线性规划常见题型及解法+均值不等式专题
期末复习三 线性规划 均值不等式
期末复习三 线性规划 均值不等式 线性规划1.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 ( ) A.m <-5或m >10 B.m=-5或m=10 C.-5<m <10 D.-5≤m ≤10 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()3.已知点A (1,-1),B (5,-3),C (4,-5),则表示△ABC 的边界及其内部的约束条件是 .答案 ⎪⎩⎪⎨⎧≥-+≤--≤++01340132012y x y x y x4.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.5.若不等式组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤+≥≤+≥-,,0,22,0a y x y y x y x 表示的平面区域是一个三角形,则a 的取值范围是( )A.a ≥34B.0<a ≤1C.1≤a ≤34D. 0<a ≤1或a ≥346.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 等于( )A .-2B .-1C .1D .27.设x ,y 满足约束条件,若目标函数z=ax+by (a >0,b >0)的值是最大值为12,则的最小值为( )A . B . C . D .48.当点M(x,y)在如图所示的三角形ABC内(含边界)运动时,目标函数z=kx+y取得最大值的一个最优解为(1,2),则实数k的取值范围是( )A.(-∞,-1]∪[1,+∞)B.[-1,1]C.(-∞,-1)∪(1,+∞)D.(-1,1) 均值不等式应用题1、围建一个面积为360m2的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙需维修),其它三面围墙要新建,在旧墙的对面的新墙上要留一个宽度为2m的进出口,如图所示,已知旧墙的维修费用为45元/m,新墙的造价为180元/m,设利用的旧墙的长度为x(单位:元)。
高考一轮复习专题8:不等式专题题型归纳,解不等式、均值不等式、线性规划
第七章 不等式第一节 解不等式题型82、一元二次不等式的解法❖ 知识点摘要:一元二次不等式)0(02≠≥++a c bx ax 解法步骤:1. 先看不等式对应的一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 根的情况; 2. 再画出不等式对应的二次函数大致图像,确定一元二次不等式的解集。
❖ 典型例题精讲精练: 1. 解下列不等式①0322≥++x x②0322<++x x③062≥--x x2. 不等式组⎪⎩⎪⎨⎧--030122<<x x x 的解集为( ){}11|.<<x x A - {}30|.<<x x B {}10|.<<x x C {}31|.<<x x D -3. 已知{}⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++2310|2,>c bx ax x ,则关于x 的不等式02<a bx cx ++的解集为。
4. 已知关于x 的不等式02<c bx ax ++的解集为{2|-<x x 或}21->x ,求关于x不等式02>c bx ax +-的解集。
5. 解关于x 的不等式()()R a a x a a x ∈++-,>0322。
{}{}034|023|222<,<a ax x x B x x x A +-=++=B A ⊂a题型83、一元高次不等式的解法❖ 知识点摘要:简单的一元高次不等式常用穿根法(穿针引线法)求解,用穿根法解一元高次不等式需要注意一下3点: 1. 每一个一次项系数都要化成正数; 2. 奇穿偶不穿; 3. 从右上角开始穿。
穿根法的解题原理,其实就是画出了相应高次函数大致图像,根据高次函数图像求解相应一元高次不等式的解集。
❖ 典型例题精讲精练:1. 解不等式()()()()0211232<--++x x x x ;2. 解不等式()()()0211≥--+x x x ;3. 解不等式()()()03212≤--+x x x ;4. 解不等式()()0)2(1132≥++-x x x x 。
线性规划常见题型及解法 均值不等式(含答案)
线性规划常见题型及解法一.基础知识:(一)二元一次不等式表示的区域二元一次不等式0>++C By Ax 表示直线0=++C By Ax 某一侧的所有点组成的区域,把直线画成虚线表示不包括边界, 0≥++C By Ax 所表示的区域应包括边界,故边界要画成实线.由于在直线0=++C By Ax 同一侧的所有点(x,y ),把它的坐标(x,y )代入C By Ax ++,所得的符号相同,所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点(0,0y x ),从C By Ax ++00的正负即可判断0≥++C By Ax 表示直线哪一侧的平面区域。
通常代特殊点(0,0)。
(二)线性规划(1)不等式组是一组对变量x 、y 的约束条件,由于这组约束条件都是关于x 、y 的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.z =A x +B y 是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x 、y 的解析式,我们把它称为目标函数.由于z =A x +B y 又是关于x 、y 的一次解析式,所以又可叫做线性目标函数.另外注意:线性约束条件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示.(2)一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.(3)那么,满足线性约束条件的解(x ,y )叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域.在上述问题中,可行域就是阴影部分表示的三角形区域.其中可行解(11,y x )和(22,y x )分别使目标函数取得最大值和最小值,它们都叫做这个问题的最优解.线性目标函数的最值常在可行域的顶点处取得;而求最优整数解必须首先要看它们是否在可行(4)用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤:1.首先,要根据线性约束条件画出可行域(即画出不等式组所表示的公共区域).2.设z =0,画出直线l 0.3.观察、分析,平移直线l 0,从而找到最优解.4.最后求得目标函数的最大值及最小值. (5) 利用线性规划研究实际问题的解题思路:首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出约束条件,确定线性目标函数.然后,用图解法求得数学模型的解,即画出可行域,在可行域内求得使目标函数取得最值的解. 最后,还要根据实际意义将数学模型的解转化为实际问题的解,即结合实际情况求得最优解.线性规划是新教材中新增的内容之一,由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下常见题型。
高中数学 第三章 不等式 3.3.2 简单的线性规划问题常
线性规划的常见题型及其解法线性规划问题是高考的重点,而线性规划问题具有代数和几何的双重形式,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探究角度有: 1.求线性目标函数的最值. 2.求非线性目标函数的最值. 3.求线性规划中的参数. 4.线性规划的实际应用.本节主要讲解线性规划的常见基础类题型.【母题一】已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,则目标函数z =2x +3y 的取值范围为( )A .[7,23]B .[8,23]C .[7,8]D .[7,25]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 =-ab x +z b,通过求直线的截距z b的最值,间接求出z 的最值.【解析】画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,表示的平面区域如图中阴影部分所示,由目标函数z =2x +3y 得y =-23x +z 3,平移直线y =-23x 知在点B 处目标函数取到最小值,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,2x -y =3,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =1,所以B (2,1),z min =2×2+3×1=7,在点A 处目标函数取到最大值,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-1,2x -y =3,得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =5,所以A (4,5),z max =2×4+3×5=23.【答案】A【母题二】变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,(1)设z =y2x -1,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.点(x ,y )在不等式组表示的平面区域内,y 2x -1=12·y -0⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12表示点(x ,y )和⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0连线的斜率;x 2+y 2表示点(x ,y )和原点距离的平方;x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2表示点(x ,y )和点(-3,2)的距离的平方.【解析】(1)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 =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).∵z =y 2x -1=y -0x -12×12∴z 的值即是可行域中的点与⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0连线的斜率,观察图形可知z min =2-05-12×12=29. (2)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.(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 =-3-2+-2=8∴16≤z ≤64.1.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 =-ab x +z b ,通过求直线的截距z b的最值,间接求出z 的最值.(2)距离型:形一:如z =(x -a )2+(y -b )2,z =x 2+y 2+Dx +Ey +F ,此类目标函数常转化为点(x ,y )与定点的距离;形二:z =(x -a )2+(y -b )2,z =x 2+y 2+Dx +Ey +F ,此类目标函数常转化为点(x ,y )与定点的距离的平方.(3)斜率型:形如z =y x ,z =ay -b cx -d ,z =y cx -d ,z =ay -bx,此类目标函数常转化为点(x ,y )与定点所在直线的斜率.【提醒】 注意转化的等价性及几何意义.角度一:求线性目标函数的最值1.(2014·新课标全国Ⅱ卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -3y +1≤0,3x -y -5≥0,则z =2x -y 的最大值为( )A .10B .8C .3D .2【解析】作出可行域如图中阴影部分所示,由z =2x -y 得y =2x -z ,作出直线y =2x ,平移使之经过可行域,观察可知,当直线经过点A (5,2)时,对应的z 值最大.故z max =2×5-2=8.【答案】B2.(2015·高考天津卷)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2≥0,x -y +3≥0,2x +y -3≤0,则目标函数z =x +6y 的最大值为( )A .3B .4C .18D .40【解析】作出约束条件对应的平面区域如图所示 ,当目标函数经过点(0,3)时,z 取得最大值18.【答案】C3.(2013·高考陕西卷)若点(x ,y )位于曲线y =|x |与y =2所围成的封闭区域,则2x -y 的最小值为( )A .-6B .-2C .0D .2【解析】如图,曲线y =|x |与y =2所围成的封闭区域如图中阴影部分,令z =2x -y ,则y =2x -z ,作直线y =2x ,在封闭区域内平行移动直线y =2x ,当经过点(-2,2)时,z 取得最小值,此时z =2×(-2)-2=-6.【答案】A角度二:求非线性目标的最值4.(2013·高考山东卷)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( )A .2B .1C .-13D .-12【解析】已知的不等式组表示的平面区域如图中阴影所示,显然当点M 与点A 重合时直线OM 的斜率最小,由直线方程x +2y -1=0和3x +y -8=0,解得A (3,-1),故OM 斜率的最小值为-13.【解析】C5.已知实数x ,y 满足⎩⎨⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y ,则z =2x +y -1x -1的取值范围 .【解】由不等式组画出可行域如图中阴影部分所示,目标函数z =2x +y -1x -1=2+y +1x -1的取值范围可转化为点(x ,y )与(1,-1)所在直线的斜率加上2的取值范围,由图形知,A 点坐标为(2,1),则点(1,-1)与(2,1)所在直线的斜率为22+2,点(0,0)与(1,-1)所在直线的斜率为-1,所以z 的取值范围为(-∞,1]∪[22+4,+∞).【答案】(-∞,1]∪[22+4,+∞)6.(2015·郑州质检)设实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2y -x ≤2,y ≥1,则x 2+y 2的取值范围是( )A .[1,2]B .[1,4]C .[2,2]D .[2,4]【解析】如图所示,不等式组表示的平面区域是△ABC 的内部(含边界),x 2+y 2表示的是此区域内的点(x ,y )到原点距离的平方.从图中可知最短距离为原点到直线BC 的距离,其值为1;最远的距离为AO ,其值为2,故x 2+y 2的取值范围是[1,4].【答案】B7.(2013·高考北京卷)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________.【解析】作出可行域,如图中阴影部分所示,则根据图形可知,点B (1,0)到直线2x -y =0的距离最小,d =|2×1-0|22+1=255,故最小距离为255. 【答案】2558.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -2y +3≥0,y ≥x所表示的平面区域是Ω1,平面区域Ω2与Ω1关于直线3x -4y -9=0对称.对于Ω1中的任意点A 与Ω2中的任意点B ,|AB |的最小值等于( )A .285B .4C .125D .2【解析】不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1x -2y +3≥0y ≥x,所表示的平面区域如图所示,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =1.点A (1,1)到直线3x -4y -9=0的距离d =|3-4-9|5=2,则|AB |的最小值为4.【答案】B角度三:求线性规划中的参数9.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域被直线y =kx +43分为面积相等的两部分,则k 的值是( )A .73 B .37 C .43D .34【解析】不等式组表示的平面区域如图所示.由于直线y =kx +43过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,43.因此只有直线过AB 中点时,直线y =kx +43能平分平面区域.因为A (1,1),B (0,4),所以AB 中点D ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,52.当y =kx +43过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,52时,52=k 2+43,所以k =73.【解析】A10.(2014·高考北京卷)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0,且z =y -x 的最小值为-4,则k 的值为( )A .2B .-2C .12D .-12【解析】D 作出线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0的可行域.当k >0时,如图①所示,此时可行域为y 轴上方、直线x +y -2=0的右上方、直线kx -y +2=0的右下方的区域,显然此时z =y -x 无最小值.当k <-1时,z =y -x 取得最小值2;当k =-1时,z =y -x 取得最小值-2,均不符合题意.当-1<k <0时,如图②所示,此时可行域为点A (2,0),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k,0,C (0,2)所围成的三角形区域,当直线z =y -x 经过点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k ,0时,有最小值,即-⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k =-4⇒k =-12.【答案】D11.(2014·高考安徽卷)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】法一:由题中条件画出可行域如图中阴影部分所示,可知A (0,2),B (2,0),C (-2,-2),则z A =2,z B =-2a ,z C =2a -2,要使目标函数取得最大值的最优解不唯一,只要z A =z B >z C 或z A =z C >z B 或z B=z C >z A ,解得a =-1或a =2.法二:目标函数z =y -ax 可化为y =ax +z ,令l 0:y =ax ,平移l 0,则当l 0∥AB 或l 0∥AC 时符合题意,故a =-1或a =2.【答案】D12.在约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤s ,y +2x ≤4.下,当3≤s ≤5时,目标函数z =3x +2y 的最大值的取值范围是( )A .[6,15]B .[7,15]C .[6,8]D .[7,8]【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =s ,y +2x =4,得⎩⎪⎨⎪⎧x =4-s ,y =2s -4,,则交点为B (4-s,2s -4),y +2x =4与x 轴的交点为A (2,0),与y 轴的交点为C ′(0,4),x +y =s 与y 轴的交点为C (0,s ).作出当s =3和s =5时约束条件表示的平面区域,即可行域,如图(1)(2)中阴影部分所示.(1) (2)当3≤s <4时,可行域是四边形OABC 及其内部,此时,7≤z max <8; 当4≤s ≤5时,可行域是△OAC ′及其内部,此时,z max =8. 综上所述,可得目标函数z =3x +2y 的最大值的取值范围是[7,8]. 【答案】D13.(2015·通化一模)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x 3a +y 4a ≤1,若z =x +2y +3x +1的最小值为32,则a 的值为________.【解析】∵x +2y +3x +1=1+y +x +1,而y +1x +1表示过点(x ,y )与(-1,-1)连线的斜率,易知a >0, ∴可作出可行域,由题意知y +1x +1的最小值是14,即⎝ ⎛⎭⎪⎫y +1x +1min =0--3a --=13a +1=14⇒a =1.【答案】1角度四:线性规划的实际应用14.A ,B 两种规格的产品需要在甲、乙两台机器上各自加工一道工序才能成为成品.已知A 产品需要在甲机器上加工3小时,在乙机器上加工1小时;B 产品需要在甲机器上加工1小时,在乙机器上加工3小时.在一个工作日内,甲机器至多只能使用11小时,乙机器至多只能使用9小时.A 产品每件利润300元,B 产品每件利润400元,则这两台机器在一个工作日内创造的最大利润是________元.【解析】 设生产A 产品x 件,B 产品y 件,则x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y ≤11,x +3y ≤9,x ∈N ,y ∈N ,生产利润为z=300x +400y .画出可行域,如图中阴影部分(包含边界)内的整点,显然z =300x +400y 在点A 处取得最大值,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x +y =11,x +3y =9,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =2,则z max =300×3+400×2=1 700.故最大利润是1 700元.【答案】1 70015.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?【解析】(1)依题意每天生产的伞兵个数为100-x -y ,所以利润w =5x +6y +3(100-x -y )=2x +3y +300.(2)约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧5x +7y +-x -y ,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w =2x +3y +300. 作出可行域.如图所示:初始直线l 0:2x +3y =0,平移初始直线经过点A 时,w有最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =200,x +y =100,得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =50.最优解为A (50,50),所以w max =550元.所以每天生产卫兵50个,骑兵50个,伞兵0个时利润最大,最大利润为550元.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】B2.(2015·临沂检测)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +2y ≥3,2x +y ≤3,则z =x -y 的最小值是( )A .-3B .0C .32D .3【解析】作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +2y ≥3,2x +y ≤3表示的可行域(如图所示的△ABC 的边界及内部).平移直线z =x -y ,易知当直线z =x -y 经过点C (0,3)时,目标函数z =x -y 取得最小值,即z min =-3.【答案】A3.(2015·泉州质检)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】如图作可行域,z =OA →·OP →=x +2y ,显然在B (0,1)处z max =2.【答案】D4.已知实数x ,y 满足:⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x <2,x +y -1≥0,则z =2x -2y -1的取值范围是( )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤53,5B .[0,5]C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫53,5D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫-53,5 【解析】画出不等式组所表示的区域,如图阴影部分所示,作直线l :2x -2y -1=0,平移l 可知2×13-2×23-1≤z <2×2-2×(-1)-1,即z 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-53,5.【答案】D5.如果点(1,b )在两条平行直线6x -8y +1=0和3x -4y +5=0之间,则b 应取的整数值为( ) A .2 B .1 C .3D .0【解析】由题意知(6-8b +1)(3-4b +5)<0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫b -78(b -2)<0,∴78<b <2,∴b 应取的整数为1.【答案】B6.(2014·郑州模拟)已知正三角形ABC 的顶点A (1,1),B (1,3),顶点C 在第一象限,若点(x ,y )在△ABC 内部,则z =-x +y 的取值范围是( )A .(1-3,2)B .(0,2)C .(3-1,2)D .(0,1+3)【解析】如图,根据题意得C (1+3,2).作直线-x +y =0,并向左上或右下平移,过点B (1,3)和C (1+3,2)时,z =-x +y 取范围的边界值,即-(1+3)+2<z <-1+3,∴z =-x +y 的取值范围是(1-3,2).【答案】A7.(2014·成都二诊)在平面直角坐标系xOy 中,P 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤1,x +y -2≥0,x -y -1≤0,所表示的平面区域上一动点,则直线OP 斜率的最大值为( )A .2B .13C .12D .1【解析】作出可行域如图所示,当点P 位于⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =1,的交点(1,1)时,(k OP )max =1.【答案】D8.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 .1C .12D .14【解析】不等式⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤1,x ≥0,y ≥0,所表示的可行域如图所示,设a =x +y ,b =x -y ,则此两目标函数的范围分别为a =x +y ∈[0,1],b =x -y ∈[-1,1],又a +b =2x ∈[0,2],a -b =2y ∈[0,2],∴点坐标(x +y ,x -y ),即点(a ,b )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧0≤a ≤1,-1≤b ≤1,0≤a +b ≤2,0≤a -b ≤2,作出该不等式组所表示的可行域如图所示,由图示可得该可行域为一等腰直角三角形,其面积S =12×2×1=1.【答案】B9.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -2≤0,x -y ≥0,x ≥0,y ≥0,若目标函数z =ax +by (a >0,b >0)的最大值为4,则ab 的取值范围是( )A .(0,4)B .(0,4]C .[4,+∞)D .(4,+∞)【解析】作出不等式组表示的区域如图阴影部分所示,由图可知,z =ax +by (a >0,b >0)过点A (1,1)时取最大值,∴a +b =4,ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22=4,∵a >0,b >0,∴ab ∈(0,4].【答案】B10.设动点P (x ,y )在区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,x +y ≤4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 .πB .2πC .3πD .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AB 为直径的圆的面积的最大值S =π×⎝ ⎛⎭⎪⎫422=4π.【答案】D11.(2015·东北三校联考)变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥-1,x -y ≥2,3x +y ≤14,若使z =ax +y 取得最大值的最优解有无穷多个,则实数a 的取值集合是( )A .{-3,0}B .{3,-1}C .{0,1}D .{-3,0,1}【解析】作出不等式组所表示的平面区域,如图所示.易知直线z =ax +y 与x -y =2或3x +y =14平行时取得最大值的最优解有无穷多个,即-a =1或-a =-3,∴a =-1或a =3.【答案】B12.(2014·新课标全国Ⅰ卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥a ,x -y ≤-1,且z =x +ay 的最小值为7,则a=( )A .-5B .3C .-5或3D .5或-3【解析】法一:联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x +y =a ,x -y =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =a -12,y =a +12,代入x +ay =7中,解得a =3或-5,当a =-5时,z =x +ay 的最大值是7;当a =3时,z =x +ay 的最小值是7.法二:先画出可行域,然后根据图形结合选项求解.当a =-5时,作出不等式组表示的可行域,如图(1)(阴影部分).图(1) 图(2)由⎩⎪⎨⎪⎧ x -y =-1,x +y =-5得交点A (-3,-2),则目标函数z =x -5y 过A 点时取得最大值.z max =-3-5×(-2)=7,不满足题意,排除A ,C 选项.当a =3时,作出不等式组表示的可行域,如图(2)(阴影部分).由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-1,x +y =3得交点B (1,2),则目标函数z =x +3y 过B 点时取得最小值.z min =1+3×2=7,满足题意.【答案】B13.若a ≥0,b ≥0,且当⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1时,恒有ax +by ≤1,则由点P (a ,b )所确定的平面区域的面积是( )A .12 B .π4C .1D .π2【解析】因为ax +by ≤1恒成立,则当x =0时,by ≤1恒成立,可得y ≤1b(b ≠0)恒成立,所以0≤b ≤1;同理0≤a ≤1.所以由点P (a ,b )所确定的平面区域是一个边长为1的正方形,面积为1.【答案】C14.(2013·高考北京卷)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【解析】当m ≥0时,若平面区域存在,则平面区域内的点在第二象限,平面区域内不可能存在点P (x 0,y 0)满足x 0-2y 0=2,因此m <0.如图所示的阴影部分为不等式组表示的平面区域.要使可行域内包含y =12x -1上的点,只需可行域边界点(-m ,m )在直线y =12x -1的下方即可,即m<-12m -1,解得m <-23.【答案】C15.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 ( )A .(1,3]B .[2,3]C .(1,2]D .[3,+∞)【解析】平面区域D 如图所示.要使指数函数y =a x的图象上存在区域D 上的点,所以1<a ≤3. 【解析】A16.(2014·高考福建卷)已知圆C :(x -a )2+(y -b )2=1,平面区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0.若圆心C∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则a 2+b 2的最大值为( )A .5B .29C .37D .49【解析】由已知得平面区域Ω为△MNP 内部及边界.∵圆C 与x 轴相切,∴b =1.显然当圆心C 位于直线y =1与x +y -7=0的交点(6,1)处时,a max =6.∴a 2+b 2的最大值为62+12=37.【解析】C17.在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≥0,y ≤x ,y ≤k x --1表示一个三角形区域,则实数k 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)【解析】已知直线y =k (x -1)-1过定点(1,-1),画出不等式组表示的可行域示意图,如图所示. 当直线y =k (x -1)-1位于y =-x 和x =1两条虚线之间时,表示的是一个三角形区域.所以直线y =k (x -1)-1的斜率的范围为(-∞,-1),即实数k 的取值范围是(-∞,-1).当直线y =k (x -1)-1与y =x 平行时不能形成三角形,不平行时,由题意可得k >1时,也可形成三角形,综上可知k <-1或k >1.【答案】D18.(2016·武邑中学期中)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,|x |-y -1≤0,则z =2x +y 的最大值为( )A .4B .6C .8D .10【解析】区域如图所示,目标函数z =2x +y 在点A (3,2)处取得最大值,最大值为8.【答案】C19.(2016·衡水中学期末)当变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x x +3y ≤4x ≥m时,z =x -3y 的最大值为8,则实数m 的值是( )A .-4B .-3C .-2D .-1【解析】画出可行域如图所示,目标函数z =x -3y 变形为y =x 3-z3,当直线过点C 时,z 取到最大值,又C (m ,m ),所以8=m -3m ,解得m =-4. 【答案】A20.(2016·湖州质检)已知O 为坐标原点,A ,B 两点的坐标均满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +1≤0,x +y -3≤0,x -1≥0,则tan∠AOB 的最大值等于( )A .94 B .47 C .34D .12【解析】如图阴影部分为不等式组表示的平面区域,观察图形可知当A 为(1,2),B 为(2,1)时,tan ∠AOB 取得最大值,此时由于tan α=k BO =12,tan β=k AO =2,故tan ∠AOB =tan (β-α)=tan β-tan α1+tan βtan α=2-121+2×12=34. 【解析】C 二、填空题21.(2014·高考安徽卷)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________.【解析】作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,可知S △ABC =12×2×(2+2)=4.【答案】422.(2014·高考浙江卷)若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1,则x +y 的取值范围是________.【解析】作出可行域,如图,作直线x +y =0,向右上平移,过点B 时,x +y 取得最小值,过点A 时取得最大值.由B (1,0),A (2,1)得(x +y )min =1,(x +y )max =3.所以1≤x +y ≤3. 【答案】[1,3]23.(2015·重庆一诊)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,x -3y +4≤0,则目标函数z =3x -y 的最大值为____.【解析】根据约束条件作出可行域,如图中阴影部分所示,∵z =3x -y ,∴y =3x -z ,当该直线经过点A (2,2)时,z 取得最大值,即z max =3×2-2=4.【答案】424.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≤0,x -y +1≥0,y ≥-1,则w =x 2+y 2-4x -4y +8的最小值为________.【解析】目标函数w =x 2+y 2-4x -4y +8=(x -2)2+(y -2)2,其几何意义是点(2,2)与可行域内的点的距离的平方.由实数x ,y 所满足的不等式组作出可行域如图中阴影部分所示,由图可知,点(2,2)到直线x +y -1=0的距离为其到可行域内点的距离的最小值,又|2+2-1|2=322,所以w min =92.【答案】9225.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________.【解析】如图所示阴影部分为可行域,数形结合可知,原点O 到直线x +y -2=0的垂线段长是|OM |的最小值,∴|OM |min =|-2|12+12=2.【答案】 226.(2016·汉中二模)某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用水3吨、煤2吨;生产每吨乙产品要用水1吨、煤3吨.销售每吨甲产品可获得利润5万元,销售每吨乙产品可获得利润3万元,若该企业在一个生产周期内消耗水不超过13吨,煤不超过18吨,则该企业可获得的最大利润是______万元.【解析】设生产甲产品x 吨,生产乙产品y 吨,由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,3x +y ≤13,2x +3y ≤18,利润z =5x +3y ,作出可行域如图中阴影部分所示,求出可行域边界上各端点的坐标,经验证知当x=3,y=4,即生产甲产品3吨,乙产品4吨时可获得最大利润27万元.【答案】2727.某农户计划种植黄瓜和韭菜,种植面积不超过50亩,投入资金不超过54万元,假设种植黄瓜和韭菜的产量、成本和售价如下表:________亩.【解析】设黄瓜和韭菜的种植面积分别为x亩,y亩,总利润为z万元,则目标函数为z=(0.55×4x-1.2x)+(0.3×6y-0.9y)=x+0.9y.线性约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤50,1.2x+0.9y≤54,x≥0,y≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧x+y≤50,4x+3y≤180,x≥0,y≥0.画出可行域,如图所示.作出直线l0:x+0.9y=0,向上平移至过点A时,z取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x+y=50,4x+3y=180,解得A(30,20).【答案】3028.(2015·日照调研)若A为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≤0,y≥0,y-x≤2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________.【解析】平面区域A 如图所示,所求面积为S =12×2×2-12×22×22=2-14=74.【答案】7429.(2014·高考浙江卷)当实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1时,1≤ax +y ≤4恒成立,则实数a 的取值范围是________.【解析】画可行域如图所示,设目标函数z =ax +y ,即y =-ax +z ,要使1≤z ≤4恒成立,则a >0,数形结合知,满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤2a +1≤4,1≤a ≤4即可,解得1≤a ≤32.所以a 的取值范围是1≤a ≤32.【答案】⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,3230.(2015·石家庄二检)已知动点P (x ,y )在正六边形的阴影部分(含边界)内运动,如图,正六边形的边长为2,若使目标函数z =kx +y (k >0)取得最大值的最优解有无穷多个,则k 的值为________.【解析】由目标函数z =kx +y (k >0)取得最大值的最优解有无穷多个,结合图形分析可知,直线kx +y =0的倾斜角为120°,于是有-k =tan 120°=-3,所以k =3.【答案】 331.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 .【解析】变换目标函数为y =-1m x +z m ,由于m >1,所以-1<-1m<0,不等式组表示的平面区域如图中的阴影部分所示,根据目标函数的几何意义,只有直线y =-1m x +zm在y 轴上的截距最大时,目标函数取得最大值.显然在点A 处取得最大值,由y =mx ,x +y =1,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫11+m ,m 1+m ,所以目标函数的最大值z max=11+m +m 21+m<2,所以m 2-2m -1<0,解得1-2<m <1+2,故m 的取值范围是(1,1+2).【答案】(1,1+2)32.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥1,y ≤2x -1,x +y ≤m ,若目标函数z =x -y 的最小值的取值范围是[-2,-1],则目标函数的最大值的取值范围是________.【解析】不等式组表示的可行域如图中阴影部分(包括边界)所示,目标函数可变形为y =x -z ,当z 最小时,直线y =x -z 在y 轴上的截距最大.当z 的最小值为-1,即直线为y =x +1时,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =x +1,y =2x -1,可得此时点A 的坐标为(2,3),此时m =2+3=5;当z 的最小值为-2,即直线为y =x +2时,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧y =x +2,y =2x -1,可得此时点A 的坐标是(3,5),此时m =3+5=8.故m 的取值范围是[5,8].目标函数z =x -y 的最大值在点B (m -1,1)处取得,即z max =m -1-1=m -2,故目标函数的最大值的取值范围是[3,6].【答案】[3,6]33.(2013·高考广东卷)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.【解析】线性区域为图中阴影部分,取得最小值时点为(0,1),最大值时点为(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0),点(0,1)与(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0)中的任何一个点都可以构成一条直线,共有5条 ,又(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0)都在直线x +y =4上,故T 中的点共确定6条不同的直线. 【答案】634.(2011·湖北改编)已知向量a =(x +z,3),b =(2,y -z ),且a ⊥b .若x ,y 满足不等式|x |+|y |≤1,则z 的取值范围为__________.【解析】∵a =(x +z,3),b =(2,y -z ),且a ⊥b ,∴a ·b =2(x +z )+3(y -z )=0,即2x +3y -z =0.又|x |+|y |≤1表示的区域为图中阴影部分,∴当2x +3y -z =0过点B (0,-1)时,z min =-3,当2x +3y -z =0过点A (0,1)时,z min =3. ∴z ∈[-3,3]. 【答案】[-3,3]35.(2016·衡水中学模拟)已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -13≤02y -x +1≥0x +y -4≥0且有无穷多个点(x ,y )使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =________.【解析】作出线性约束条件表示的平面区域,如图中阴影部分所示.若m =0,则z =x ,目标函数z =x +my 取得最小值的最优解只有一个,不符合题意. 若m ≠0,则目标函数z =x +my 可看作斜率为-1m 的动直线y =-1m x +zm,若m <0,则-1m>0,由数形结合知,使目标函数z =x +my 取得最小值的最优解不可能有无穷多个;若m >0,则-1m<0,数形结合可知,当动直线与直线AB 重合时,有无穷多个点(x ,y )在线段AB 上,使目标函数z =x +my 取得最小值,即-1m=-1,则m =1.综上可知,m =1. 【答案】1。
线性规划常见题型及解法例析
品有直接限 制 因 素 的 是 资 金 和 劳 动 力,通 过 调 查,得
到这两种产品的有关数据如表 2.
资金
成本
劳动力(工资)
单位利润
单位产品所需资金/百元
月资金供应
电子琴(架) 洗衣机(台)
量/百元
30
20
6
8
5
10
300
110
试问:怎 样 确 定 这 两 种 产 品 的 月 供 应 量,才 能 使
故选:
B.
思路与方法:本 题 运 用 数 形 结 合 思 想,采 用 了 图
组作 出 可 行 域,如 图 3 所 示 .
由
图 3 可 知,△ABC 的 面 积 即 为
所求 .
易得
S梯 形OMBC =
1
×(
2+3)×2=5,
2
图3
1
S梯 形OMAC = × (
1+3)×2=4.
2
所以 S△ABC =S梯 形OMBC -S梯 形OMAC =5-4=1.
思路与方法:本 题 中 的 可 行 域 是 三 角 形,而 这 个
不规则的三角形面积很 难 直 接 求 解,于 是 将 它 看 作 梯
解法求最值,先 在 平 面 直 角 坐 标 系 中 画 出 可 行 域,然
形 OMBC 的一部 分,利 用 梯 形 OMBC 与 梯 形 OMAC
后平行移动直线 z=3x+4y 即可求出最大值 .
ï
,
且当
b≥0
b为
íy≥0, 时,恒有ax+by≤1,求以a,
ï
îx+y≤1
坐标的点 P (
a,
b)所构成的平面区域的面积 .
解析:设 z=ax +by,根 据 题 意 可 知,想 要 ax +
不等式和线性规划常见题型
不等式的基本知识(一)不等式与不等关系1、应用不等式(组)表示不等关系;不等式的主要性质:(1)对称性:a b b a <⇔> (2)传递性:c a c b b a >⇒>>, (3)加法法则:c b c a b a +>+⇒>;d b c a d c b a +>+⇒>>,(同向可加) (4)乘法法则:bc ac c b a >⇒>>0,; bc ac c b a <⇒<>0,bd ac d c b a >⇒>>>>0,0(同向同正可乘)(5) 倒数法则:b a ab b a 110,<⇒>>(6)乘方法则:)1*(0>∈>⇒>>n N n b a b a nn 且(7)开方法则:)1*(0>∈>⇒>>n N n b a b a n n 且2、应用不等式的性质比较两个实数的大小:作差法(作差——变形——判断符号——结论)3、应用不等式性质证明不等式 (二)解不等式1、一元二次不等式的解法一元二次不等式()00022≠<++>++a c bx ax c bx ax 或的解集:设相应的一元二次方程()002≠=++a c bx ax 的两根为2121x x x x ≤且、,ac b 42-=∆,则 0>∆ 0=∆ 0<∆二次函数c bx ax y ++=2 (0>a )的图象c bx ax y ++=2c bx ax y ++=2c bx ax y ++=2一元二次方程()的根002>=++a c bx ax有两相异实根 )(,2121x x x x <有两相等实根abx x 221-==无实根的解集)0(02>>++a c bx ax{}21x x x x x ><或⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R的解集)0(02><++a c bx ax{}21x x xx <<∅∅2、标根法:其步骤是:(1)分解成若干个一次因式的积,并使每一个因式中最高次项的系数为正;(2)将每一个一次因式的根标在数轴上,从最大根的右上方依次通过每一点画曲线;并注意奇穿过偶弹回;(3)根据曲线显现()f x 的符号变化规律,写出不等式的解集。
简单的线性规划与均值不等式
简单的线性规划1. 不等式260x y --<表示的平面区域在直线 260x y --=的 ( )A .右上方 B. 左上方 C. 右下方 D .左下方2.不等式3y x b ≤+ 所表示的区域恰好使点(3,4)不在区域内,而点(4,4)在区域内,则b 的范围是( )A .85b -≤≤- B. 85b b ≤->-或 C. 85b -≤<- D .85b b ≤-≥-或3.点(3,1)和点(4,6)-在直线 320x y a -+=的两侧,则a 的范围是 ( )A .724a a <->或 B. 724a -<< C. 724a a =-=或 D .247a -<<4. 已知4335251x y x y x -≤-⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩则2z x y =+的最大值是 ( )A .10 B. 12 C. 14 D .165.已知10101x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥-⎩且22448u x y x y u =+--+则的最小值 ( )A.2 B. 92C. 2D .12 6. 不等式组(5)()003x y x y x -++≥⎧⎨≤≤⎩所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7. 实数,x y 满足02200x y x y y -≥⎧⎪--≥⎨⎪≥⎩则11y w x -=+的取值范围是 ( ) A .112w w >≤-或 B. 112w -≤< C. 1,12w ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦D .都不对 8. 若01,02,21x y y x ≤≤≤≤-≥ 则224z y x =-+的最小值是 ( )A .2B .3C .4D .59. 如图所示的平面内可行域,目标函数z x ay =+取得最小值的最优解有无数个,则a 的可能值为 ( )A .3- B. 3C. 1- D .110. 已知1200x y x y ++≥⎧⎪≥⎨⎪≥⎩则 22(3)x y ++的最小值是 ( )A.B. C. 8 D .1011.由不等式21y x y x ≤≤≤+及 所围成的几何图形面积为12.不等式组10100x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪≥⎩ 则可行域中整点的个数为13.已知点集{}(,)1A x y x y =|+≤ {}22(,)0B x y y x =|-≤ 则A B 的面积为14. 若不等式组0220x y x y y x y a-≥⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪+≤⎩表示的平面区域是一个三角及其内部,则a 的取值范围是15. 有不等式组532120304x y x y x y +≤⎧⎪+≤⎪⎨≤≤⎪⎪≤≤⎩使65z x y =+的值最大的点(,)x y 是基本不等式及应用1. ,,1a b c R a b c +∈++=且 111(1)(1)(1)M a b c=---,则M 的范围 ( ) A .10,8⎡⎤⎢⎥⎣⎦ B. 1,18⎛⎫ ⎪⎝⎭ C. 91,8⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .[)8,+∞ 2.设1(23)2M a a a =+<<- 2121log ()()16N x x R =+∈ 那么,M N 的大小关系是( )A .M N > B. M N = C. M N < D .不能确定3.设11,,)()x y z R x y z x y z +∈++++,则(的最小值是 ( )A .1 B. 4 C. 8 D .164. 设,a b R +∈,则下列不等式不恒成立的是 ( )A .11()()4a b a b++≥ B. 3322a b ab +≥ C. 22222a b a b ++≥+ D5. 函数4()3f x x x=++在(,2)-∞-上 ( ) A .无最大值,有最小值7 B. 无最大值,有最小值-1C. 有最大值7,有最小值-1 D .有最大值-1,无最小值6. 若190,01x y x y>>+=且 则x y +的最小值为 ( ) A .4 B. 8 C. 16 D .327. 若实数,2,33a b a b a b +=+满足则的最小值是 ( )A .18B .6 C.D.8. 若,24a b R a b +∈+=且,则ab 的最大值为 ( )A .1 B. 32 C. 2 D .4 9. 若,()10a b R ab a b +∈-+-=且则a b +的最小值是 ( )A.2+B. 2C.2 D210. 已知224sin sin y x x=+ 则y 的最小值 ( )A .2 B. C. 4 D .511. 设11n a b c a b b c a c>>+≥---且恒成立,n N +∈,则n 的最大值是 ( ) A .2 B. 3 C. 4 D .612. 设220,0x y x y x y >>+=+且 那么x y +的最大值是13. 若,3a b R ab a b +∈--=且,则ab 的取值范围为 .14. 若504x -< 那么函数14245y x x =-+-的最大值是15. 已知222723y x x=++ 当x = 时函数有 值16. 函数2y = 的值域为。
方法技巧专题27 不等式的性质与线性规划(解析版)
方法技巧专题27 不等式的性质与线性规划解析篇【一】不等式的性质1.例题【例1】若a ,b ,c ∈R ,且a >b ,则下列不等式一定成立的是( ) A .a +c ≥b ﹣cB .(a ﹣b )c 2≥0C .ac >bcD .【解析】a ,b ,c ∈R ,且a >b ,可得a ﹣b >0,因为c 2≥0,所以(a ﹣b )c 2≥0. 故选:B . 【例2】三个正整数x ,y ,z 满足条件: x y >,y z >,3xz >,若5z =,则y 的最大值是( ) A .12 B .13C .14D .15【答案】B【解析】由不等式的性质结合题意有:,5,53xx y y >>>,即,5,15.15x y y x y x >><∴<<, 由于,,x y z 都是正整数,故y 的最大值是13.故选:B .【例3】下列不等式正确的是( ) A .若a >b ,则a •c >b •c B .若a >b ,则a •c 2>b •c 2C .若a >b ,则D .若a •c 2>b •c 2,则a >b【解答】解:A .c ≤0不成立; B .c =0时不成立;C .取a =2,b =﹣1不成立;D .a •c 2>b •c 2,可得a >b . 故选:D .2.巩固提升综合练习【练习1】设b >a >0,c ∈R ,则下列不等式中不一定成立的是( )A .a bB .C .D .ac 2<bc 2【解答】解:因为y =x 在(0,+∞)上是增函数,所以a b ,因为y c 在在(0,+∞)上是减函数,所以c c ,因为0,所以,当c =0是,ac 2=bc 2,所以D 不成立, 故选:D .【练习2】对于实数a 、b 、c ,有下列命题:①若a>b ,则ac<bc ;②若ac 2>bc 2,则a>b ;③若a<b<0,则a 2>ab>b 2;④若c>a>b>0,则;⑤若a>b ,,则a>0,b<0.其中正确的是________.(填写序号)【答案】②③④⑤ 【解析】对于①,当c =0时,由a >b ,可得ac =bc ,故①为假命题;对于②,由ac 2>bc 2,得c ≠0,故c 2>0,所以可得a >b ,故②为真命题; 对于③,若,则,且,所以,故③为真命题;对于④,若,则,则,则,故④为真命题;对于⑤,若a >b ,,则,故a ·b <0,所以,故⑤为真命题.综上可得②③④⑤为真命题. 故答案为:②③④⑤.【二】比较数(式)大小 1.例题【例1】已知t =a +4b ,s =a +b 2+4,则t 和s 的大小关系是( ) A .t >sB .t ≥sC .t <sD .t ≤s【解析】s -t = a +b 2+4﹣(a +4b )=b 2﹣4b +4=(b ﹣2)2≥0;∴t ≤s . 故选:D . 【例2】已知:2610a b ==,则3,ab ,+a b 的大小关系是( )比较大小的常用方法 (1)作差法一般步骤:①作差;②变形;③定号;④结论.其中关键是变形,常采用配方、因式分解、有理化等方法把差式变成积式或者完全平方式.当两个式子都为正数时,有时也可以先平方再作差. (2)作商法一般步骤:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④结论.(3)函数的单调性法:将要比较的两个数作为一个函数的两个函数值,根据函数的单调性得出大小关系.A .3ab a b <+<B .3ab a b <<+C .3a b ab <+<D .3ab a b <<+【答案】D【解析】22log 10log 83a =>=,6log 101b =>, ∴3ab >; 又11lg2lg6lg121a b ab a b+=+=+=> a b ab ⇒+>,∴3a b ab +>>.故选D.【例3】已知,则a 、b 、c 的大小关系为 .【解析】 lg 3∈(0,1),1,ln 0,故b >a >c ,故答案为:b >a >c2.巩固提升综合练习【练习1】已知a >b >0,x =a +be b ,y =b +ae a ,z =b +ae b ,则( ) A .x <z <yB .z <x <yC .z <y <xD .y <z <x【解析】解法一:由题意,令a =2,b =1,则x =2+e ,y =1+2e 2,z =1+2e ; 显然有1+2e 2>1+2e >2+e ,即x <z <y .解法二:a >b >0时,e a >e b , ∴ae a >ae b >be b , ∴b +ae a >b +ae b >a +be b , 这里a >b >0,∴z ﹣x =(b ﹣a )+(a ﹣b )e b =(a ﹣b )(e b ﹣1)>0,即x <z <y . 故选:A .【练习2】若P =Q =()0a ≥,则,P Q 的大小关系是( )A .P Q <B .P Q =C .P Q >D .,P Q 的大小由a 的取值确定【答案】A【解析】因为2222272342727120P Q a a a a a a a a -=+-++=+-++<, ,P Q >0, 所以P Q <,选A.【练习3】已知a ,b ,x 均为正数,且a >b ,则b a ____b xa x++(填“>”、“<”或“=”). 【答案】< 【解析】由题得()()()b b x ab bx ab ax b a xa a x a a x a x a ++----==+++, 因为a>0,x+a>0,b-a<0,x>0,所以()0,()b a xa x a -<+ 所以b b x a a x +<+. 故答案为:<【练习4】设0<x <1,a >0且a ≠1,比较|log a (1-x )|与|log a (1+x )|的大小。
线性规划的12种题型
线性规划的12种题型线性规划是高考必考的知识点,学生对这个知识点认识多数停留在简单应用阶段,现将常见题型归纳如下:一、 考查不等式表示的平面区域:例1、不等式0x y ->所表示的平面区域是( ) A. B. C. D.分析:法一:代入特殊点验证;法二:看系数的符号,若x 系数为正数,则左小右大,选B练习1、不等式()20y x y +-≥在平面直角坐标系中表示的区域(用阴影部分表示)是 ( )选C2、已知点()3,1-和()4,3--在直线320x y a -+=的同侧,则a 的取值范围是__________.【答案】611a a ><-或二、 判断可行域形状例2、不等式组 (5)()0,03x y x y x -++≥⎧⎨≤≤⎩表示的平面区域是( ) A.矩形 B.三角形 C.直角梯形 D.等腰梯形分析:画图可知为等腰梯形,选D练习2、已知约束条件400x k x y x y ≥⎧⎪+-≤⎨⎪-≤⎩表示面积为1的直角三角形区域,则实数k 的值为( )A.0B.1C.1或3D.3选B三、 最值型简单线性规划例3、设变量y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≥-041y y x y x ,则目标函数y x z 42+=的最大值为( )A .2B .4C .8D .11分析:1.画可行域,2画l 0:2x+4y=0,3平移到可行域的最右侧确定最优解的位置,4联立求出最优解坐标,4代入目标函数求最大值11选D练习3、若实数,x y 满足1000x y x y x -+≥⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩,则23x y z +=的最小值为.答案:1四、最优解问题例4、如图所示的坐标平面的可行域(阴影部分且包括边界)内,目标函数ay x z -=2取得最大值的最优解有无数个,则a 为( )A.-2B.2C.-6D.6分析:因为x 的系数为正,所以目标函数与BC 重合时,取最大值,最优解有无数个 代入B 、C 的坐标两式相等,求出a=-2选A五、斜率型线性规划例5、若x 、y 满足约束条件10040x x y x y -≥⎧⎪-≤⎨⎪+-≤⎩,则1y x -的最大值为 . 分析:1y x -相当于P (x,y )与Q (0,1)连线的斜率,直线最陡时,斜率最大,P 取(1,3)答案:2练习:5、设,x y 满足约束条件04312x y x x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩,且231x y z x ++=+,则z 的取值范围是( ) A.[3,11] B.[2,10] C.[2,6] D.[1,5]选A六、距离型例6、设实数,x y 满足约束条件250403100x y x y x y --≤⎧⎪+-≤⎨⎪+-≥⎩,则22z x y =+的最小值为 ( )10 C.8 D.5分析:所求式子相当于原点与可行域内点距离的平方,利用点到直线距离公式可求 选B练习6、设x ,y 满足0,10,3220,y ax y x y ≥⎧⎪+-≤⎨⎪--≤⎩若210z x x y =-+2的最小值为12-,则实数a的取值范围是( )A .32a <B .32a <-C .12a ≥D .12a ≤- 选D七、含绝对值型例7、实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≤≥-++≤20222x y x x y ,则||y x z -=的最大值是( )A .2B .4C .6D .8分析:先求出z=x-y 的最值,再取绝对值选B八、向量型例8、已知()21A ,,()00O ,,点()M x y ,满足12222x y x y ≤≤⎧⎪≤⎨⎪-≤⎩,则z OA AM =的最大值为( )A .1B .0 C.1- D .5-分析:先将向量化简,再求最值选A九、变换型例9、已知点(),M a b 在由不等式组002x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩确定的平面区域内,则点(),N a b a b +-所在平面区域的面积是( )A .1B .2C .4D .8分析:设x=a+b,y=a-b,求出x,y 满足的关系式,再求解选C练习9设变量x ,y 满足1,0,0,x y x y +≤⎧⎪≥⎨⎪≥⎩则点(,)P x y x y +-所在区域的面积为( )A .2B .1C .12D .14 选B十、隐含型例10、已知关于x 的方程2(1)210x a x a b +++++=的两个实根分别为1x ,2x ,且101x <<,21x >,则b a的取值范围是( ) A .1(1,)4-- B .1(1,]4-- C .(1,)-+∞ D .1(,)4-∞- 分析:根据条件,利用根的分布列出关系式,提供约束条件,再求解选A练习10、若关于的方程22222(6)2410x a b b x a b a b -+-+++-+=的两个实数根1x ,2x 满足1201x x ≤≤≤,则224a b a ++的最大值和最小值分别为( ) A.12和5+ B.72-和5+ C.72-和12 D.12-和15-选B十一、含参型例11、设1m >,变量x ,y 在约束条件,,1y x y mx x y ≥⎧⎪≤⎨⎪+≤⎩下,目标函数z x my =+的最大值为2,则m =_________.分析:画大致图像,确定最优解位置,解方程组,代入求解1m =+练习1、当x ,y 满足不等式组22,4,72x y y x x y +≤⎧⎪-≤⎨⎪-≤⎩时,22kx y -≤-≤恒成立,则实数k 的取值范围是( )A .[]1,1-B .[]2,0-C .13,55⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D .1,05⎡⎤-⎢⎥⎣⎦练习2、已知变量y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥-≤-≤+1236x y x y x ,则目标函数(0,0)z ax by a b =+>>的最小值为2,则b a 11+的最小值为( )A .2B .4C .53+D .223+十二、曲线型例12已知实数,x y 满足401010x y y x +-≤⎧⎪-≥⎨⎪-≥⎩,则2y z x =的最大值是 A .13B .9C .2D .11 分析:所求函数变形后为抛物线,代最高点取最大值【答案】B练习12已知P (x,y)的坐标满足021,x y x y x ≤⎧⎪>⎨⎪<+⎩________ 分析:可转化为向量夹角余弦,再画图求解答案:((注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。
高考数学线性规划常见题型及解法[1]
高考数学线性规划常见题型与解法线性规划问题是高考的重点,也是常考题型,属于中等偏简单题,易得分,高考中要求会从实际问题中建立一格二元线性规划的模型,使实际问题得到解决。
现就常见题型与解决方法总结如下: 一、求线性目标函数的最值;例题:(2012年广东文5)已知变量,x y 满足条件1110x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪+≥⎩,则2z x y =+的最小值为 A.3 .1 C5 6解析:利用线性规划知识求解。
可行域如图阴影所示,先画出直线01:2l y x =-,平移直线0l ,当直线过点A 时,2z x y =+的值最小,得110,x x y =-⎧⎨--=⎩12,x y =-⎧⎨=-⎩min (1,2),12(2)5A z ∴--∴=-+⨯-=- 探究提高:本题主要考查线性规划求最值,同时考查学生的作图能力,数形结合思想与运算求解能力,难度适中。
二、求目标函数的取值范围;例题:(2012山东文6)设变量,x y 满足约束条件2224,41x y x y x y +≥⎧⎪+≤⎨⎪-≥-⎩则目标函数3z x y =-的取值范围是解析:作出不等式组表示的区域,如图阴影部分所示,作直线30x y -=,并向上、向下平移,由图可得,当直线过点C 时,目标函数取得最大值,当直线过点A 是,目标函数取得最小值,由210,(2,0)240x y A x y ++=⎧⎨+-=⎩得;由4101,(,3)2402x y x y -+=⎧⎨+-=⎩得B 探究提高:本题设计有新意,作出可行域,寻求最优解条条件,取得目标函数的最大(小)值,进一步确定取值范围 三、求约束条件中参数的取值;例题:(2012福建文10)若直线2x y =上存在点(,)x y 满足条件-30-2-30,x y x y x m +≥⎧⎪≤⎨⎪≥⎩则实数m 的最大值为( )解析:在同一直角坐标系中函数2x y =的图像与30230x y x y +-≤⎧⎨--≤⎩,所表示的平面区域图阴影部分所示。
一元二次不等式、均值不等式及线性规划习题训练
一元二次不等式、均值不等式及线性规规划训练1、求解下列不等式(1)、23710x x -≤ (2)、2250x x -+-< (3)、2440x x -+-< (4)205x x -<+2、若不等式210x mx ++>的解集为R ,则m 的取值范围是( ) A .RB .()2,2-C .()(),22,-∞-+∞D .[]2,2-3、不等式()221200x ax a a --<<的解集是( )A .()3,4a a -B .()4,3a a -C .()3,4-D .()2,6a a 4、不等式220ax bx ++>的解集是1123x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则a b -=( ) A .14- B .14 C .10- D .10二、填空题5、设()21f x x bx =++,且()()13f f =,则()0f x >的解集为 。
6、已知集合{}{}2|20,|3A x x x B x a x a =--≤=<<+,若A B φ⋂=,则实数a 的取值范围是7、利用()()00x a x a x b x b -<⇔--<-,可以求得不等式12x x->的解集为 。
8、使不等式2710124x x -+>成立的x 的取值范围是 。
三、解答题9、已知函数()252f x x x =-+,为使()426f x -<<的x 的取值范围。
10、已知不等式2230x x --<的解集为A ,不等式260x x +-<的解集为B ,求A B ⋂。
11、已知集合{}290x x A =-≤,{}2430x x x B =-+>,求A B ,A B .均值不等式练习一、选择题1.若实数b a ,满足2=+b a ,则b a 33+的最小值是( ) A.18 B.6 C.32 D.4324.设0,0>>b a ,若3是a 3与b 3的等比中项,则b a 11+的最小值为( ) A.8 B.4 C.1 D.415.若实数x,y 满足11122=+yx ,则222y x +有( ) A.最大值223+ B. 最小值223+ C. 最小值6 D.最小值6 9.已知正数b a ,满足304=+b a ,则使得ba 11+取得最小值的有序实数对),(b a 是( ) A.)10,5( B. )6,6( C. )2,7( D. )5,10(10.若14<<-x ,则2222)(2-+-=x x x x f 有( )A.最小值1B. 最大值1C. 最小值-1D.最大值-111.在ABC ∆中,A,B,C 分别为边c b a ,,所对的角,若c b a ,,成等差数列,则B ∠的范围是( ) A.40π≤<B B. 30π≤<B C. 20π≤<B D.ππ<<B 212.已知0,0≥≥b a ,且2=+b a ,则( ) A.21≤ab B. 21≥ab C. 222≥+b a D. 322≤+b a13.函数1)(+=x xx f 的最大值为( ) A.52 B. 21 C. 22 D. 1 线01=++ny mx 上,若0,0>>n m ,则nm 21+的最小值为 15.设12,0,022=+>>b a b a ,则21b a +的最大值为 1. 若,20<<x 求)36(x x y -=的最大值。
高考中的十种线性规划题型
① 准 确 画 出 可 行 域;
②
易错点:
距离的最值的最优解是在可行
域的顶点还是边界处。
(
练习 3.
2
0
1
6 年江 苏 卷 )已 知 实 数 x,
y
x-2
y+4≥0,
2
2
满足
2
x+y-2≥0,则 x +y 的 取 值 范 围
3
x-y-3≤0,
是
根据目标 函 数 的 几 何 意 义 找 到 最 优 解;③ 求
x,
x≥1,
x+y
x+y≤3, 若 z=2
y 满足约束条件
,
x-3)
y≥a(
2
2
,则 A ∩B 所 表
|(
x-1)+ (
y)
y -1)≤1}
答案:
D
x-y≥0,
则 a 的取值范围是(
(
练习 9.
2
0
1
2 年 重 庆 卷 )设 平 面 点 集 A
3
A. π
4
练习 1
2.(
2
0
0
7 年 北 京 卷 )若 不 等 式 组
y 满足约
x-1≥0,
y
则 的最大值为
x
x+y-4≤0,
束条件
x-y≤0,
{
(
,
x,
|
x-y ≥1,
ax +y >4,
x -ay ≤2}
y)
则(
不等式线性规划知识点梳理及经典例题及解析
不等式线性规划知识点梳理及经典例题及解析线性规划讲义【考纲说明】(1)了解线性规划的意义、了解可⾏域的意义;(2)掌握简单的⼆元线性规划问题的解法.(3)巩固图解法求线性⽬标函数的最⼤、最⼩值的⽅法;(4)会⽤画⽹格的⽅法求解整数线性规划问题.(5)培养学⽣的数学应⽤意识和解决问题的能⼒.【知识梳理】简单的线性规划问题⼀、知识点1. ⽬标函数: P=2x+y是⼀个含有两个变量x和y的函数,称为⽬标函数.2.可⾏域:约束条件所表⽰的平⾯区域称为可⾏域.3. 整点:坐标为整数的点叫做整点.4.线性规划问题:求线性⽬标函数在线性约束条件下的最⼤值或最⼩值的问题,通常称为线性规划问题.只含有两个变量的简单线性规划问题可⽤图解法来解决.5. 整数线性规划:要求量取整数的线性规划称为整数线性规划.⼆、疑难知识导析线性规划是⼀门研究如何使⽤最少的⼈⼒、物⼒和财⼒去最优地完成科学研究、⼯业设计、经济管理中实际问题的专门学科.主要在以下两类问题中得到应⽤:⼀是在⼈⼒、物⼒、财务等资源⼀定的条件下,如何使⽤它们来完成最多的任务;⼆是给⼀项任务,如何合理安排和规划,能以最少的⼈⼒、物⼒、资⾦等资源来完成该项任务.1.对于不含边界的区域,要将边界画成虚线.2.确定⼆元⼀次不等式所表⽰的平⾯区域有多种⽅法,常⽤的⼀种⽅法是“选点法”:任选⼀个不在直线上的点,检验它的坐标是否满⾜所给的不等式,若适合,则该点所在的⼀侧即为不等式所表⽰的平⾯区域;否则,直线的另⼀侧为所求的平⾯区域.若直线不过原点,通常选择原点代⼊检验.3. 平移直线y=-kx+P时,直线必须经过可⾏域.4.对于有实际背景的线性规划问题,可⾏域通常是位于第⼀象限内的⼀个凸多边形区域,此时变动直线的最佳位置⼀般通过这个凸多边形的顶点.5.简单线性规划问题就是求线性⽬标函数在线性约束条件下的最优解,⽆论此类题⽬是以什么实际问题提出,其求解的格式与步骤是不变的:(1)寻找线性约束条件,线性⽬标函数;(2)由⼆元⼀次不等式表⽰的平⾯区域做出可⾏域;(3)在可⾏域内求⽬标函数的最优解.积储知识:⼀. 1.点P(x0,y0)在直线Ax+By+C=0上,则点P坐标适合⽅程,即Ax0+By0+C=02. 点P(x0,y0)在直线Ax+By+C=0上⽅(左上或右上),则当B>0时,Ax0+By0+C>0;当B<0时,Ax0+By0+C<03. 点P(x0,y0)在直线Ax+By+C=0下⽅(左下或右下),当B>0时,Ax0+By0+C<0;当B<0时,Ax0+By0+C>0注意:(1)在直线Ax+By+C=0同⼀侧的所有点,把它的坐标(x,y)代⼊Ax+By+C,所得实数的符号都相同, (2)在直线Ax+By+C=0的两侧的两点,把它的坐标代⼊Ax+By+C,所得到实数的符号相反,即:1.点P(x 1,y 1)和点Q(x 2,y 2)在直线 Ax+By+C=0的同侧,则有(Ax 1+By 1+C )( Ax 2+By 2+C)>02.点P(x 1,y 1)和点Q(x 2,y 2)在直线 Ax+By+C=0的两侧,则有(Ax 1+By 1+C )( Ax 2+By 2+C)<0 ⼆.⼆元⼀次不等式表⽰平⾯区域:①⼆元⼀次不等式Ax+By+C>0(或<0)在平⾯直⾓坐标系中表⽰直线Ax+By+C=0某⼀侧所有点组成的平⾯区域. 不.包括边界;②⼆元⼀次不等式Ax+By+C ≥0(或≤0)在平⾯直⾓坐标系中表⽰直线Ax+By+C=0某⼀侧所有点组成的平⾯区域且包括边界;注意:作图时,不包括边界画成虚线;包括边界画成实线. 三、判断⼆元⼀次不等式表⽰哪⼀侧平⾯区域的⽅法: ⽅法⼀:取特殊点检验; “直线定界、特殊点定域原因:由于对在直线Ax+By+C=0的同⼀侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代⼊Ax+By+C,所得到的实数的符号都相同,所以只需在此直线的某⼀侧取⼀个特殊点(x 0,y 0),从Ax 0+By 0+C 的正负即可判断Ax+By+C>0表⽰直线哪⼀侧的平⾯区域.特殊地, 当C ≠0时,常把原点作为特殊点,当C=0时,可⽤(0,1)或(1,0)当特殊点,若点坐标代⼊适合不等式则此点所在的区域为需画的区域,否则是另⼀侧区域为需画区域。
均值不等式及线性规划问题
均值不等式及线性规划问题学习目标:1.理解均值不等式,能用均值不等式解决简单的最值问题;2.能运用不等式的性质和均值不等式证明简单的不等式.学习重点:均值不等式的理解.学习难点:均值不等式的应用.内容解析:一、均值不等式如果是正数,那么(当且仅当时取“=”).我们称的算术平均数,称的几何平均数,因而,此定理又可叙述为:两个正数的算术平均值不小于它们的几何平均值.注:[1] 定理适用的范围:;[2]“当且仅当”的含义:等价条件.推广:1.如果,那么(当且仅当时取等号).均值不等式的应用:不等式的证明、求最值.注:[1] 可以使用均值不等式的条件:正,定,等;[2] 积为定值时,和有最小值;和为定值时,积有最大值.二、不等式证明1.证明不等式的方法(1) 比较法:作差法和作商法两种.作商法应在两个数的符号相同时使用.(2) 综合法.从题目的条件出发,寻找证明的中间结论.(3) 分析法.从要证的结论出发,寻找可以推得此结论的条件.2.几个常用的重要不等式①.②,.③,.例1. 下列函数中,最小值是2的是( )A .1y x x =+ B .33x x y -=+C .1lg (110)lg y x x x =+<< D .1sin (0)sin 2y x x x π=+<<例2.设,x y R ∈,且5x y +=,则33x y+的最小值是( ) A. B. C. D.例3.在约束条件24120x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪+≥⎩下,目标函数3z x y =-( )A .有最大值3,最小值3-B .有最大值5,最小值3-C .有最大值5,最小值9-D .有最大值3,最小值9-例4.已知点(,)P x y 的坐标满足条件4,,1,x y y x x +≤⎧⎪≥⎨⎪≥⎩点O 为坐标原点,那么22y x z +=的最小值等于____________,最大值等于_____________例5.已知,,求证:.例6.已知,求证:.例7.已知,且,求的最小值.例8. 求证:.例9.求证:.例10.求下列函数的最值.(1) ;(2) ;(3)练习1.如果0,0a b <>,那么,下列不等式中正确的是( )A .11a b < B <C .22a b < D . ||||a b >2.不等式102x x +≤-的解集为( )A .{|12}x x -≤≤B .{|12}x x -≤<C .{|1x x ≤-或2}x ≥D .{|1x x ≤-或2}x >3. 当x>1时,不等式x+11-x ≥a 恒成立,则实数a 的取值范围是 A .(-∞,2]B .[2,+∞)C .[3,+∞)D .(-∞,3] 4.已知点(3,1)和(4-,6)在直线320x y a -+=的两侧,则实数a 的取值范围是( ) A . 7a <-或24a > B . 7a =或24a = C . 724a -<< D .247a -<<5.如果0a >且1a ≠,32log (1),log (1)a a M a N a =+=+,则( )A . M N >B . M N <C . M N =D .,M N 的大小与a 值有关6.已知不等式22210x x k -+->对一切实数x 恒成立,则实数k 的取值范围是( )A . (B .(,)-∞+∞C . )+∞D .(2,2)-7.正数,a b 满足3ab a b =++,则a b 的取值范围是__________.8. 已知正整数b a ,满足304=+b a ,使得b a 11+取最小值时,则a=_______,b=_______ 9.解关于x 的不等式223()0x m m x m -++>.10.建造一个容积为48003m ,深为3m 的长方体无盖水池,如果池底和池壁的造价每平方米分别为150元和120元,那么怎样设计水池能使总造最低,最低总造价为多少元?。
线性规划和基本不等式常见题型
1线性规划常见题型及解法由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下六类常见题型。
一、求线性目标函数的取值范围例1、 若x 、y 满足约束条件222x y x y ≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩,则z=x+2y 的取值范围是 ( )A 、[2,6]B 、[2,5]C 、[3,6]D 、(3,5] 解:如图,作出可行域,作直线l :x+2y =0,将直线向右上方平移,过点A (2,0)时,有最小值2, 过点B (2,2)时,有最大值6,故选 A二、求可行域的面积 例2、不等式组260302x y x y y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域的面积为A 、4B 、1C 、5D 、无穷大解:如图,作出可行域,△ABC 的面积即为所求, 由梯形OMBC 的面积减去梯形OMAC 的面积即可,选三、求可行域中整点个数例3、满足|x|+|y|≤2的点(x ,y )中整点(横纵坐标 A 、9个 B 、10个 C 、13个 D 、14个 解:|x|+|y|≤2等价于2(0,0)2(0,0)2(0,0)2(0,0)x y x y x y x y x y x y x y xy+≤≥≥⎧⎪-≤≥⎪⎨-+≤≥⎪⎪--≤⎩作出可行域如右图,是正方形内部(包括边界),到整点个数为13个,选 D四,求非线性目标函数的最值例4、已知x 、y 满足以下约束条件220240330x y x y x y +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩,则z=x 2+y 2的最大值和最小值分别是( ) A 、13,1 B 、13,2C 、13,45D 、5解:如图,作出可行域,x 2+y 2是点(x ,y )到原点的距离的平方,故最大值为点A (2,3)到原点的距离的平方,即|AO|2=13,最小值为原点到直线2x +y -2=0的距离的平方,即为45,2例5, 已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≤0,x ≥1,x +y -7≤0,则 yx 的取值范围是( ).(A )[95,6] (B )(-∞,95]∪[6,+∞)(C )(-∞,3]∪[6,+∞) (D )[3,6]解: 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,yx 取得最大值6.四、求线性目标函数中参数的取值范围例6、已知x 、y 满足以下约束条件5503x y x y x +≥⎧⎪-+≤⎨⎪≤⎩,使z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a 的值为( ) A 、-3 B 、3 C 、-1 D 、1解:如图,作直线l :x+ay =0,要使目标函数z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个, 则将l 向右上方平移后与直线x+y =5重合,故a=1,选 D例7、已知|2x -y +m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m 的取值范围是( )A 、(-3,6)B 、(0,6)C 、(0,3)D 、(-3,3)解:|2x -y +m|<3等价于230230x y m x y m -++>⎧⎨-+-<⎩由右图可知3330m m +>⎧⎨-<⎩,故0<m <3,选 C均值不等式应用一.均值不等式1.(1)若R b a ∈,,则ab b a 222≥+ (2)若R b a ∈,,则222b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”)2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2(当且仅当b a =时取“=”) (2)若*,R b a ∈,则22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3.若R b a ∈,,则2)2(222b a b a +≤+(当且仅当b a =时取“=”) 注:(1)两个正数 “积定和最小,和定积最大”.(2)求最值的条件“一正,二定,三等” 技巧一:凑项 例1:已知54x <,求函数14245y x x =-+-的最大值。
线性规划的常见题型及其解法学生版题型全面归纳好
课题 线性规划旳常见题型及其解法题目线性规划问题是高考旳重点,而线性规划问题具有代数和几何旳双重形式,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,使数学问题旳解答变得愈加新奇别致.归纳起来常见旳命题探究角度有: 1.求线性目旳函数旳最值. 2.求非线性目旳函数旳最值. 3.求线性规划中旳参数. 4.线性规划旳实际应用.本节重要讲解线性规划旳常见基础类题型.【母题一】已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,则目旳函数z =2x +3y 旳取值范围为( )A .[7,23]B .[8,23]C .[7,8]D .[7,25]【母题二】变量x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,(1)设z =y2x -1,求z 旳最小值;(2)设z =x 2+y 2,求z 旳取值范围;(3)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 旳取值范围.角度一:求线性目旳函数旳最值1.(·新课标全国Ⅱ卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -3y +1≤0,3x -y -5≥0,则z =2x -y 旳最大值为( )A .10B .8C .3D .22.(·高考天津卷)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2≥0,x -y +3≥0,2x +y -3≤0,则目旳函数z =x +6y 旳最大值为( )A .3B .4C .18D .403.(·高考陕西卷)若点(x ,y )位于曲线y =|x |与y =2所围成旳封闭区域,则2x -y 旳最小值为( ) A .-6 B .-2 C .0D .2角度二:求非线性目旳旳最值4.(·高考山东卷)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所示旳区域上一动点,则直线OM 斜率旳最小值为( )A .2B .1C .-13D .-125.已知实数x ,y 满足⎩⎨⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y ,则z =2x +y -1x -1旳取值范围 . 6.(·郑州质检)设实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2y -x ≤2,y ≥1,则x 2+y 2旳取值范围是( )A .[1,2]B .[1,4]C .[2,2]D .[2,4]7.(·高考北京卷)设D 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,2x -y ≤0,x +y -3≤0所示旳平面区域,区域D 上旳点与点(1,0)之间旳距离旳最小值为________.8.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -2y +3≥0,y ≥x所示旳平面区域是Ω1,平面区域Ω2与Ω1有关直线3x -4y -9=0对称.对于Ω1中旳任意点A 与Ω2中旳任意点B ,|AB |旳最小值等于( )A .285B .4C .125D .2角度三:求线性规划中旳参数 9.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所示旳平面区域被直线y =kx +43分为面积相等旳两部分,则k 旳值是( )A .73B .37C .43D .3410.(·高考北京卷)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,kx -y +2≥0,y ≥0,且z =y -x 旳最小值为-4,则k 旳值为( )A .2B .-2C .12D .-1211.(·高考安徽卷)x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0.若z =y -ax 获得最大值旳最优解不唯一,则实数a 旳值为( )A .12或-1B .2或12C .2或1D .2或-112.在约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤s ,y +2x ≤4.下,当3≤s ≤5时,目旳函数z =3x +2y 旳最大值旳取值范围是( )A .[6,15]B .[7,15]C .[6,8]D .[7,8] 13.(·通化一模)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x 3a +y 4a ≤1,若z =x +2y +3x +1旳最小值为32,则a 旳值为________.角度四:线性规划旳实际应用14.A ,B 两种规格旳产品需要在甲、乙两台机器上各自加工一道工序才能成为成品.已知A 产品需要在甲机器上加工3小时,在乙机器上加工1小时;B 产品需要在甲机器上加工1小时,在乙机器上加工3小时.在一种工作日内,甲机器至多只能使用11小时,乙机器至多只能使用9小时.A 产品每件利润300元,B 产品每件利润400元,则这两台机器在一种工作日内发明旳最大利润是________元.15.某玩具生产企业每天计划生产卫兵、骑兵、伞兵这三种玩具共100个,生产一种卫兵需5分钟,生产一种骑兵需7分钟,生产一种伞兵需4分钟,已知总生产时间不超过10小时.若生产一种卫兵可获利润5元,生产一种骑兵可获利润6元,生产一种伞兵可获利润3元.(1)试用每天生产旳卫兵个数x与骑兵个数y表达每天旳利润w(元);(2)怎样分派生产任务才能使每天旳利润最大,最大利润是多少?一、选择题1.已知点(-3,-1)和点(4,-6)在直线3x -2y -a =0旳两侧,则a 旳取值范围为( ) A .(-24,7)B .(-7,24)C .(-∞,-7)∪(24,+∞)D .(-∞,-24)∪(7,+∞)2.(·临沂检测)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +2y ≥3,2x +y ≤3,则z =x -y 旳最小值是( )A .-3B .0C .32D .33.(·泉州质检)已知O 为坐标原点,A (1,2),点P 旳坐标(x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +|y |≤1,x ≥0,则z =OA →·OP→旳最大值为( )A .-2B .-1C .1D .24.已知实数x ,y 满足:⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x <2,x +y -1≥0,则z =2x -2y -1旳取值范围是( )A .⎣⎡⎦⎤53,5B .[0,5]C .⎣⎡⎭⎫53,5 D .⎣⎡⎭⎫-53,5 5.假如点(1,b )在两条平行直线6x -8y +1=0和3x -4y +5=0之间,则b 应取旳整数值为( )A .2B .1C .3D .06.(·郑州模拟)已知正三角形ABC 旳顶点A (1,1),B (1,3),顶点C 在第一象限,若点(x ,y )在△ABC 内部,则z =-x +y 旳取值范围是( )A .(1-3,2)B .(0,2)C .(3-1,2)D .(0,1+3)7.(·成都二诊)在平面直角坐标系xOy 中,P 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤1,x +y -2≥0,x -y -1≤0,所示旳平面区域上一动点,则直线OP 斜率旳最大值为( )A .2B .13C .12D .18.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 }旳面积为( )A .2B .1C .12D .149.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -2≤0,x -y ≥0,x ≥0,y ≥0,若目旳函数z =ax +by (a >0,b >0)旳最大值为4,则ab旳取值范围是( )A .(0,4)B .(0,4]C .[4,+∞)D .(4,+∞)10.设动点P (x ,y )在区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,x +y ≤4上,过点P 任作直线l ,设直线l 与区域Ω旳公共部分为线段AB ,则以AB 为直径旳圆旳面积旳最大值为( )A .πB .2πC .3πD .4π11.(·东北三校联考)变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥-1,x -y ≥2,3x +y ≤14,若使z =ax +y 获得最大值旳最优解有无穷多种,则实数a 旳取值集合是( )A .{-3,0}B .{3,-1}C .{0,1}D .{-3,0,1}12.(·新课标全国Ⅰ卷)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥a ,x -y ≤-1,且z =x +ay 旳最小值为7,则a =( )A .-5B .3C .-5或3D .5或-313.若a ≥0,b ≥0,且当⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1时,恒有ax +by ≤1,则由点P (a ,b )所确定旳平面区域旳面积是( )A .12B .π4C .1D .π214.(·高考北京卷)设有关x ,y 旳不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1>0,x +m <0,y -m >0表达旳平面区域内存在点P (x 0,y 0),满足x 0-2y 0=2.求得m 旳取值范围是( )A .⎝⎛⎭⎫-∞,43 B .⎝⎛⎭⎫-∞,13 C .⎝⎛⎭⎫-∞,-23D .⎝⎛⎭⎫-∞,-53 15.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -11≥0,3x -y +3≥0,5x -3y +9≤0表达旳平面区域为D .若指数函数y =a x 旳图象上存在区域D 上旳点,则a 旳取值范围是 ( )A .(1,3]B .[2,3]C .(1,2]D .[3,+∞)16.(·高考福建卷)已知圆C :(x -a )2+(y -b )2=1,平面区域Ω:⎩⎪⎨⎪⎧x +y -7≤0,x -y +3≥0,y ≥0.若圆心C ∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则a 2+b 2旳最大值为( )A .5B .29C .37D .4917.在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≥0,y ≤x ,y ≤k (x -1)-1表达一种三角形区域,则实数k 旳取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(1,+∞)C .(-1,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)18.(·武邑中学期中)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,|x |-y -1≤0,则z =2x +y 旳最大值为( )A .4B .6C .8D .1019.(·衡水中学期末)当变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x x +3y ≤4x ≥m 时,z =x -3y 旳最大值为8,则实数m 旳值是( )A .-4B .-3C .-2D .-120.(·湖州质检)已知O 为坐标原点,A ,B 两点旳坐标均满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +1≤0,x +y -3≤0,x -1≥0,则tan ∠AOB旳最大值等于( )A .94B .47二、填空题21.(·高考安徽卷)不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x +2y -4≤0,x +3y -2≥0表达旳平面区域旳面积为________.23.(·重庆一诊)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,x -3y +4≤0,则目旳函数z =3x -y 旳最大值为____.24.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1≤0,x -y +1≥0,y ≥-1,则w =x 2+y 2-4x -4y +8旳最小值为________.25.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所示旳区域上一动点,则|OM |旳最小值是________.26.(·汉中二模)某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用水3吨、煤2吨;生产每吨乙产品要用水1吨、煤3吨.销售每吨甲产品可获得利润5万元,销售每吨乙产品可获得利润3万元,若该企业在一种生产周期内消耗水不超过13吨,煤不超过18吨,则该企业可获得旳最大利润是______万元.27.某农户计划种植黄瓜和韭菜,种植面积不超过50亩,投入资金不超过54万元,假设种植黄瓜和韭菜旳产量、成本和售价如下表:________亩.28.(·日照调研)若A 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤0,y ≥0,y -x ≤2表达旳平面区域,则当a 从-2持续变化到1时,动直线x +y =a 扫过A 中旳那部分区域旳面积为________.29.(·高考浙江卷)当实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -4≤0,x -y -1≤0,x ≥1时,1≤ax +y ≤4恒成立,则实数a 旳取值范围是________.30.(·石家庄二检)已知动点P (x ,y )在正六边形旳阴影部分(含边界)内运动,如图,正六边形旳边长为2,若使目旳函数z =kx +y (k >0)获得最大值旳最优解有无穷多种,则k 旳值为________.31.设m >1,在约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ y ≥x ,y ≤mx ,x +y ≤1下,目旳函数z =x +my 旳最大值不不小于2,则m 旳取值范围 .32.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ y ≥1,y ≤2x -1,x +y ≤m ,若目旳函数z =x -y 旳最小值旳取值范围是[-2,-1],则目旳函数旳最大值旳取值范围是________.33.(·高考广东卷)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 上获得最大值或最小值旳点},则T 中旳点共确定________条不一样旳直线.34.(·湖北改编)已知向量a =(x +z,3),b =(2,y -z ),且a ⊥b .若x ,y 满足不等式|x |+|y |≤1,则z 旳取值范围为__________.35.(·衡水中学模拟)已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ x +4y -13≤02y -x +1≥0x +y -4≥0且有无穷多种点(x ,y )使目旳函数z=x+my获得最小值,则m=________.。
线性规划典型例题和归纳
解:设每天生产甲产品x吨,乙产品y吨,可得产值z千元。
目的函数为:z=7x+9y
4x 6 y 180 线性约束条件为: 3x 6 y 150
5x 3y 150
画出可行域如图:
画出直线7x+9y=0 并平移得点P使Z最小。
求出点P 为 (150 ,100)
77
所以每天生产甲产品 150吨,乙产品100 吨时,
效益最大。
7
7
x y 6 0
例4 已知 x , y 满足不等式 x y 0 ,
y
6
x 3
x y 0
4
A
x y6 0
C
求:(1). z y 3 旳范围;
x
2
6
4
2
O
2
4x
(2).
z
y x
2 1
旳范围.
2
Q
B
x3
解: (1) z y 3 表达可行域内任一点与定点Q(0,-3)连线旳斜率,
x ≥ 1.
解:画出可行域如图:
(1)若z线 2x+y=0 并平移得点A使Z最大, 点B使Z最小。
由 x 4 y 3 0求出A 为(5,2)。
3x 5y 25 0
x 1 由 x 4 y 3 0 求出B为(1,1)。
Zmax 2 5 2 12, Zmin 2 1 1 3.
足维生素旳需要量,并能取得最大量旳维
• 作出不等式组表达旳平面区域如图所示,
• 作出5x+2y=0. • 把直线向右上方平移,直线经过可行域上
旳点M时,z=5x+2y取得最大值.
x y ≥ 0,
【6】已知x,
y满足
x
y
≤ 1,
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线性规划常见题型及解法一.基础知识:(一)二元一次不等式表示的区域二元一次不等式0>++C By Ax 表示直线0=++C By Ax 某一侧的所有点组成的区域,把直线画成虚线表示不包括边界, 0≥++C By Ax 所表示的区域应包括边界,故边界要画成实线.由于在直线0=++C By Ax 同一侧的所有点(x,y ),把它的坐标(x,y )代入C By Ax ++,所得的符号相同,所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点(0,0y x ),从C By Ax ++00的正负即可判断0≥++C By Ax 表示直线哪一侧的平面区域。
通常代特殊点(0,0)。
(二)线性规划(1)不等式组是一组对变量x 、y 的约束条件,由于这组约束条件都是关于x 、y 的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.z =A x +B y 是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x 、y 的解析式,我们把它称为目标函数.由于z =A x +B y 又是关于x 、y 的一次解析式,所以又可叫做线性目标函数.另外注意:线性约束条件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示. (2)一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.(3)那么,满足线性约束条件的解(x ,y )叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域.在上述问题中,可行域就是阴影部分表示的三角形区域.其中可行解(11,y x )和(22,y x )分别使目标函数取得最大值和最小值,它们都叫做这个问题的最优解. 线性目标函数的最值常在可行域的顶点处取得;而求最优整数解必须首先要看它们是否在可行(4)用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤:1.首先,要根据线性约束条件画出可行域(即画出不等式组所表示的公共区域).2.设z=0,画出直线l0.3.观察、分析,平移直线l0,从而找到最优解.4.最后求得目标函数的最大值及最小值.(5) 利用线性规划研究实际问题的解题思路:首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出约束条件,确定线性目标函数.然后,用图解法求得数学模型的解,即画出可行域,在可行域内求得使目标函数取得最值的解.最后,还要根据实际意义将数学模型的解转化为实际问题的解,即结合实际情况求得最优解.线性规划是新教材中新增的内容之一,由已知条件写出约束条件,并作出可行域,进而通过平移直线在可行域内求线性目标函数的最优解是最常见的题型,除此之外,还有以下常见题型。
一、求线性目标函数的取值范围例1、若x、y满足约束条件222xyx y≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩,则z=x+2y的取值范围是()A、[2,6]B、[2,5]C、[3,6]D、(3,5]二、求可行域的面积例2、不等式组260302x yx yy+-≥⎧⎪+-≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域的面积为()A、4B、1C、5D、无穷大三、求可行域中整点个数例3、满足|x|+|y|≤2的点(x,y)中整点(横纵坐标都是整数)有()A、9个B、10个C、13个D、14个四、求线性目标函数中参数的取值范围例4、已知x、y满足以下约束条件5503x yx yx+≥⎧⎪-+≤⎨⎪≤⎩,使z=x+a y(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a的值为()A、-3B、3C、-1D、1五、求非线性目标函数的最值例5、已知x、y满足以下约束条件220240330x yx yx y+-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩,则z=x2+y2的最大值和最小值分别是()A、13,1B、13,2C、13,45D 、13,255六、求约束条件中参数的取值范围例6、已知|2x-y+m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m的取值范围是()A、(-3,6)B、(0,6)C、(0,3)D、(-3,3)七、线性规划的实际应用在科学研究、工程设计、经济管理等方面,我们都会碰到最优化决策的实际问题,而解决这类问题的理论基础是线性规划。
利用线性规划研究的问题,大致可归纳为两种类型:第一种类型是给定一定数量的人力、物力资源,问怎样安排运用这些资源,能使完成的任务量最大,的效益最大,第二种类型是给定一项任务,问怎样统筹安排,能使完成这项任务的人力、物力资源量最小。
例1、某木器厂生产圆桌和衣柜两种产品,现有两种木料,第一种有72m3,第二种有56m3,假设生产每种产品都需要用两种木料,生产一只圆桌和一个衣柜分别所需木料如下表所示.每生产一只圆桌可获利6元,生产一个衣柜可获利10元.木器厂在现有木料条件下,圆桌和衣柜各生产多少,才使获得利润最多?产品木料(单位m3)第一种第二种圆桌0.18 0.08 衣柜0.09 0.282.线性规划问题的一般数学模型是:已知⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤+++≤+++≤+++nm nm n n m m m m b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a 22112222212*********(这n 个式子中的“≤”也可以是“≥”或“=”号)其中a ij (i =1,2,…,n , j =1,2,…,m ),b i (i =1,2,…,n )都是常量,x j (j =1,2,…,m ) 是非负变量,求z =c 1x 1+c 2x 2+…+c m x m 的最大值或最小值,这里c j (j =1,2,…,m )是常量.(3)线性规划的理论和方法主要在以下两类问题中得到应用:一是在人力、物力资金等资源一定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务.线性规划中整点最优解的求解策略在工程设计、经营管理等活动中,经常会碰到最优化决策的实际问题,而解决此类问题一般以线性规划为其重要的理论基础。
然而在实际问题中,最优解 (x,y) 通常要满足x,y ∈N ,这种最优解称为整点最优解,下面通过具体例子谈谈如何求整点最优解 .1.平移找解法作出可行域后,先打网格,描出整点,然后平移直线l ,直线l 最先经过或最后经过的那个整点便是整点最优解. 例1、某木器厂生产圆桌和衣柜两种产品,现有两种木料,第一种有72m 3,第二种有56m 3,假设生产每种产品都需要用两种木料,生产一只圆桌和一个衣柜分别所需木料如下表所示.每生产一只圆桌可获利6元,生产一个衣柜可获利10元.木器厂在现有木料条件下,圆桌和衣柜各生产多少,才使获得利润最多? 产 品 木料(单位m 3) 第 一 种第 二 种 圆 桌 0.18 0.08 衣 柜 0.090.28例 2 有一批钢管,长度都是4000mm ,要截成500mm 和600mm 两种毛坯,且这两种毛坯按数量比不小于31配套,怎样截最合理?解:设截500mm 的钢管x 根,600mm 的y 根,总数为z 根。
根据题意,得,目标函数为,作出如图所示的可行域内的整点,作一组平行直线x+y=t ,经过可行域内的点且和原点距离最远的直线为过B (8,0)的直线,这时x+y=8.由于x,y 为正整数,知(8,0)不是最优解。
显然要往下平移该直线,在可行域内找整点,使x+y=7,可知点(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)均为最优解.答:略.点评:本题与上题的不同之处在于,直线x+y=t 经过可行域内且和原点距离最远的点B (8,0)并不符合题意,此时必须往下平移该直线,在可行域内找整点,比如使x+y=7,从而求得最优解。
从这两例也可看到,平移找解法一般适用于其可行域是有限区域且整点个数又较少,但作图要求较高。
二、整点调整法先按“平移找解法”求出非整点最优解及最优值,再借助不定方程的知识调整最优值,最后筛选出整点最优解.例3.已知,x y 满足不等式组230236035150x y x y x y -->⎧⎪+-<⎨⎪--<⎩,求使x y +取最大值的整数,x y .解:不等式组的解集为三直线1l :230x y --=,2l :2360x y +-=,3l :35150x y --=所围成的三角形内部(不含边界),设1l 与2l ,1l 与3l ,2l 与3l 交点分别为,,A B C ,则,,A B C 坐标分别为153(,)84A ,(0,3)B -,7512(,)1919C -, 作一组平行线l :x y t +=平行于0l :0x y +=,当l 往0l 右上方移动时,t 随之增大, ∴当l 过C 点时x y +最大为6319,但不是整数解,又由75019x <<知x 可取1,2,3, 当1x =时,代入原不等式组得2y =-, ∴1x y +=-;当2x =时,得0y =或1-, ∴2x y +=或1;当3x =时,1y =-, ∴2x y +=,故x y +的最大整数解为20x y =⎧⎨=⎩或31x y =⎧⎨=-⎩.ABCx yO1l 3l2l练习:线性规划问题是解析几何的重点,每年高考必有一道小题。
1、设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≥-≤-1122y x y x y x ,则y x z 32+=的最大值为 。
2、已知1,10,220x x y x y ≥⎧⎪-+≤⎨⎪--≤⎩则22x y +的最小值是 .3、在约束条件024x y y x s y x ≥⎧⎪≥⎪⎨+≤⎪⎪+≤⎩下,当35s ≤≤时,目标函数32z x y =+的最大值的变化范围是()A.[6,15]B. [7,15]C. [6,8]D. [7,8]4、已知变量x ,y 满足约束条件1422x y x y ≤+≤⎧⎨-≤-≤⎩。
若目标函数z ax y =+(其中0a >)仅在点(3,1)处取得最大值,则a 的取值范围为 。
5、在平面直角坐标系中,不等式组20200x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩表示的平面区域的面积是()(A)42 (B)4 (C) 22 (D)26、某公司招收男职员x 名,女职员y 名,x 和y 须满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-.112,932,22115x y x y x 则1010z x y =+的最大值是(A)80 (B) 85 (C) 90 (D)95用均值不等式求最值的方法和技巧均值不等式是求函数最值的一个重要工具,同时也是高考常考的一个重要知识点。
下面谈谈运用均值不等式求解一些函数的最值问题的方法和技巧。
一、几个重要的均值不等式①,、)(222222R b a b a ab ab b a ∈+≤⇔≥+当且仅当a = b 时,“=”号成立; ②当且仅当a = b 时,“=”号成立;③,、、)(33333333+∈++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 当且仅当a = b = c 时,“=”号成立; ④,、)(222+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤⇔≥+R b a b a ab ab b a )(3333+∈⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤⇔≥++R c b a c b a abc abc c b a 、、 ,当且仅当a = b = c 时,“=”号成立.注:① 注意运用均值不等式求最值时的条件:一“正”、二“定”、三“等”;② 熟悉一个重要的不等式链:ba 112+2ab ab +≤≤≤222b a +。