6；当直线经过点直线的斜率最小，此时yx取得最小值，最小的取值范围是éëùû95,6，所以本题选A.本题的可行域在第一象限，所以只需讨论直线的范围内的变化情况，可将直线y=zx在可行域内找出直线的倾斜角最大或即斜率取最值时的点，即可解题.图4图5例5.设实数x,y满足ìíîïïx+y-6≥0,x+2y-14≤0,2x+y-10≤0,则x2+y的最小值为____．解：x2+y2表示可行域内的点P(x,y)到原点的距离，作出不等式组表示的平面区域,如图5中的阴影部分所示，过点O作OA垂直于直线x+y-6=0，垂足为A在可行域内），所以原点到直线x+y-6=0的距离，就是点P(x,y)到原点距离的最小值，由点到直线的图3。
高考数学应试技巧之非线性泛函分析
高考数学应试技巧之非线性泛函分析数学作为高考科目之一，是很多学生所头痛的难关。
而数学中的非线性泛函分析更是考生心中的绊脚石。
但是，只要我们掌握了一些应试技巧，非线性泛函分析也不是无法攻克的难关。
一、培养符号意识非线性泛函分析作为数学的一个分支，其数学符号丰富而不可避免。
因此，我们要培养对于符号的敏感性和理解能力。
掌握数学符号，不仅有益于我们在做数学题中的表述和推导，同时也有利于我们于读懂和解析数学领域的文章。
在平时的学习过程中，可以反复观察和借鉴资料，提升对于符号的敏感程度，方便我们应对高考考试中的非线性泛函分析题目。
二、注重概念理解非线性泛函分析中有许多基础概念，如：线性空间、范数、内积空间、希尔伯特空间、泛函等等。
只有当我们能够正确地理解这些基础概念，才能够更好地应对更高阶段的知识。
我们需要认真地阅读相关的资料，提升对于概念的理解，练习使用概念进行思考，这能够帮助我们更清晰地认识到基本概念的本质和作用。
三、多练习例题非线性泛函分析的数学符号对于我们来说，很难得到直观的理解。
而例题则能够打破这种印象，让我们受益于数学中的实例。
不断练习例题不仅能够帮助我们熟练掌握相关知识，还能够提升我们对于数学符号的理解。
因此，在学习非线性泛函分析时，我们要多加练习，将理论知识转化为平常做题时的能力。
四、选择适合自己的方法在进行非线性泛函分析的思考和解题时，每个人的思维方法都不同，有些人擅长抽象思考，有些人则喜欢从实例出发。
因此，我们需要在学习过程中不断尝试，挖掘自己最为适合的思考方法，根据自己的特长和情况进行选择。
总体而言，非线性泛函分析对于高中生来说是一个较为难以掌握的知识点，但只要我们坚持练习，提升符号意识和概念理解能力，多做例题，选择适合自己的方法，就能够顺利应对高考数学中的非线性泛函分析题目。
高考数学巧解：非线性目标函数---分式型
高考数学巧解：非线性目标函数---分式型典例1．已知实数,x y 满足{0134x y x y ≥≥+≤，则231x y x +++的取值范围是（ ）A ．2[,11]3B ．[3,11]C ．3[,11]2 D ．[1,11]解：232(1)1.11x y y x x +++=+++其中11y x ++表示两点(,)x y 与(1,1)--所确定直线的斜率，由图知，min max 10114,5,13410PB PA k k k k ----======----所以11y x ++的取值范围是1[,5],4231x y x +++的取值范围是3[,11].2选C.典例2．设点(),P x y 在不等式组1{2060x x y x y ≥-≤+-≤所表示的平面区域内，则2299xyz x y =+的取值范围为（ ）A ．183,132⎡⎤⎢⎥⎣⎦B ．453,342⎡⎤⎢⎥⎣⎦C ．4518,3413⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．1845,1334⎡⎤⎢⎥⎣⎦解：目标函数229199xy z x y x y y x==++，画出可行域如下图所示，由图可知，yx的取值范围是[][],2,5OA OC k k =，令y t x =，则目标函数化为()[]()292,59t f t t t =∈+，()()()()229339t t f t t +--+'=，故函数在[]2,3上递增，在[]3,5上递减，且()()()183452,3,513234f f f ===，故目标函数的取值范围是453,342⎡⎤⎢⎥⎣⎦.点评：本题主要考查线性规划求解最值问题，考查化归与转化的数学思想方法，考查换元法和导数法求最值的方法.首先根据线性约束条件画出可行域，求出斜率型yx的取值范围.然后对目标函数进行划归与转化，换元后利用导数可以求出目标函数的值域.变式题1．设实数满足约束条件，则的最小值是（ ）A ．B ．C ．0D ．1变式题2．若变量x ，y 满足约束条件3123x y x y x y +⎧⎪--⎨⎪-≤⎩……，则ln ln z y x =-的最大值为（ ）A ．2B ．2ln 2C ．ln 2-D ．ln 2闯关题：1．已知实数x 、y 满足100x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪-≥⎩，则21x y z x +-=的取值范围是（ ）A ．[]1,0-B ．[]1,2-C ．[)1,3D ．[)1,-+∞2．已知实数x 、y 满足约束条件00134x y x ya a⎧⎪≥⎪≥⎨⎪⎪+≤⎩，若目标函数231x y z x ++=+的最小值为32，则正实数a 的值为（ ） A ．4B ．3C ．2D ．13．已知变量x ，y 满足约束条件60203x y x y x +-≤⎧⎪--≤⎨⎪≥⎩，则目标函数11x Z x y -=+-的最大值( ) A ．25B ．35C ．23D ．344．已知点(),M a b 在由不等式组0,0,2x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩确定的平面区域内，则42163a b a +++的最大值是（ ） A ．4B ．245C ．163D ．2035．已知变量x 、y 满足220110x y x x y -+≥⎧⎪≤⎨⎪+-≥⎩，则42x y x +++的取值范围是（ ）A ．3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦B ．55,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦C ．23,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦6．设,x y 满足不等式组2,,0,x y y x a y +≤⎧⎪≤+⎨⎪≥⎩，且4yx +的最大值为12，则实数a 的值为（ ）A ．1B ．2C ．3D ．47．已知动点(),P x y 满足20030x y y x y -⎧⎪⎨⎪+-⎩……„，则12y x ++的取值范围是___________.8．已知，满足，则的取值范围为 ．9．已知x ，y 满足约束条件104020x y x y y --≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩，则22y x z xy -=的取值范围为______.10．实数x ，y 满足121y y x x y m≥⎧⎪≤-⎨⎪+≤⎩，如果目标函数z x y =-的最小值为2-，则yx 的最小值为_______．参考答案变式题1．A 可行域为一个三角形ABC及其内部，其中，所以.因此（当且仅当时取等号），选A.变式题2．D 由约束条件可得可行域如下图阴影部分所示：ln ln lny z y x x=-=Q z ∴取最大值时，yx 最大yx的几何意义为：(),x y 与原点连线的斜率 由上图可知，点C 与原点连线斜率最大由31x y x y +=⎧⎨-=-⎩得：()1,2C max 2y x ⎛⎫∴= ⎪⎝⎭ max ln 2z ∴= 闯关题：1．C 解：作出不等式组100x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪-≥⎩对应的平面区域如图，21x y z x +-=Q ，12y z x -∴=+，令1y k x-=，2z k ∴=+ 则k 的几何意义为区域内的点到定点(0,1)D 的斜率， 由图象知CD 的斜率最小，此时(1,0)C ，对应的斜率0111k -==-， 当过D 的直线和y x =平行时，直线斜率1k =，但此时取不到， 故11k -<…，13z ∴≤<，[)1,3z ∴∈故选：C ．2．D目标函数()12123112111x yx y yzx x x++++++===+⨯+++，设11ykx+=+，则k的几何意义是区域内的点与定点(1,1)D--连线的斜率，若目标函数231x yzx++=+的最小值为32，即12z k=+的最小值是32，由3122k+=，得14k=，即k的最小值是14，作出不等式组对应的平面区域如图：由斜率的意义知过D的直线经过()3,0B a时，直线的斜率k最小，此时011314ka+==+，得314a+=，得1a=.故选：D.3．C如图所示：画出可行域，11111xZyx yx-==+-+-，1ykx=-表示(),x y到()1,0的斜率.当1ykx=-最小时，11xZx y-=+-最大，根据图像知：当3,1x y==时，11xZx y-=+-有最大值为23.故选：C.4．D42164(3)2(2)242333a b a b bwa a a++++++===++++作出可行域，分析可得：点(,)a b与点(3,2)--确定的直线的斜率范围是：24[,]53从而可以求得w的取值范围是：2420[,]53则42163a ba+++的最大值是203.故选：D5．B作出不等式组220110x yxx y-+≥⎧⎪≤⎨⎪+-≥⎩所表示的可行域如下图所示：()()22421222x y x y y x x x ++++++==++++Q，代数式22y x ++的几何意义为可行域中的点(),P x y 与点()2,2A --连线的斜率，由图象可知，当点P 与可行域的顶点()0,1B 重合时，直线PA 的斜率最大，此时42x y x +++取得最大值52. 当点P 与可行域的顶点()1,0D 重合时，直线PA 的斜率最小，此时42x y x +++取得最小值53.因此，42x y x +++的取值范围是55,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选：B.6．B结合可行域可知2a ≥-，4yx +表示可行域内的点(,)P x y 与点(4,0)Q -连线的斜率， 直线20x y +-=与直线y x a =+的交点为点(1,1)22a aA -+，当1,122a a x y =-=+时，4yx +取到最大值12，即1122142a a +=-+，解得2a =，所以实数a 的值为2.故选：B. 7．1[,1]5作出可行域如图，12y x ++表示(),P x y 与()21--，连线的斜率k ，当直线过点()1,2时，k 最大，此时()()21112k --==--，当直线过点()3,0时，k 最小，此时()()011325k --==-- k 的最小值为15，故答案为：1[,1]5.8．可行域为一个三角形ABC 及其内部，其中，所以，因此9．16[,0]15-作出不等式组表示的平面区域，如图所示：y x 表示点(,)x y 与坐标原点(0,0)连线的斜率，由图得，当直线经过点53(,)22A 时，yx 取得最小值为35；当直线经过点(2,2)B 时，yx取得最大值为1. 22=,y x y x z xy x y -=-令13,(1)5y k z k k x k ==-≤≤又因为21'10z k =+>因此函数13(1)5z k k k =-≤≤单调递增， 因此：当1k =时，max 0z =；当35k =时，min 1615z =-故答案为：16[,0]15- 10．17先做121y y x ≥⎧⎨≤-⎩的区域如图可知在三角形ABC 区域内，由z x y =-得y x z =-可知，直线的截距最大时，z 取得最小值， 此时直线为()22y x x =--=+， 作出直线2y x =+，交21y x =-于A 点，由图象可知，目标函数在该点取得最小值，所以直线x y m +=也过A 点， 由212y x y x =-⎧⎨=+⎩，得35x y =⎧⎨=⎩，代入x y m +=，得358m =+=，所以点C 的坐标为()7,1．yx等价于点(,)x y 与原点连线的斜率， 所以当点为点C 时，yx取得最小值，最小值为17，故答案为：17.。
例谈线性规划中目标函数非线性问题的解法
2012-01教学实践高中数学线性规划问题中，经常出现目标函数非线性问题，解决此类问题的关键是充分把握其目标函数的几何意义.一、目标函数为：z =ay+b cx+d （ac ≠0）型几何意义：z =ay+b cx+d =a c ·y-（-b a ）x-（-d c ）表示点（x ，y ）与点（-d c ，-b a ）连线的斜率的a c 倍.例1.已知x 、y 满足约束条件2x+y -2≥0x -2y +4≥0，3x-y -3≤0求z =y+1x+2的最值.解：可行域为：∵z =y+1x+2=y-（-1）x -（-2）表示点（x ，y ）与点（-2，-1）的连线的斜率，∴Z min =13，Z max =32.例2.如果实数x 、y 满足条件x-y +1≥0y +1≥0x+y +1≤0{，求z =y -1x -1的取值范围.解：可行域为:z =y -1x -1表示点（x ，y ）与点M （1，1）的连线的斜率，∵k MA =2，k MB =12∴z =y -1x -1的取值范围是［12，2］.二、目标函数为：Z =Ax+By+C （A 、B 不同时为0）型几何意义：Z =A 2+B 2√·Ax+By+C A 2+B 2√表示点（x ，y ）到直线Ax+By+C =0的距离的A 2+B 2√倍.例3.实数x 、y 满足不等式组x-y +2≥02x-y -5≤0，x+y -4≥0{求Z =x +2y -4的最大值.解：可行域为：（如下图）∵Z =x +2y -4=5√·x +2y -45√表示点（x ，y ）到直线x +2y -4=0的距离的5√倍，∴Z max =5√·7+2×9-45√=21.y -4=0三、）几何意义：Z =（x-a ）2+（y-b ）2=［（x-a ）2+（x-b ）2√］2表示点（x ，y ）与点（a ，b ）间的距离的平方.例4.已知实数x 、y 满足不等式组2x+y -2≥0x -2y +4≥03x-y -3≤0{，求x 、y 取何值时，Z =x 2+y 2取得最大、最小值.解：可行域为:Z=x 2+y 2表示原点O （0，0）与点（x ，y ）的距离的平方.点O （0，0）到直线2x+y -2=0的距离d 1=25√.可行域内垂足为（45，25），点O （0，0）与点B （2，3）的距离为d 2=13√.∴当x =45y =25⎧⎩⏐⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐⏐时Z min =45；当x =2y =3{时Z max =13.例5.已知实数x 、y 满足不等式组x-y +2≥0x+y -4≥02x-y -5≤0{，求Z=x 2+y 2-10y+25的最小值.解：可行域为：Z=x 2+y 2-10y x 2+（y -5）2√］2求点M （0，5）到点（x ，y ）的距离的平方.过M （0，5）作直线AC 的垂线，易知垂足N 在线段AC 上.∴Z min =MN 2=92.非线性目标函数问题在高考中还经常出现，教学中应给以足够重视.（作者单位云南省建水第一中学）例谈线性规划中目标函数非线性问题的解法文/王云峰82--Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
高考数学复习点拨 简单的规划求范围类型分析
简单的规划求范围类型分析线性规划是直线方程的应用，它研究的线性目标函数在线性约束条件下取最大或最小值的问题．但是我们所遇到的目标函数不仅仅有线性的还有非线性的，对于非线性目标函数我们可以参照线性目标函数来求解．我们经常遇到的目标函数有三类：分式类型：y b z x a -=-；二元一次类型：z ax by =+；二元二次类型：22()()z x a y b =-+-．下面我们来分类解析这三类型的目标函数在解题中的应用．一、 分式类型：y b z x a-=-求范围 根据式子的结构联想斜率公式，z 表示动点()P x y ，与定点()Q a b ，连线的斜率，看 成点P 绕着点Q 旋转形成的无数条直线的斜率的取值范围．例1 求在约束条件2302000x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩，，，≤≤≥≥下，30()25y f x y x -=-，的值域． 解析：作出约束条件下的可行域，如图1所示，30()25y f x y x -=-，表示定点(2530)Q ， 与动点()P x y ，连线的斜率，动点()P x y ，运动的范围是图1中的阴影部分，很明显，当点P 与点A 重合时斜率最小；当点P 与点B 重合时斜率最大．由于A B ，的坐标分别为(015)(200)A B ，，，， 于是min 15303()0255f x y -==-，， max 030()62025f x y -==-，， 故30()25y f x y x -=-，的值域是365⎡⎤⎢⎥⎣⎦，． 二、二元一次类型：z ax by =+求范围 将z ax by =+转换为直线方程的截距式：1x y z za b+=，若求z ax by =+的范围，即求 纵截距“z b ”或横截距“z a”的范围即可． 例2 设R 为平面上以(41)(16)(32)A B C ---，，，，，三点为顶点的三角形区域（包括边界及内部），试求()x y ，在R 上变动时，函数43u x y =-的最大值和最小值．分析：连接A B C ，，三点，画出平面区域R ，表示动点()x y ，的活动范围，按线性规划的方法求解．解：求43u x y =-的最值，相当于求直线433u y x =-中纵截距3u b =-的最值．显 然，b 最大时u 最小，b 最小时，u 最大．如图2所示，直线43y x b =+过点C 时，纵截距b 最大为6． min 318u b ∴=-=-；直线过点B 时，b 最小为143-， max 314u b ∴=-=．43u x y ∴=-的最大值为14，最小值为18-．点评：线性规划问题一般用图解法，注意图形要相对准确，否则答案易出错．三、 二元二次类型：22()()z x a y b =-+-求范围 将22()()z x a y b =-+-看成动点()P x y ，与定点()Q a b ，两点连线的距离的平方，即222()()PQ x a y b =-+-． 例3 求22(2)(1)z x y =+++的最大值和最小值，且式中的x y ，满足约束条件3260203.x y y x y +-⎧⎪-+⎨⎪⎩，，≥≥≤分析：z 的表达式不是线性的，所以这道题不是线性规划问题，但可以参照线性规划的解题思路来分析．若把22(2)(1)z x y =+++看作点()x y ，到点(21)D --，的距离的平方，则问题转换成：可行域内的点到点(21)D --，的距离的平方的最大与最小值问题．解：在直角坐标系中作不等式组所表示的可行域，如图3所示．设点P 为可行域内一动点，2z PD =观察图形可知，当动点P 运动到A 点时，z 取得最大值，此时22max (25)(13)65z =--+--=，又点(21)--，到直线BC=min 19613z ∴=． 点评：本题的关键是给出目标函数的实际意义．也可将目标函数看作是以点(21)--，。
高考数学复习线性约束条件下的非线性目标函数取值范围问题
y＝x 上；并且在每个单调
区间上为减函数；那么，画出线性规划区域： (1)当函数图象过(1,1)时，λ＝2； (2)当函数图象过(2,2)时，λ＝1； 则由图象变换规律易知 1≤λ≤2.
8．已知 a，b 为常数，a≠0，函数
b x f(x)＝a＋x e .
(1)若 a>0，b>0，求证：f(x)在区间[1,2]上是增函数； (2)若 f(2)<0，f(－2)<e 2，且 f(x)在区间
8 3 1 由可行域易知k∈3，2，那么u∈－3，2 .
y＋3 2．已知实数 x，y 满足 y＝x －2x＋2(－1≤x≤1)，则 的取值范围 x＋2 4 ， 8 3 为 .
2
y＋3 解析：令 ＝k，则 k 表示 y＝x2－2x＋2(－1≤x≤1)图象上的点(x，y) x＋2 与点(－2，－3)连线的斜率，如图，画出图象容易得到
由图象可知 kAB＝kmin＝－5；当过 A 的直线与双曲线在第一象限相 切时，设切点为(x0，y0)，
1 k＝f′x0＝－ 2， 4x0 1 则y0＝4x0， y0＋2 ＝k， x0－1
1 1 解得 x0＝4x0＝－2舍去，此时得到 P＝
a＋b＋c 1 4，1，kAP＝－4，即有－5≤k≤－4， a－b ∈[－4，－3]．
→· → OP OA 最大值，因此 的最大值为 5. →| |OA
→· → OP OA 说明：此处或令 P(x，y)，即 ＝x，由可行域可知 x≤5. →| |OA
x－y≥0， 4．已知实数 x，y 满足条件x＋y≥0， x≤1，
则
1x y－2 的最大值为
1 2
2 － 4 ab － b b 4 a ＋ b － 且g ＝ ＝－ b ≥0恒成立． 2 a 4 a 4a
高三数学一轮复习微专题线性规划与基本不等式第4节求非线性目标函数的最值试题(2021学年)
重庆市２０17届高三数学一轮复习微专题线性规划与基本不等式第４节求非线性目标函数的最值试题编辑整理: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（重庆市２01７届高三数学一轮复习微专题线性规划与基本不等式第4节求非线性目标函数的最值试题)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉，前进的动力。
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第4节求非线性目标函数的最值【基础知识】常见代数式的几何意义有(１)ｘ2＋y２表示点(x,y）与原点(０,0)的距离；(2)x－ａ2＋y－ｂ2表示点(x，y)与点(ａ,b)之间的距离;（3）错误!表示点(x，y）与原点（0,0）连线的斜率;（4）错误!表示点（ｘ,y）与点(a,ｂ)连线的斜率.∵z=错误!＝错误!．∴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ｚmin＝kＯB＝＼f（2,5).［6分]【针对训练】１、设实数x,y满足错误!则错误!的最大值为_＿_＿__＿_.2、已知O是坐标原点,点Ａ(１,０）,若点M(x，y)为平面区域错误!上的一个动点,则|错误! +错误!｜的最小值是________．【答案】(1）错误! (2）错误!【解析】（1)错误!表示点(x,y）与原点（０,0)连线的斜率，在点(１,3２)处取到最大值.（2)依题意得,错误!+错误!＝(x＋1,ｙ)，|错误!＋错误!｜＝错误!可视为点(x,y)与点(-1,０）间的距离，在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域，结合图形可知,在该平面区域内的点中,由点（-1,０）向直线x＋y＝2引垂线的垂足位于该平面区域内,且与点(-1,０)的距离最小,因此|错误!+错误!｜的最小值是错误!=错误!.3、设不等式组错误!所表示的平面区域是Ω1，平面区域Ω2是与Ω1关于直线3ｘ－4y－９＝0对称的区域,对于Ω1中的任意一点A与Ω２中的任意一点B,|AB|的最小值等于（）A。
高考数学解题方法专题讲解(29)非线性回归直线方程的求解
高考数学解题方法专题讲解 (二十九) 非线性回归直线方程的求解回归分析中，依据描述自变量与因变量之间因果关系的函数表达式是线性的，还是非线性的，分为线性回归分析和非线性回归分析．通常线性回归分析法是最基本的分析方法，遇到非线性回归问题可以借助数学手段化为线性回归问题处理．[例] 某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费，需了解年宣传费x (单位：千元)对年销售量y (单位：t)和年利润z (单位：千元)的影响，对近8年的年宣传费x i 和年销售量y i (i ＝1,2，…，8)数据作了初步处理，得到下面的散点图及一些统计量的值．x － y － w －i ＝18(x i －x －)2i ＝18(w i －w －)2i ＝18(x i －x －)·(y i －y －)i ＝18(w i －w －)·(y i －y －) 46.6 563 6.8289.8 1.6 1469108.8表中w i ＝x i ，w －＝18 i ＝18w i .(1)根据散点图判断，y ＝a ＋bx 与y ＝c ＋d x 哪一个适宜作为年销售量y 关于年宣传费x 的回归方程类型？(给出判断即可，不必说明理由)(2)根据(1)的判断结果及表中数据，建立y 关于x 的回归方程；(3)已知这种产品的年利润z 与x ，y 的关系为z ＝0.2y －x .根据(2)的结果回答下列问题：①年宣传费x ＝49时，年销售量及年利润的预报值是多少？ ②年宣传费x 为何值时，年利润的预报值最大？附：对于一组数据(u 1，v 1)，(u 2，v 2)，…，(u n ，v n )，其回归直线v ^＝α^＋β^u 的斜率和截距的最小二乘估计分别为β^＝i ＝1n(u i －u －)(v i －v －)i ＝1n(u i －u －)2，α^＝v －－β^u －.解析：(1)由散点图可以判断，y ＝c ＋d x 适宜作为年销售量y 关于年宣传费x 的回归方程类型．(2)令w ＝x ，先建立y 关于w 的线性回归方程，由于d ^＝i ＝18(w i －w －)·(y i －y －)i ＝18(w i －w －)2＝108.81.6＝68，c ^＝y －－d ^w －＝563－68×6.8＝100.6，所以y 关于w 的线性回归方程为y ^＝100.6＋68w ， 因此y 关于x 的回归方程为y ^＝100.6＋68x . (3)①由(2)知，当x ＝49时，年销售量y 的预报值y ^＝100.6＋6849＝576.6，年利润z 的预报值z ^＝576.6×0.2－49＝66.32. ②根据(2)的结果知，年利润z 的预报值z ^＝0.2(100.6＋68x )－x ＝－x ＋13.6x ＋20.12. 所以当x ＝13.62＝6.8，即x ＝46.24时，z ^取得最大值． 故年宣传费为46.24千元时，年利润的预报值最大． 名师点评非线性回归方程的求法 (1)根据原始数据(x ，y )作出散点图． (2)根据散点图选择恰当的拟合函数．(3)作恰当的变换，将其转化成线性函数，求线性回归方程． (4)在(3)的基础上通过相应变换，即可得非线性回归方程．[变式练] 二手车经销商小王对其所经营的A 型号二手汽车的使用年数x 与销售价格y (单位：万元/辆)进行整理，得到如下数据：使用年数 2 3 4 5 6 7 售价y201286.44.43z ＝ln y 3.00 2.48 2.08 1.86 1.48 1.10下面是z 关于x 的折线图：(1)由折线图可以看出，可以用线性回归模型拟合z 与x 的关系，请用相关系数加以说明；(2)求y 关于x 的回归方程并预测某辆A 型号二手车当使用年数为9年时售价约为多少？(b ^、a ^小数点后保留两位有效数字)．参考公式：回归方程y ^＝b ^x ＋a ^中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为：b ^＝i ＝1n(x i －x －)(y i －y －)i ＝1n (x i －x －)2＝∑i ＝1nx i y i －n x －y －∑i ＝1nx 2i －n x －2；a ^＝y －－b ^x －，r ＝i ＝1n(x i －x －)(y i －y －)i ＝1n (x i －x －)2·i ＝1n (y i －y －)2参考数据：∑i ＝16x i y i ＝187.4，∑i ＝16x i z i ＝47.64，∑i ＝16x 2i ＝139，i ＝16(x i －x －)2＝4.18，i ＝16(y i －y －)2＝13.96，i ＝16(z i －z －)2＝1.53，ln1.46≈0.38，ln0.7118≈－0.34.高考数学解题方法专题讲解(二十九)变式练解析：(1)由题意，计算x －＝16×(2＋3＋4＋5＋6＋7)＝4.5，z －＝16×(3＋2.48＋2.08＋1.86＋1.48＋1.10)＝2.且∑i ＝16x i z i ＝47.64,i ＝16(x i －x －)2＝4.18,i ＝16(z i －z －)2＝1.53，∴r ＝i ＝1n(x i －x －)(z i －z －)i ＝1n (x i －x －)2i ＝1n (z i －z －)2＝47.64－6×4.5×24.18×1.53＝－ 6.366.3954≈－0.99.∴z 与x 的相关系数大约为－0.99，说明z 与x 的线性相关程度很高． (2)利用最小二乘法估计公式计算b ^＝∑i ＝1nx i z i －n x －z －∑i ＝1nx 2i －n x －2＝47.64－6×4.5×2139－6×4.52＝－6.3617.5≈－0.36.∴a ^＝z －－b ^x －＝2＋0.36×4.5＝3.62. ∴z 与x 的线性回归方程是z ^＝－0.36x ＋3.62. 又z ＝ln y ，∴y 关于x 的回归方程是y ^＝e －0.36x ＋3.62， 令x ＝9，解得y ^＝e －0.36×9＋3.62≈1.46，即预测某辆A 型号二手车当使用年数为9年时售价约1.46万元．。
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x2
x2
x2
x2
由图象可知，当点 P 与可行域的顶点 B 0,1重合时，直线 PA 的斜率最大，此时 x y 4 取得最大值 5 .
x2
2
当点 P 与可行域的顶点 D1, 0 重合时，直线 PA 的斜率最小，此时 x y 4 取得最小值 5 .
x2
3
.故选：B. 因此，
x
x
y
2
4
的取值范围是
y 1 0
y 4 0 ，则 z
y2
x2
的取值
y 2 0
xy
范围为______.
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（3）4、求：通过解方程组求出最优解；
（4）5、答：作出答案。
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二、典例精讲
x 2y 2 0
典例：已知变量
x
、y
满足
x
1
，则 x y 4 Leabharlann 取值范围是（ ）x y 1 0
x2
A．
3 2
,
3
B．
5 3
,
5 2
C．
5 3
,
5 2
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三、归纳总结
分式型目标函数解题方法：
1、数形结合与化归与转化的数学思想方法 2、利用斜率几何意义解题
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四、迎接挑战
x y 挑战题：已知
，
x
满足约束条件 x
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微课：非线性目标函数---分式型
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一、温故知新
解线性规划问题的步骤：
1、找 找出线性约束条件、目标函数；
（1）2、画： 画出线性约束条件所表示的可行域；
（2）3、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；
2 3
,
3 2
D．
1 2
,
2
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x 2y 2 0
解：作出不等式组
x
1
所表示的可行域如下图所示：
x y 1 0
Q x y 4 x 2 y 2 1 y 2 ，代数式 y 2 的几何意义为可行域中的点 P x, y 与点 A2, 2 连线的斜率，