数学必修五第三章
高中数学必修五第三章:不等式专题
《不等式专题》第一讲:不等式的解法知识要点:一、不等式的同解原理:原理1:不等式的两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,所得不等式与原不等式是同解不等式; 原理2:不等式的两边都乘以(或除以)同一个正数或同一个大于零的整式,所得不等式与原不等式是同解不等式;原理3:不等式的两边都乘以(或除以)同一个负数或同一个小于零的整式,并把不等式改变方向后所得不等式与原不等式是同解不等式。
二、一元二次不等式的解法:一元二次不等式的解集的端点值是对应二次方程的根,是对应二次函数的图像与x 轴交点的横坐标。
二次函数()的图象有两相异实根有两相等实根无实根注意:(1)一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的两根12,x x 是相应的不等式20(0)ax bx c a ++>≠的解集的端点的取值,是抛物线2(0)y ax bx c a =++≠与x 轴的交点的横坐标;(2)表中不等式的二次系数均为正,如果不等式的二次项系数为负,应先利用不等式的性质转化为二 次项系数为正的形式,然后讨论解决;(3)解集分0,0,0∆>∆=∆<三种情况,得到一元二次不等式20(0)ax bx c a ++>≠与20(0)ax bx c a ++<≠的解集。
三、一元高次不等式的解法:解高次不等式的基本思路是通过因式分解,将它转化成一次或二次因式的乘积的形式,然后利用数轴标根法或列表法解之。
数轴标根法原则:(1)“右、上”(2)“奇过,偶不过”四、分式不等式的解法:(1)若能判定分母(子)的符号,则可直接化为整式不等式。
(2)若不能判定分母(子)的符号,则可等价转化:()()()()()()()()()()()()()()()()()()000;0.0000;0.0f xg x f x f x f x g x g x g x g x f x g x f x f x f x g x g x g x g x ⋅≥⎧>⇔⋅>≥⇔⎨≠⎩⋅≤⎧<⇔⋅<≤⇔⎨≠⎩ 五、指数、对数不等式的解法:(1)()()()()()()()()()()1; 01f x g x f x g x a a a f x g x aaa f x g x >>⇔>><<⇔<(2)()()()()()()()()log log (1)0;log log (01)0a a a a f x g x a f x g x f x g x a f x g x >>⇔>>><<⇔<<六、含绝对值不等式的解法:()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()220;0.;..f x a a f x a f x a f x a a a f x a f xg x f x g x f x g x f x g x g x f x g x f x g x f x g x >>⇔<-><>⇔-<<>⇔<-><⇔-<<>⇔>或或 对于含有多个绝对值的不等式,利用绝对值的意义,脱去绝对值符号。
人教版高中数学必修5第三章不等式-3
在可行域内打出网格线,
y
B(3,9)
x y0
M(18 , 39) 55
C(4,8)
x
O
2x+y=15 x+2y=18 x+3y=27
直线 x y=12 经过整点B(3,9)和C(4,8),
它们是最优解.
z最小值 =12.
答:要截得所需三种规格的钢板,且使所截两种钢板 张数最小的方法有两种,第一种截法是第一种钢板3 张,第二种钢板9张;第二种截法是截第一种钢板4 张,第二种钢板8张;这两种截法都至少要两种钢板 12张.
或最后经过的点为最优解; (4)求出最优解并代入目标函数,从而求出目标函数的
最值.
简单线性规划问题的图解方法
例1 设 z=2x+y,式中变量x、 y满足下列条件:
x 4 y 3,
3x 5 y 25, 求z的最大值和最小值.
x 1,
分析:作可行域,画平行线,解方程组,求最值.
y x1
第2课时 简单线性规划的应用
1.体会线性规划的基本思想,并能借助几何直观解决 一些简单的实际问题; 2.利用线性规划解决具有限制条件的不等式; 3.培养学生搜集、整理和分析信息的能力,提高数学 建模和解决实际问题的能力.
在实际问题中常遇到两类问题: 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;
获利3万元,每生产一件乙产品获利2万元,
又当如何安排生产才能获得最大利润?
(2)由上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关 系吗?
设生产甲产品x件乙产品y件时,工厂获得的利润为
z,则z=3x+2y.
把z 3x 2 y变形为y 3 x z ,这是斜率为 3 ,
高中数学必修5课件:第3章3-3-1二元一次不等式(组)与平面区域
数学 必修5
第三章 不等式
(3)若直线 l:Ax+By+C=0,记 f(x,y)=Ax+By+C,M(x1, y1),N(x2,y2),则
点M,N在l的同侧 ⇔ fx1,y1·fx2,y2>0 点M,N在l的异侧 ⇔ fx1,y1·fx2,y2<0
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第三章 不等式
1.不等式x-2y≥0表示的平面区域是( )
() A.32 4 C.3
B.23 D.34
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第三章 不等式
解析: 如图所示为不等式表示的平 面区域,平面区域为一三角形,三个顶点 坐标分别为(4,0),43,0,(1,1),所以三角 形的面积为 S=12×4-43×1=43.
答案: C
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第三章 不等式
用二元一次不等式(组)表示实际问题
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第三章 不等式
答案:
4x+3y≤480, 2x+5y≤500, x≥0, y≥0, x,y∈N*
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第三章 不等式
4.画出不等式组x0-≤yx≤+1y0≤,20, 0≤y≤15,
表示的平面区域.
解析: 根据题意画出不等式组表示的平面区域,如图所
示.
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第三章 不等式
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第三章 不等式
3.一工厂生产甲、乙两种产品,生产每种1 t产品的资源 需求如下表:
品种 电力/kW·h 煤/t 工人/人
甲
2
3
5
乙ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8
5
2
该厂有工人200人,每天只能保证160 kW·h的用电额度, 每天用煤不得超过150 t,请在直角坐标系中画出每天甲、乙两 种产品允许的产量的范围.
说课稿 人教版 高中数学必修五 第三章第二节《一元二次不等式及其解法》
一元二次不等式及其解法一、说教材1.教材分析《一元二次不等式及其解法》是人教版高中数学第五册第三章第二节的内容。
本节课首先由实际问题引出一元二次不等式,通过复习一元二次方程与二次函数,进行知识间的整合得到一元二次不等式的解法。
一元二次不等式的解法是初中一元一次不等式的延续和深化,对已学习过的集合知识的巩固和运用具有重要的作用。
许多数学问题的解决都会借助一元二次不等式的解法。
因此,一元二次不等式的解法在整个高中数学教学中具有很强的基础性,体现出很大的工具作用。
2. 教学目标根据以上对教学内容和结构的分析,又考虑到高三年级学生的知识水平,我制定了以下三维教学目标:首先,知识与技能目标是:理解“三个二次”的关系;掌握看图象找解集的方法,熟悉一元二次不等式的解法。
其次,过程与方法目标是:通过看图象找解集,学生学习“从形到数”的转化方法,发展“从具体到抽象”、“从特殊到一般”的归纳概括能力。
最后,情感态度和价值观目标是:通过本节课的学习,激发观察、分析、探求的学习激情,体验数学问题的探究性和挑战性。
3.教学重点和难点一元二次不等式是高中数学中最基本的不等式之一,是解决许多数学问题的重要工具。
因此本节课的教学重点确定为:一元二次不等式的解法。
要把握这个重点,就要利用数形结合的思想方法认识方程的解、不等式的解集与函数图象上对应点的横坐标的内在联系。
由于此前没有专门研究过这类问题,要真正掌握有一定的难度。
因此,本节课的教学难点确定为:“三个二次”的关系。
二、说学情奥苏伯尔认为:“影响学习的最重要的因素,就是学习者已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学”,因而在教学之始,必须关注学生的基本情况。
高三的学生的思维发展达到了新的水平,具有更高的抽象概括性抽象逻辑思维趋向理论型,喜欢探究事物的本质,敢于大胆发表自己的见解,喜欢怀疑。
知识层次上,学生已经具备了初等代数、几何的相关知识,这些为学习一元二次不等式及其解法提供了坚实的基础。
高中数学必修五第三章
不等式知识点归纳一、两实数大小的比较: 0a b a b ->⇔>;0a b a b -=⇔=;0a b a b -<⇔<. 二、不等式的性质: ①a b b a >⇔<;②,a b b c a c >>⇒>;③a b a c b c >⇒+>+; ④,0a b c ac bc >>⇒>,,0a b c ac bc ><⇒<;⑤,a b c d a c b d >>⇒+>+; ⑥0,0a b c d ac bd >>>>⇒>;⑦()0,1n n a b a b n n >>⇒>∈N >; ⑧)0,1n n a b a b n n >>>∈N >. 三、基本不等式定理1、整式形式:①()222,a b ab a b R +≥∈;②()22,2a b ab a b R +≤∈;③()20,02a b ab a b +⎛⎫≤>> ⎪⎝⎭;④()222,22a b a b a b R ++⎛⎫≥∈ ⎪⎝⎭2、根式形式:①2a bab +≥(0a >,0b >)②a+b ≤)a 222b +( 3、分式形式:a b +ba≥2(a 、b 同号)4、倒数形式:a>0⇒a+a 1≥2 ;a<0⇒a+a1≤-2四、公式:b1a 12+≤ab ≤2ba +≤222b a + 五、极值定理:设x 、y 都为正数,则有⑴若x y s +=(和为定值),则当x y =时,积xy 取得最大值24s .⑵若xy p =(积为定值),则当x y =时,和x y +取得最小值2p . 六、解不等式1、一元一次不等式: ax>b (a ≠0)的解:当a>0时,x>a b ;当a<0时,x<ab;2、一元二次不等式:只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式.3、二次函数的图象、一元二次方程的根、一元二次不等式的解集间的关系:判别式24b ac ∆=-0∆> 0∆= 0∆<二次函数2y ax bx c =++()0a >的图象一元二次方程20ax bx c ++=()0a >的根有两个相异实数根1,22b x a-∆=()12x x <有两个相等实数根122b x x a==-没有实数根一元二次不等式的解集20ax bx c ++>()0a >{}12x x x x x <>或2b x x a ⎧⎫≠-⎨⎬⎩⎭R20ax bx c ++<()0a >{}12x xx x <<∅ ∅4、解一元二次不等式步骤:一化:化二次项前的系数为整数二判:判断对应方程的根,三求:求对应方程的根,四画:画出对应函数的图像,五解集:根据图像写出不等式的解集 5、解分式不等式:)()(f x g x >0⇔f(x)g(x)>0 ; )()(f x g x ≤0⇔⎩⎨⎧≠≤0)(0)()(f x g x g x 6、解高次不等式:(x-1a )(x-2a )…(x-n a )>07、解含参数的不等式:解形如a 2x +bx+c>0的不等式时分类讨论的标准有:(1)讨论a 与0的大小(2)讨论∆与0的大小(3)讨论两根的大小 七、一元二次方程根的分布问题:方法:依据二次函数的图像特征从:开口方向、判别式、对称轴、函数值三个角度列出不等式组,总之都是转化为一元二次不等式组求解。
高中数学第三章不等式3.1不等式关系与不等式课件新人教A版必修5
为函数 y=1x在(-∞,0)上单调递减,a<b<0,所以1a>1b,
故 D 正确.
答案:D
5.若 x>1,y>2,则: (1)2x+y>________; (2)xy>________. 解析:(1)x>1⇒2x>2,2x+y>2+2=4;(2)xy>2. 答案:(1)4 (2)2
类型 1 用不等式(组)表示不等关系 [典例 1] 分别写出满足下列条件的不等式: (1)一个两位数的个位数字 y 比十位数字 x 大,且这 个两位数小于 30; (2)某电脑用户计划用不超过 500 元的资金购买单价 分别为 60 元的单片软件 x 片和 70 元的盒装磁盘 y 盒.根 据需要,软件至少买 3 片,磁盘至少买 2 盒. 解:(1)y>x>0,30>10x+y>9,且 x,y∈N*; (2)x≥3,y≥2,60x+70y≤500,且 x,y∈N*.
同向 5
可加性
ac>>db⇒a+c⑫>b+d
同向同正 6
可乘性
ac>>db>>00⇒ac⑬>bd
7
可乘方性 a>b>0⇒an>bn(n∈N,n≥1)
8
可开方性
nn
a>b>0⇒ a> b(n∈N,n≥2)
[思考尝试·夯基] 1.思考义是指 x 不小于 2.( ) (2)若 a<b 或 a=b 之中有一个正确,则 a≤b 正 确.( ) (3)若 a>b,则 ac>bc 一定成立.( ) (4)若 a+c>b+d,则 a>b,c>d.( )
解析:(1)正确.不等式 x≥2 表示 x>2 或 x=2,即 x 不小于 2,故此说法是正确的.(2)正确.不等式 a≤b 表示 a<b 或 a=b.故若 a<b 或 a=b 中有一个正确,则 a ≤b 一定正确.(3)错误.由不等式的可乘性知,当不等式 两端同乘以一个正数时,不等号方向不变,因此由 a>b, 则 ac>bc,不一定成立,故此说法是错误的.(4)错误.取 a=4,c=5,b=6,d=2,满足 a+c>b+d,但不满足 a >b,故此说法错误.
说课标说教说课稿人教版高中数学必修5第三章不等式
说课标,说教材说课稿人教版高中数学必修5第三章《不等式》各位评委、各位老师,大家好:今天我“说课标、说教材”的内容是人教版高中数学必修5第三章《不等式》。
下面我将从说课标、说教材、说建议三大方面面进行研说。
其中说课标包括数学课程的总体目标、必修五《不等式》课程目标、必修五《不等式》内容标准。
说教材包括教材的编写特点、教材编写体例、目的、教材的内容结构及知识与技能的立体式整合一、说课标(一)、数学课程的总体目标高中数学课程的总目标是:使学生在九年义务教育数学课程的基础上,进一步提高作为未来公民所必要的数学素养,以满足个人发展与社会进步的需要。
具体目标如下:1、获得数学基础知识、基本技能、基本方法、基本实践活动2、培养学生的空间想象、抽象概括、推理论证、运算求解、数据处理的能力;培养应用意识、创新意识3、提高兴趣、树立信心、树立辩证唯物主义世界观这三个目标分别体现了数学课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上对学生提出的要求。
(二)、必修五《不等式》课程目标:1、知识与技能:了解不等式(组)的实际背景。
经历从实际情境中抽象出一元二次不等式二元一次不等式组模型的过程。
探索并了解基本不等式的证明过程。
会用基本不等式解决简单的最值问题。
2、过程与方法:通过本章学习培养和发展学生勇于自主探索,合作学习,勇于创新精神,体会事物之间普遍联系的思想。
3、情感态度与价值观:激发学生学习兴趣,拓展学生视野,培养良好的学习习惯。
(三)、必修五《不等式》内容标准:在本模块中,学生将通过具体情境,感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值;掌握求解一元二次不等式的基本方法,并能解决一些实际问题;能用二元一次不等式组表示平面区域,并尝试解决一些简单的二元线性规划问题;认识基本不等式及其简单应用;体会不等式、方程及函数之间的联系。
二、说教材:(一)、教材的编写特点1、关注数学情境的建立,注重兴趣培养。
【精品课件】高中数学必修五 第三章不等式课件
当a<1时,①即为(x-aa- -21)(x-2)<0, 而2-aa- -21=a-a 1. 若0<a<1,则aa- -21>2,此时2<x<aa- -21; 若a=0,则(x-2)2<0,此时无解; 若a<0,则aa- -21<2,此时aa- -21<x<2.
综上所述: 当a>1时,不等式的解集为{x|x<aa- -21,或x>2}; 当0<a<1时,不等式的解集为{x|2<x<aa- -21}; 当a=0时,不等式的解集为∅; 当a<0时,不等式的解集为{x|aa- -21<x<2}.
6.利用不等式解函数、方程有关问题 利用基本不等式可找到函数的一些极值点,可求出函 数的定义域,值域并能够画出函数的图象.
热点 问 题 剖 析
一、不等式性质的应用 不等式的性质共有8条,在应用不等式性质时要注意每 个性质的使用条件.不要盲目乱用或错用.特别地在应用 乘法性质时,容易漏掉“同正”这一条件,另外在进行不 等式加减运算时,要注意不等式与等式间线性运算的区 别,切勿因直接加减以增大或缩小不等式的范围.
(k为
常数).如果不搞促销活动,该产品的年销售量只有1万
件.已知2008年,生产该产品的固定投入为8万元,每生产
1万件该产品需要再投入16万元,厂家将每件产品的销售价
格定为“年平均每件产品成本”的1.5倍(产品成本包括固定
投入和再投入两部分资金).
(1)将2008年该产品的利润y万元表示为年促销费m万元 的函数;
4.简单线性规划问题的解法 简单线性规划问题的解法称为图解法,即通过研究一 组平行直线与可行域有交点时,直线在y轴上的截距的最大 (小)值求解.
人教A版高中数学必修五第三章3.3.1.docx
高中数学学习材料鼎尚图文*整理制作§3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域课时目标1.了解二元一次不等式表示的平面区域.2.会画出二元一次不等式(组)表示的平面区域.1.二元一次不等式(组)的概念含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式叫做二元一次不等式.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.2.二元一次不等式表示的平面区域在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域,把直线画成虚线以表示区域不包括边界.不等式Ax+By+C≥0表示的平面区域包括边界,把边界画成实线.3.二元一次不等式(组)表示平面区域的确定(1)直线Ax+By+C=0同一侧的所有点的坐标(x,y)代入Ax+By+C所得的符号都相同.(2)在直线Ax+By+C=0的一侧取某个特殊点(x0,y0),由Ax0+By0+C的符号可以断定Ax+By+C>0表示的是直线Ax+By+C=0哪一侧的平面区域.一、选择题1.如图所示,表示阴影部分的二元一次不等式组是()A.⎩⎪⎨⎪⎧ y ≥-23x -2y +6>0x <0 B.⎩⎪⎨⎪⎧ y ≥-23x -2y +6≥0x ≤0C.⎩⎪⎨⎪⎧y >-23x -2y +6>0x ≤0D.⎩⎪⎨⎪⎧y >-23x -2y +6<0x <0答案 C解析 可结合图形,根据确定二元一次不等式组表示的平面区域的方法逆着进行.由图知所给区域的三个边界中,有两个是虚的,所以C 正确.2.已知点(-1,2)和(3,-3)在直线3x +y -a =0的两侧,则a 的取值范围是( ) A .(-1,6) B .(-6,1)C .(-∞,-1)∪(6,+∞)D .(-∞,-6)∪(1,+∞) 答案 A解析 由题意知,(-3+2-a )(9-3-a )<0, 即(a +1)(a -6)<0,∴-1<a <6.3.如图所示,表示满足不等式(x -y )(x +2y -2)>0的点(x ,y )所在的区域为( )答案 B解析 不等式(x -y )(x +2y -2)>0等价于不等式组(Ⅰ)⎩⎪⎨⎪⎧x -y >0,x +2y -2>0或不等式组(Ⅱ)⎩⎪⎨⎪⎧x -y <0,x +2y -2<0.分别画出不等式组(Ⅰ)和(Ⅱ)所表示的平面区域,再求并集,可得正确答案为B.4.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧4x +3y ≤12,x -y >-1,y ≥0表示的平面区域内整点的个数是( )A .2个B .4个C .6个D .8个答案 C解析 画出可行域后,可按x =0,x =1,x =2,x =3分类代入检验,符合要求的点有(0,0),(1,0),(2,0),(3,0),(1,1),(2,1)共6个.5.在平面直角坐标系中,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥0,x -y +4≥0,x ≤a (a 为常数)表示的平面区域的面积是9,那么实数a 的值为( )A .32+2B .-32+2C .-5D .1 答案 D解析 区域如图,易求得A (-2,2),B (a ,a +4), C (a ,-a ).S △ABC =12|BC |·|a +2|=(a +2)2=9,由题意得a =1.6.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.73B.37C.43D.34 答案 A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M ⎝⎛⎭⎫12,52.当y =kx +43过点⎝⎛⎭⎫12,52时,52=k 2+43, 所以k =73.二、填空题7.△ABC 的三个顶点坐标为A (3,-1),B (-1,1),C (1,3),则△ABC 的内部及边界所对应的二元一次不等式组是________________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -1≥0x -y +2≥02x +y -5≤0解析如图直线AB 的方程为x +2y -1=0(可用两点式或点斜式写出). 直线AC 的方程为2x +y -5=0, 直线BC 的方程为x -y +2=0, 把(0,0)代入2x +y -5=-5<0, ∴AC 左下方的区域为2x +y -5<0.∴同理可得△ABC 区域(含边界)为⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -1≥0x -y +2≥02x +y -5≤0.8.已知x ,y 为非负整数,则满足x +y ≤2的点(x ,y )共有________个.答案 6解析 由题意点(x ,y )的坐标应满足⎩⎪⎨⎪⎧x ∈N y ∈Nx +y ≤2,由图可知,整数点有(0,0),(1,0),(2,0)(0,1)(0,2)(1,1)6个.9.原点与点(1,1)有且仅有一个点在不等式2x -y +a >0表示的平面区域内,则a 的取值范围为________.答案 -1<a ≤0解析 根据题意,分以下两种情况:①原点(0,0)在该区域内,点(1,1)不在该区域内. 则⎩⎪⎨⎪⎧a >0a +1≤0.无解. ②原点(0,0)不在该区域内,点(1,1)在该区域内, 则⎩⎪⎨⎪⎧a ≤0a +1>0,∴-1<a ≤0. 综上所述,-1<a ≤0.10.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________.答案 74解析如图所示,区域A 表示的平面区域为△OBC 内部及其边界组成的图形,当a 从-2连续变化到1时扫过的区域为四边形ODEC 所围成的区域.又D (0,1),B (0,2),E ⎝⎛⎭⎫-12,32,C (-2,0). S 四边形ODEC =S △OBC -S △BDE =2-14=74.三、解答题11.利用平面区域求不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥3y ≥26x +7y ≤50的整数解.解 先画出平面区域,再用代入法逐个验证.把x =3代入6x +7y ≤50,得y ≤327,又∵y ≥2,∴整点有:(3,2)(3,3)(3,4); 把x =4代入6x +7y ≤50,得y ≤267,∴整点有:(4,2)(4,3).把x =5代入6x +7y ≤50,得y ≤207,∴整点有:(5,2);把x =6代入6x +7y ≤50,得y ≤2,整点有(6,2);把x =7代入6x +7y ≤50,得y ≤87,与y ≥2不符.∴整数解共有7个为(3,2),(3,3),(3,4),(4,2),(4,3),(5,2),(6,2).12.若直线y =kx +1与圆x 2+y 2+kx +my -4=0相交于P 、Q 两点,且P 、Q 关于直线x +y =0对称,则不等式组⎩⎪⎨⎪⎧kx -y +1≥0kx -my ≤0y ≥0表示的平面区域的面积是多少?解 P 、Q 关于直线x +y =0对称,故PQ 与直线x +y =0垂直,直线PQ 即是直线y =kx +1,故k =1;又线段PQ 为圆x 2+y 2+kx +my -4=0的一条弦,故该圆的圆心在线段PQ 的垂直平分线上,即为直线x +y =0,又圆心为(-k 2,-m2),∴m =-k =-1,∴不等式组为⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0x +y ≤0y ≥0,它表示的区域如图所示,直线x -y +1=0与x +y =0的交点为(-12,12),∴S △=12×1×12=14.故面积为14. 能力提升13.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,+∞) 答案 A解析 作出不等式组表示的平面区域D ,如图阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -11=0,3x -y +3=0,得交点A (2,9). 对y =a x 的图象,当0<a <1时,没有点在区域D 上. 当a >1,y =a x 恰好经过A 点时,由a 2=9,得a =3. 要满足题意,需满足a 2≤9,解得1<a ≤3. 14.若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,2x +y ≤2,y ≥0,x +y ≤a 表示的平面区域是一个三角形,则a 的取值范围是______________.答案 0<a ≤1或a ≥43解析不等式表示的平面区域如图所示,当x +y =a 过A ⎝⎛⎭⎫23,23时表示的区域是△AOB ,此时a =43; 当a >43时,表示区域是△AOB ;当x +y =a 过B (1,0)时表示的区域是△DOB ,此时a =1; 当0<a <1时可表示三角形;当a <0时不表示任何区域,当1<a <43时,区域是四边形.故当0<a ≤1或a ≥43时表示的平面区域为三角形.1.二元一次不等式(组)的解集对应着坐标平面的一个区域,该区域内每一个点的坐标均满足不等式(组).常用特殊点法确定二元一次不等式表示的是直线哪一侧的部分.2.画平面区域时,注意边界线的虚实问题.3.求平面区域内的整点个数时,要有一个明确的思路不可马虎大意,常先确定x 的范围,再逐一代入不等式组,求出y 的范围最后确定整数解的个数.。
【人教A版】高中数学必修5第三章课后习题解答
新课程标准数学必修5第三章课后习题解答第三章 不等式3.1不等关系与不等式 练习(P74)1、(1)0a b +≥; (2)4h ≤; (3)(10)(10)3504L W L W ++=⎧⎨>⎩.2、这给两位数是57.3、(1)>; (2)<; (3)>; (4)<;习题3.1 A 组(P75)1、略.2、(1)24<; (2>.3、证明:因为20,04x x >>,所以21104x x x ++>+>因为22(1)02x +>>,所以12x+>4、设A 型号帐篷有x 个,则B 型号帐篷有(5)x +个,050448054853(5)484(4)48x x x x x x >⎧⎪+>⎪⎪<⎪⎨<-<⎪⎪+<⎪+⎪⎩≥5、设方案的期限为n 年时,方案B 的投入不少于方案A 的投入.所以,(1)5105002n n n -+⨯≥ 即,2100n ≥.习题3.1 B 组(P75)1、(1)因为222259(56)30x x x x x ++-++=+>,所以2225956x x x x ++>++ (2)因为222(3)(2)(4)(69)(68)10x x x x x x x ----=-+--+=>所以2(3)(2)(4)x x x ->--(3)因为322(1)(1)(1)0x x x x x --+=-+>,所以321x x x >-+(4)因为22222212(1)1222(1)(1)10x y x y x y x y x y ++-+-=++-+-=-+-+> 所以2212(1)x y x y ++>+-2、证明:因为0,0a b c d >>>>,所以0ac bd >>又因为0cd >,所以10cd >于是0a bd c>>>3、设安排甲种货箱x 节,乙种货箱y 节,总运费为z .所以 352515301535115050x y x y x y +⎧⎪+⎨⎪+=⎩≥≥ 所以28x ≥,且30x ≤所以 2822x y =⎧⎨=⎩,或2921x y =⎧⎨=⎩,或3020x y =⎧⎨=⎩所以共有三种方案,方案一安排甲种货箱28节,乙种货箱22节;方案二安排甲种货箱29节,乙种货箱21节;方案三安排甲种货箱30节,乙种货箱20节. 当3020x y =⎧⎨=⎩时,总运费0.5300.82031z =⨯+⨯=(万元),此时运费较少. 3.2一元二次不等式及其解法 练习(P80) 1、(1)1013x x ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭≤≤; (2)R ; (3){}2x x ≠; (4)12x x ⎧⎫≠⎨⎬⎩⎭; (5)31,2x x x ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或; (6)54,43x x x ⎧⎫<>⎨⎬⎩⎭或; (7)503x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭.2、(1)使2362y x x =-+的值等于0的x的集合是1⎧⎪⎨⎪⎪⎩⎭;使2362y x x =-+的值大于0的x的集合为11x x x ⎧⎪<>⎨⎪⎪⎩⎭或;使2362y x x =-+的值小于0的x的集合是11x x ⎧⎪<<+⎨⎪⎪⎩⎭.(2)使225y x =-的值等于0的x 的集合{}5,5-; 使225y x =-的值大于0的x 的集合为{}55x x -<<; 使225y x =-的值小于0的x 的集合是{}5,5x x x <->或. (3)因为抛物线2+610y x x =+的开口方向向上,且与x 轴无交点 所以使2+610y x x =+的等于0的集合为∅; 使2+610y x x =+的小于0的集合为∅; 使2+610y x x =+的大于0的集合为R. (4)使231212y x x =-+-的值等于0的x 的集合为{}2; 使231212y x x =-+-的值大于0的x 的集合为∅;使231212y x x =-+-的值小于0的x 的集合为{}2x x ≠. 习题3.2 A 组(P80)1、(1)35,22x x x ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或; (2)x x ⎧⎪<<⎨⎪⎪⎩⎭;(3){}2,5x x x <->或; (4){}09x x <<.2、(1)解2490x x -+≥,因为200∆=-<,方程2490x x -+=无实数根所以不等式的解集是R ,所以y R. (2)解2212180x x -+-≥,即2(3)0x -≤,所以3x =所以y {}3x x =3、{33m m m <-->-+或;4、R.5、设能够在抛出点2 m 以上的位置最多停留t 秒. 依题意,20122v t gt ->,即212 4.92t t ->. 这里0t >. 所以t 最大为2(精确到秒)答:能够在抛出点2 m 以上的位置最多停留2秒. 6、设每盏台灯售价x 元,则15[302(15)]400x x x ⎧⎨-->⎩≥. 即1520x <≤.所以售价{}1520x x x ∈<≤习题3.2 B 组(P81)1、(1)52x ⎧+⎪<<⎨⎪⎪⎩⎭; (2){}37x x <<; (3)∅; (4)113x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭. 2、由22(1)40m m ∆=--<,整理,得23210m m +->,因为方程23210m m +-=有两个实数根1-和13,所以11m <-,或213m >,m 的取值范围是11,3m m m ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或.3、使函数213()324f x x x =--的值大于0的解集为3322x x x ⎧⎪<-<+⎨⎪⎪⎩⎭或.4、设风暴中心坐标为(,)a b ,则a =22450b +<,即150150b -<<151)13.72=≈(h ),3001520=.所以,经过约13.7小时码头将受到风暴的影响,影响时间为15小时.3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题 练习(P86) 1、B . 2、D . 3、B .4解:设家具厂每天生产A 类桌子x 张,B 类桌子y 张.对于A 类桌子,x 张桌子需要打磨10x min ,着色6x min ,上漆6x min 对于B 类桌子,y 张桌子需要打磨5y min ,着色12y min ,上漆9y min 而打磨工人每天最长工作时间是450min ,所以有105450x y +≤. 类似地,612480x y +≤,69450x y +≤ 在实际问题中,0,0x y ≥≥;所以,题目中包含的限制条件为 1054506124806945000x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩≤≤≤≥≥练习(P91)1、(1)目标函数为2z x y =+,可行域如图所示,作出直线2y x z =-+,可知z 要取最大值,即直线经过点C 时,解方程组11x y y +=⎧⎨=-⎩得(2,1)C -,所以,max 222(1)3z x y =+=⨯+-=.(2)目标函数为35z x y =+,可行域如图所示,作出直线35z x y =+ 可知,直线经过点B 时,Z 取得最大值. 直线经过点A 时,Z 取得最小值. 解方程组 153y x x y =+⎧⎨-=⎩,和15315y x x y =+⎧⎨+=⎩(第1题)可得点(2,1)A --和点(1.5,2.5)B .所以max 3 1.55 2.517z =⨯+⨯=,min 3(2)5(1)11z =⨯-+⨯-=-2、设每月生产甲产品x 件,生产乙产品y 件,每月收入为z 元,目标函数为30002000z x y =+,需要满足的条件是 2400250000x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≥≥,作直线30002000z x y =+当直线经过点A 时,z 取得最大值. 解方程组 24002500x y x y +=⎧⎨+=⎩可得点(200,100)A ,z 的最大值为800000元. 习题3.3 A 组(P93)1、画图求解二元一次不等式:(1)2x y +≤; (2)22x y ->; (3)2y -≤; (4)3x ≥2、3(第2题)解:设每周播放连续剧甲x 次,播放连续剧乙y目标函数为6020z x y =+,所以,题目中包含的限制条件为8040320600x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≥≥≥可行域如图. 解方程组80403206x y x y +⎧⎨+⎩==得点M 的坐标为(2,4),所以max 6020200z x y =+= 答:电视台每周应播放连续剧甲2次,播放连续剧乙4次,才能获得最高的收视率. 4、设每周生产空调器x 台,彩电y 台,则生产冰箱120x y--台,产值为z . 则,目标函数为432(120)2240z x y x y x y =++--=++ 所以,题目中包含的限制条件为111(120)402341202000x y x y x y x y ⎧++--⎪⎪⎪--⎨⎪⎪⎪⎩≤≥≥≥即,312010000x y x y x y +⎧⎪+⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≥≥ 可行域如图,解方程组3120100x y x y +⎧⎨+⎩==得点M 的坐标为(10,90),所以max 2240350z x y =++=(千元)答:每周应生产空调器10台,彩电90台,冰箱20台,才能使产值最高,最高产值是350千元.习题3.3 B 组(P93)1、画出二元一次不等式组 231223600x y x y x y +⎧⎪+>-⎪⎨⎪⎪⎩≤≥≥,所表示的区域如右图2、画出(21)(3)0x y x y +--+>表示的区域.3、设甲粮库要向A 镇运送大米x 吨、向B 镇运送大米y 吨,总运费为z . 则乙粮库要向A 镇运送大米(70)x -吨、向B 镇运送大米(110)y -吨,目标函数(总运费)为122025101512(70)208(110)60z x y x y x y =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯-=++. 所以,题目中包含的限制条件为 100(70)(110)800700x y x y x y +⎧⎪-+-⎪⎨⎪⎪⎩≤≤≤≤≥.所以当70,30x y ==时,总运费最省 min 37100z =(元) 所以当0,100x y ==时,总运费最不合理 max 39200z =(元)使国家造成不该有的损失2100元.答:甲粮库要向A 镇运送大米70吨,向B 镇运送大米30吨,乙粮库要向A 镇运送大米0吨,向B 镇运送大米80吨,此时总运费最省,为37100元. 最不合理的调运方案是要向A 镇运送大米0吨,向B 镇运送大米100吨,乙粮库要向A 镇运送大米70吨,向B 镇运送大米10吨,此时总运费为39200元,使国家造成损失2100元.3.42a b+练习(P100)1、因为0x >,所以12x x +≥当且仅当1x x =时,即1x =时取等号,所以当1x =时,即1x x+的值最小,最小值是2. 2、设两条直角边的长分别为,a b ,0,a >且0b >,因为直角三角形的面积等于50.即 1502ab =,所以20a b +==≥,当且仅当10a b ==时取等号.答:当两条直角边的长均为10时,两条直角边的和最小,最小值是20.(第2题)3、设矩形的长与宽分别为a cm ,b cm. 0a >,0b > 因为周长等于20,所以10a b +=所以 2210()()2522a b S ab +===≤,当且仅当5a b ==时取等号.答:当矩形的长与宽均为5时,面积最大.4、设底面的长与宽分别为a m ,b m. 0a >,0b >因为体积等于323m ,高2m ,所以底面积为162m ,即16ab =所以用纸面积是 222324()32323264S ab bc ac a b =++=+++=+=≥ 当且仅当4a b ==时取等号答:当底面的长与宽均为4米时,用纸最少. 习题3.4 A 组(P100) 1、(1)设两个正数为,a b ,则0,0a b >>,且36ab =所以 12a b +==≥,当且仅当6a b ==时取等号. 答:当这两个正数均为6时,它们的和最小.(2)设两个正数为,a b ,依题意0,0a b >>,且18a b +=所以2218()()8122a b ab +==≤,当且仅当9a b ==时取等号.答:当这两个正数均为9时,它们的积最大. 2、设矩形的长为x m ,宽为y m ,菜园的面积为S 2m . 则230x y +=,S x y =⨯由基本不等式与不等式的性质,可得211219002252()222242x y S x y +=⨯⨯=⨯=≤. 当2x y =,即1515,2x y ==时,菜园的面积最大,最大面积是22522m . 3、设矩形的长和宽分别为x 和y ,圆柱的侧面积为z ,因为2()36x y +=,即18x y +=. 所以222()1622x y z x y πππ+=⨯⨯⨯=≤, 当x y =时,即长和宽均为9时,圆柱的侧面积最大.4、设房屋底面长为x m ,宽为y m ,总造价为z 元,则12xy =,12y x=123600312006800580048000012480058000z y x x x⨯=⨯+⨯+=+++=≥ 当且仅当1236004800x x⨯=时,即3x =时,z 有最小值,最低总造价为34600元. 习题3.4 B 组(P101)1、设矩形的长AB 为x ,由矩形()ABCD AB AD >的周长为24,可知,宽12AB x =-. 设PC a =,则DP x a =-所以 222(12)()x x a a -+-=,可得21272x x a x -+=,1272x DP x a x-=-=.所以ADP ∆的面积 211272187272(12)66[()18]2x x x S x x x x x--+-=-=⨯=⨯-++ 由基本不等式与不等式的性质6[18]6(18108S ⨯-=⨯-=-≤ 当72x x=,即x =m 时,ADP ∆的面积最大,最大面积是(108-2m . 2、过点C 作CD AB ⊥,交AB 延长线于点D .设BCD α∠=,ACB β∠=,CD x =.在BCD ∆中,tan b c x α-=. 在ACD ∆中,tan()a cxαβ-+= 则tan()tan tan tan[()]1tan()tan αβαβαβααβα+-=+-=++⋅()()1a c b ca b x x a c b c a c b c x x x x----==----+⋅+))c =当且仅当()()a cbc x x--=,即x =tan β取得最大,从而视角也最大.第三章 复习参考题A 组(P103)1<2、化简得{}23A x x =-<<,{}4,2B x x x =<->或,所以{}23A B x x =<<3、当0k <时,一元二次不等式23208kx kx +-<对一切实数x 都成立,即二次函数2328y kx kx =+-在x 轴下方,234(2)()08k k ∆=--<,解之得:30k -<<.当0k >时,二次函数2328y kx kx =+-开口朝上一元二次不等式23208kx kx +-<不可能对一切实数x 都成立,所以,30k -<<. 4、不等式组438000x y x y ++>⎧⎪<⎨⎪<⎩表示的平面区域的整点坐标是(1,1)--.5、设每天派出A 型车x 辆,B 型车y 辆,成本为z .所以 070494860360x y x y x y ⎧⎪⎪⎨+⎪⎪+⎩≤≤≤≤≤≥,目标函数为160252z x y =+把160252z x y =+变形为40163252y x z =-+,得到斜率为4063-,在y 轴上的截距为1252z ,随z 变化的一族平行直线. 在可行域的整点中,点(5,2)M 使得z 取得最小值. 所以每天派出A 型车5辆,B 型车2辆,成本最小,最低成本为1304元.6、设扇形的半径是x ,扇形的弧长为y ,因为 12S xy =扇形的周长为2Z x y =+≥ 当2x y =,即x =y =Z可以取得最小值,最小值为. 7、设扇形的半径是x ,扇形的弧长为y ,因为2P x y =+扇形的面积为221112(2)()244216x y P Z xy x y +===≤当2x y =,即4P x =,2P y =时,Z 可以取得最大值,半径为4P时扇形面积最大值为216P .8、设汽车的运输成本为y , 2()s say bv a sbv v v=+⨯=+当sasbv v=时,即v =c 时,y 有最小值.2sa y sbv v =+=≥2c 时,由函数sa y sbv v =+的单调性可知,v c =时y 有最小值,最小值为sa sbc c+. 第三章 复习参考题B 组(P103)1、D2、(1)32264x x x x ⎧⎫<--<<>⎨⎬⎩⎭或或 (2)⎧⎨⎩3、1m =4、设生产裤子x 条,裙子y 条,收益为z .则目标函数为2040z x y =+,所以约束条件为 10210600x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩≤≤≤≥≥人教A 版高中数学课后习题解答答案11 5、因为22x y +是区域内的点到原点的距离的平方所以,当240330x y x y -+=⎧⎨--=⎩ 即2,3A A x y ==时,22x y +的最大值为13. 当4525x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩时,22x y +最小,最小值是45. 6、按第一种策略购物,设第一次购物时的价格为1p ,购n kg ,第二次购物时的价格为2p ,仍购n kg ,按这种策略购物时两次购物的平均价格为121222p n p n p p n ++=. 若按第二种策略购物,第一次花m 元钱,能购1m p kg 物品,第二次仍花m 元钱,能购2m p kg 物品,两次购物的平均价格为12122211m m m p p p p =++ 比较两次购物的平均价格:221212121212121212121222()4()011222()2()p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p +++---=-==++++≥ 所以,第一种策略的平均价格高于第二种策略的平均价格,因而,用第二种策略比较经济. 一般地,如果是n 次购买同一种物品,用第二种策略购买比较经济.。
高考数学必修五 第三章 3.3.2 第1课时线性规划的有关概念及图解法
3.3.2 简单的线性规划问题第1课时 线性规划的有关概念及图解法学习目标 1.了解线性规划的意义.2.理解约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念.3.掌握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.引例 已知x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤8,4x ≤16,4y ≤12,x ≥0,y ≥0.①该不等式组所表示的平面区域如图阴影部分所示,求2x +3y ②的最大值.以此为例,尝试通过下列问题理解有关概念. 知识点一 线性约束条件及目标函数1.在上述问题中,不等式组①是一组对变量x ,y 的约束条件,这组约束条件都是关于x ,y 的一次不等式,故又称线性约束条件.2.在上述问题中,②是要研究的目标,称为目标函数.因为它是关于变量x ,y 的一次解析式,这样的目标函数称为线性目标函数. 知识点二 线性规划问题一般地,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,统称为线性规划问题. 知识点三 可行解、可行域和最优解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.其中,使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做线性规划问题的最优解.在上述问题的图中,阴影部分叫可行域,阴影区域中的每一个点对应的坐标都是一个可行解,其中能使②式取最大值的可行解称为最优解.1.可行域内每一个点都满足约束条件.(√)2.可行解有无限多个,最优解只有一个.(×)3.不等式Ax +By +C >0表示的平面区域一定在直线Ax +By +C =0的上方.(×)类型一 最优解问题命题角度1 问题存在唯一最优解例1 已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤8,4x ≤16,4y ≤12,x ≥0,y ≥0,该不等式组所表示的平面区域如图阴影部分所示,求2x +3y 的最大值.考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值解 设区域内任一点P (x ,y ),z =2x +3y , 则y =-23x +z3,这是斜率为-23,在y 轴上的截距为z3的直线,如图.由图可以看出,当直线y =-23x +z 3经过直线x =4与直线x +2y -8=0的交点M (4,2)时,截距z3的值最大,此时2x +3y =14.反思与感悟 图解法是解决线性规划问题的有效方法,基本步骤(1)确定线性约束条件,线性目标函数; (2)作图——画出可行域;(3)平移——平移目标函数对应的直线z =ax +by ,看它经过哪个点(或哪些点)时最先接触可行域或最后离开可行域,确定最优解所对应的点的位置;(4)求值——解有关的方程组求出最优解的坐标,再代入目标函数,求出目标函数的最值. 跟踪训练1 已知1≤x +y ≤5,-1≤x -y ≤3,求2x -3y 的取值范围. 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值解 作出二元一次不等式组⎩⎪⎨⎪⎧1≤x +y ≤5,-1≤x -y ≤3所表示的平面区域(如图阴影部分所示)即为可行域.设z =2x -3y ,变形得y =23x -13z ,则得到斜率为23,且随z 变化的一组平行直线.-13z 是直线在y 轴上的截距, 当直线截距最大时,z 的值最小, 由图可知,当直线z =2x -3y 经过可行域上的点A 时,截距最大, 即z 最小.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-1,x +y =5,得A 点坐标为(2,3),∴z min =2x -3y =2×2-3×3=-5.当直线z =2x -3y 经过可行域上的点B 时,截距最小, 即z 最大.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =3,x +y =1,得B 点坐标为(2,-1).∴z max =2x -3y =2×2-3×(-1)=7.∴-5≤2x -3y ≤7,即2x -3y 的取值范围是[-5,7]. 命题角度2 问题的最优解有多个例2 已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≤2,y ≥0,若目标函数z =ax +y 的最大值有无数个最优解,求实数a 的值.考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题解 约束条件所表示的平面区域如图(阴影部分),由z =ax +y ,得y =-ax +z .当a =0时,最优解只有一个,过A (1,1)时取得最大值;当a >0,y =-ax +z 与x +y =2重合时,最优解有无数个,此时a =1; 当a <0,y =-ax +z 与x -y =0重合时,最优解有无数个,此时a =-1. 综上,a =1或a =-1.反思与感悟 当目标函数取最优解时,如果目标函数与平面区域的一段边界(实线)重合,则此边界上所有点均为最优解.跟踪训练2 给出平面可行域(如图阴影部分所示),若使目标函数z =ax +y 取最大值的最优解有无穷多个,则a 等于( )A.14B.35C.4D.53考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题 答案 B解析 由题意知,当直线y =-ax +z 与直线AC 重合时,最优解有无穷多个,则-a =5-21-6=-35,即a =35,故选B.类型二 生活中的线性规划问题例3 营养专家指出,成人良好的日常饮食应该至少提供0.075 kg 的碳水化合物,0.06 kg 的蛋白质,0.06 kg 的脂肪.1 kg 食物A 含有0.105 kg 碳水化合物,0.07 kg 蛋白质,0.14 kg 脂肪,花费28元;而1 kg 食物B 含有0.105 kg 碳水化合物,0.14 kg 蛋白质,0.07 kg 脂肪,花费21元.为了满足营养专家指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要同时食用食物A 和食物B 各多少kg? 将已知数据列成下表:考点 实际生活中的线性规划问题 题点 线性规划在实际问题中的应用解 设每天食用x kg 食物A ,y kg 食物B ,总成本为z ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 0.105x +0.105y ≥0.075,0.07x +0.14y ≥0.06,0.14x +0.07y ≥0.06,x ≥0,y ≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧7x +7y ≥5,7x +14y ≥6,14x +7y ≥6,x ≥0,y ≥0.目标函数为z =28x +21y .作出二元一次不等式组所表示的平面区域,如图阴影部分所示,把目标函数z =28x +21y 变形为y =-43x +z21,它表示斜率为-43,且随z 变化的一族平行直线,z21是直线在y 轴上的截距,当截距最小时,z 的值最小.由图可知,当直线z =28x +21y 经过可行域上的点M 时,截距最小,即z 最小.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧7x +7y =5,14x +7y =6,得M 点的坐标为⎝⎛⎭⎫17,47. 所以为了满足营养专家指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要同时食用食物A 17 kg ,食物B 47 kg.反思与感悟 (1)目标函数z =ax +by (b ≠0)在y 轴上的截距zb 是关于z 的正比例函数,其单调性取决于b 的正负.当b >0时,截距z b 越大,z 就越大;当b <0时,截距zb 越小,z 就越大.(2)求解的最优解,和目标函数与边界函数的斜率大小有关.跟踪训练3 某厂拟用集装箱托运甲、乙两种货物,集装箱的体积、重量、可获利润和托运能力等限制数据列在下表中,那么为了获得最大利润,甲、乙两种货物应各托运的箱数为________.考点 生活实际中的线性规划问题题点 线性规划在实际问题中的应用 答案 4,1解析 设甲、乙两种货物应各托运的箱数为x ,y ,则⎩⎪⎨⎪⎧5x +4y ≤24,2x +5y ≤13,x ≥0,x ∈N ,y ≥0,y ∈N .目标函数z =20x +10y ,画出可行域如图阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y =13,5x +4y =24,得A (4,1). 易知当直线z =20x +10y 平移经过点A 时,z 取得最大值,即甲、乙两种货物应各托运的箱数分别为4和1时,可获得最大利润.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.0C.53D.52考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值答案 C解析 画出可行域如图阴影部分(含边界)所示.设z =x +2y ,即y =-12x +12z ,平行移动直线y =-12x +12z ,当直线y =-12x +z 2过点B ⎝⎛⎭⎫13,23时,z 取最大值53,所以(x +2y )max =53. 2.设变量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 的最小值为( )A.6B.7C.8D.23 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 B解析 作出可行域如图阴影部分(含边界)所示.由图可知,z =2x +3y 经过点A (2,1)时,z 有最小值,z 的最小值为7.3.在如图所示的坐标平面的可行域内(阴影部分且包括边界),目标函数z =x +ay 取得最小值的最优解有无数个,则a 的值为( )A.-3B.3C.-1D.1 考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题答案 A解析 -1a =2-14-1=13,∴a =-3.4.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.⎣⎡⎦⎤-32,6 B.⎣⎡⎦⎤-32,-1 C.[-1,6]D.⎣⎡⎦⎤-6,32 考点 线性目标最优解 题点 求目标函数的取值范围 答案 A解析 作出不等式表示的平面区域,如图阴影部分(含边界)所示,由z =3x -y ,可得y =3x -z ,则-z 为直线y =3x -z 在y 轴上的截距,截距越大,z 越小,结合图形可知,当直线y =3x -z 平移到B 时,z 最小,平移到C 时,z 最大,可得B ⎝⎛⎭⎫12,3,z min =-32,C (2,0),z max =6,∴-32≤z ≤6. 5.给出平面区域如图阴影部分所示,若使目标函数z =ax +y (a >0)取得最大值的最优解有无穷多个,则a 的值为________.考点 线性规划中的参数问题 题点 无数个最优解问题 答案 35解析 将z =ax +y 变形,得y =-ax +z .当它与直线AC 重合时,z 取最大值的点有无穷多个. ∵k AC =-35,∴-a =-35,即a =35.1.用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤(1)寻找线性约束条件,线性目标函数;(2)作图——画出约束条件(不等式组)所确定的平面区域和目标函数所表示的平行直线系中的任意一条直线l ;(3)平移——将直线l 平行移动,以确定最优解所对应的点的位置;(4)求值——解有关的方程组求出最优解的坐标,再代入目标函数,求出目标函数的最值.2.作不等式组表示的可行域时,注意标出相应的直线方程,还要给可行域的各顶点标上字母,平移直线时,要注意线性目标函数的斜率与可行域中边界直线的斜率进行比较,确定最优解.3.在解决与线性规划相关的问题时,首先考虑目标函数的几何意义,利用数形结合方法可迅速解决相关问题.一、选择题1.若点(x ,y )位于曲线y =|x |与y =2所围成的封闭区域内,则2x -y 的最小值为( ) A.-6 B.-2 C.0 D.2 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A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(含边界)所示,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A (-2,2)时,z 取得最小值,此时z =2×(-2)-2=-6. 2.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -3≥0,2x -y -3≤0,x -y +1≥0,则x +y 的最大值为( )A.9B.157C.1D.715考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 画出可行域如图阴影部分(含边界)所示,令z =x +y ,则y =-x +z .当直线y =-x +z 过点A 时,z 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -3=0,x -y +1=0,得A (4,5),∴z max =4+5=9.3.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y -6≥0,x -y -2≤0,y -3≤0,则目标函数z =y -2x 的最小值为( )A.-7B.-4C.1D.2 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 可行域如图阴影部分(含边界)所示,令z =0,得直线l 0:y -2x =0,平移直线l 0知, 当直线l 0过D 点时,z 取得最小值.由⎩⎪⎨⎪⎧y =3,x -y -2=0,得D (5,3). ∴z min =3-2×5=-7,故选A.4.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( )A.3,-11B.-3,-11C.11,-3D.11,3考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 A解析 作出可行域如图阴影部分(含边界)所示,由图可知z =3x -4y 经过点A 时,z 有最小值,经过点B 时,z 有最大值.易求得A (3,5),B (5,3).∴z max =3×5-4×3=3,z min =3×3-4×5=-11. 5.已知a >0,x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3),若z =2x +y 的最小值为1,则a 等于( )A.14B.12C.1D.2 考点 线性规划中的参数问题 题点 线性规划中的参数问题 答案 B解析 作出不等式组表示的可行域,如图阴影部分(含边界)所示.易知直线z =2x +y 过交点B 时,z 取最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =a (x -3),得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2a ,∴z min =2-2a =1,解得a =12,故选B.6.已知⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -y +1≥0,2x -y -2≤0,若z =ax +y 的最小值是2,则a 的值为( )A.1B.2C.3D.4考点 线性规划中的参数问题 题点 线性规划中的参数问题 答案 B解析 作出可行域,如图中阴影部分所示,又z =ax +y 的最小值为2,若a >-2,则(1,0)为最优解,解得a =2;若a ≤-2,则(3,4)为最优解,解得a =-23,舍去,故a =2.7.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确定.若M (x ,y )为D 上的动点,点A的坐标为(2,1),则z =OM →·OA →的最大值为( ) A.3 B.4 C.3 2 D.4 2 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 B解析 由线性约束条件 ⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y ,画出可行域如图阴影部分(含边界)所示,目标函数z =OM →·OA →=2x +y ,将其化为y =-2x +z ,结合图形可知,当目标函数的图象过点(2,2)时,z 最大,将点(2,2)代入z =2x +y ,得z 的最大值为4.8.已知A (2,5),B (4,1).若点P (x ,y )在线段AB 上,则2x -y 的最大值为( ) A.-1 B.3 C.7 D.8 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 C解析 作出线段AB ,如图所示,作直线2x -y =0并将其向下平移至直线过点B (4,1)时,2x -y 取最大值,为2×4-1=7. 二、填空题9.已知-1≤x +y ≤4且2≤x -y ≤3,则z =2x -3y 的取值范围是________.(答案用区间表示) 考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 [3,8]解析 作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧-1≤x +y ≤4,2≤x -y ≤3表示的可行域,如图中阴影部分(含边界)所示. 在可行域内平移直线2x -3y =0,当直线经过x -y =2与x +y =4的交点A (3,1)时,目标函数有最小值, z min =2×3-3×1=3;当直线经过x +y =-1与x -y =3的交点B (1,-2)时,目标函数有最大值, z max =2×1+3×2=8. 所以z ∈[3,8].10.在线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≥12,x +y ≤10,3x +y ≥12下,z =2x -y 的最小值是________.考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 -7解析 如图作出线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≥12,x +y ≤10,3x +y ≥12下的可行域,包含边界.三条直线中x +3y =12与3x +y =12交于点A (3,3), x +y =10与x +3y =12交于点B (9,1), x +y =10与3x +y =12交于点C (1,9),作一族与直线2x -y =0平行的直线l :2x -y =z .即y =2x -z ,然后平行移动直线l ,直线l 在y 轴上的截距为-z ,当l 经过点C 时,-z 取最大值,此时z 最小,即z min =2×1-9=-7.11.某公司租赁甲、乙两种设备生产A ,B 两类产品,甲种设备每天能生产A 类产品5件和B 类产品10件,乙种设备每天能生产A 类产品6件和B 类产品20件.已知设备甲每天的租赁费为200元,设备乙每天的租赁费为300元,现该公司至少要生产A 类产品50件,B 类产品140件,则所需租赁费最少为________元. 考点 生活实际中的线性规划问题 题点 线性规划在实际问题中的应用 答案 2 300解析 设需租赁甲种设备x 台,乙种设备y 台,则⎩⎪⎨⎪⎧5x +6y ≥50,10x +20y ≥140,x ∈N ,y ∈N .目标函数为z =200x +300y .作出其可行域(图略),易知当x =4,y =5时,z =200x +300y 有最小值2 300. 三、解答题12.设x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +y ≥4,x -y ≥-1,x -2y ≤2,求z =x +y 的取值范围.考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值解 作出约束条件表示的可行域,如图所示,z =x +y 表示直线y =-x +z 过可行域时,在y 轴上的截距,当目标函数平移至过可行域内的A 点时,z 有最小值.联立⎩⎪⎨⎪⎧2x +y =4,x -2y =2,解得A (2,0).z min =2,z 无最大值.∴x +y ∈[2,+∞).13.某运输公司接受了向抗洪救灾地区每天送至少180 t 支援物资的任务.该公司有8辆载重为6 t 的A 型卡车与4辆载重为10 t 的B 型卡车,有10名驾驶员,每辆卡车每天往返的次数为A 型卡车4次,B 型卡车3次;每辆卡车每天往返的成本费A 型为320元,B 型为504元.请为公司安排一下,应如何调配车辆,才能使公司所花的成本费最低? 考点 生活实际中的线性规划问题 题点 线性规划在实际问题中的应用解 设需A 型、B 型卡车分别为x 辆和y 辆.列表分析数据.由表可知x ,y 满足线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤10,24x +30y ≥180,0≤x ≤8,0≤y ≤4,x ,y ∈N ,且目标函数z =320x +504y .作出可行域,如图阴影部分(含边界)所示.可知当直线z =320x +504y 过A (7.5,0)时,z 最小,但A (7.5,0)不是整点,继续向上平移直线z =320x +504y ,可知点(8,0)是最优解.这时z min =320×8+504×0=2 560(元),即用8辆A 型车,成本费最低.所以公司每天调出A 型卡车8辆时,花费成本最低. 四、探究与拓展14.若平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,2x -y -3≤0,x -2y +3≥0夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是( )A.355B. 2C.322 D. 5考点 线性目标最优解 题点 求线性目标函数的最值 答案 B解析 画出不等式组所表示的平面区域如图(阴影部分)所示,由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y +3=0,x +y -3=0,得A (1,2), 由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -3=0,x +y -3=0,得B (2,1).由题意可知当斜率为1的两条直线分别过点A 和点B 时,阴影部分夹在这两条直线之间,且与这两条直线有公共点,所以这两条直线为满足条件的距离最小的一对直线,即|AB |=(1-2)2+(2-1)2= 2.故选B.15.已知变量x ,y 满足的约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -3≤0,x +3y -3≥0,y -1≤0.若目标函数z =ax +y (其中a >0)仅在点(3,0)处取得最大值,求a 的取值范围.考点 线性规划中的参数问题 题点 线性规划中的参数问题 解 依据约束条件,画出可行域.∵直线x +2y -3=0的斜率k 1=-12,目标函数z =ax +y (a >0)对应直线的斜率k 2=-a , 若符合题意,则需k 1>k 2.即-12>-a ,得a >12.。
高中数学人教A版必修5第三章3.3.2简单的线性规划问题(二)课件
学段 初中 高中
硬件建设 班级学生数 配备教师数 万元
45
2
26/班
40
3
54/班
教师年薪 万元
2/人 2/人
分别用数学关系式和图形表示上述限制条件。若 根据有关部门的规定,初中每人每年可收学费1600 元,高中每人每年可收学费2700元。那么开设初中 班和高中班多少个?每年收费的学费总额最多?
解:设开设初中班x个,高中班y个。因办学规模以 20~30个班为宜,所以, 20≤x+y≤30
2x+y=15 x+y=12 x+2y=18
x 27
x+3y=27
当直线经过点A时z=x+y=11.4, 但它不是最优整数解. 作直线x+y=12
B(3,9)和C(4,8)在直线上,且在可行域内, 整点是B(3,9)和C(4,8),它们是最优解. 答(略)
{2x+y≥15, x+2y≥18, x+3y≥27, x≥0, x∈N* y≥0 y∈N*
目标函数t = x+y
y 15
B(3,9)
9
C(4,8)
A(18/5,39/5)
打网格线法
x+y =0
2 1 0 12 78
x
18
27
作出直线 x+y=0,
2x+y=15
x+2y=18 x+3y=27
当直线经过点A时t=x+y=11.4,但它不是最优整数解,
在可行域内打出网格线, 将直线x+y=11.4继续向上平移,
7 x 7 y 5
14x 7 y 6
x
1 7
得M点的坐标为:
人教A版高中数学必修五第三章3.3.2(一).docx
高中数学学习材料马鸣风萧萧*整理制作3.3.2 简单的线性规划问题(一)课时目标1.了解线性规划的意义.2.会求一些简单的线性规划问题.线性规划中的基本概念名称 意义 约束条件 由变量x ,y 组成的不等式或方程 线性约束条件 由x ,y 的一次不等式(或方程)组成的不等式组 目标函数 欲求最大值或最小值所涉及的变量x ,y 的函数解析式 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一、选择题1.若实数x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -3≥0,2x -y -3≤0,x -y +1≥0,则x +y 的最大值为( )A .9 B.157 C .1 D.715答案 A解析 画出可行域如图:当直线y =-x +z 过点A 时,z 最大. 由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -3=0,x -y +1=0得A (4,5),∴z max =4+5=9. 2.已知点P (x ,y )的坐标满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤4,y ≥x ,x ≥1,则x 2+y 2的最大值为( )A.10 B .8 C .16 D .10答案 D解析 画出不等式组对应的可行域如下图所示: 易得A (1,1),|OA |=2,B (2,2), |OB |=22,C (1,3),|OC |=10.∴(x 2+y 2)max =|OC |2=(10)2=10.3.在坐标平面上有两个区域M 和N ,其中区域M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫(x ,y )|⎩⎪⎨⎪⎧y ≥0y ≤x y ≤2-x ,区域N ={(x ,y )|t ≤x ≤t +1,0≤t ≤1},区域M 和N 公共部分的面积用函数f (t )表示,则f (t )的表达式为( )A .-t 2+t +12 B .-2t 2+2tC .1-12t 2 D.12(t -2)2答案 A 解析作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≥0y ≤xy ≤2-x所表示的平面区域.由t ≤x ≤t +1,0≤t ≤1,得 f (t )=S △OEF -S △AOD -S △BFC=1-12t 2-12(1-t )2=-t 2+t +12.4.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( )A .3,-11B .-3,-11C .11,-3D .11,3 答案 A解析 作出可行域如图阴影部分所示,由图可知z =3x -4y 经过点A 时z 有最小值,经过点B 时z 有最大值.易求A (3,5),B (5,3).∴z 最大=3×5-4×3=3,z 最小=3×3-4×5=-11.5设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -2y +3≥0y ≥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 ,则|AB |的最小值为( )A.285 B .4 C.125 D .2 答案 B解析 如图所示.由约束条件作出可行域,得D (1,1),E (1,2),C (3,3).要求|AB |min ,可通过求D 、E 、C 三点到直线3x -4y -9=0距离最小值的2倍来求.经分析,D (1,1)到直线3x -4y -9=0的距离d =|3×1-4×1-9|5=2最小,∴|AB |min =4.二、填空题6.设变量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 的最小值为________.答案 7解析 作出可行域如图所示.由图可知,z =2x +3y 经过点A (2,1)时,z 有最小值,z 的最小值为7.7.已知-1<x +y <4且2<x -y <3,则z =2x -3y 的取值范围是________.(答案用区间表示)答案 (3,8)解析 由⎩⎪⎨⎪⎧-1<x +y <4,2<x -y <3得平面区域如图阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =-1,x -y =3得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2. 由⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =4,x -y =2得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1.∴2×3-3×1<z =2x -3y <2×1-3×(-2), 即3<z <8,故z =2x -3y 的取值范围是(3,8). 8.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -5≤0,x ≥1,y ≥0,x +2y -3≥0,则yx的最大值为________. 答案 2解析 画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -5≤0,x ≥1,y ≥0,x +2y -3≥0对应的平面区域Ω,y x =y -0x -0表示平面区域Ω上的点P (x ,y )与原点的连线的斜率. A (1,2),B (3,0),∴0≤yx≤2.三、解答题9.线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≥12x +y ≤103x +y ≥12下,求z =2x -y 的最大值和最小值.解 如图作出线性约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +3y ≥12x +y ≤103x +y ≥12下的可行域,包含边界:其中三条直线中x +3y =12与3x +y =12交于点A (3,3),x +y =10与x +3y =12交于点B (9,1), x +y =10与3x +y =12交于点C (1,9),作一组与直线2x -y =0平行的直线l :2x -y =z ,即y =2x -z ,然后平行移动直线l ,直线l 在y 轴上的截距为-z ,当l 经过点B 时,-z 取最小值,此时z 最大,即z max =2×9-1=17;当l 经过点C 时,-z 取最大值,此时z 最小,即z min =2×1-9=-7.∴z max =17,z min =-7.10.已知⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -5≥03x -y -5≤0x -2y +5≥0,求x 2+y 2的最小值和最大值.解 作出不等式组 ⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -5≥03x -y -5≤0x -2y +5≥0的可行域如图所示,由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y +5=02x +y -5=0,得A (1,3), 由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y +5=03x -y -5=0,得B (3,4), 由⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -5=02x +y -5=0,得C (2,1), 设z =x 2+y 2,则它表示可行域内的点到原点的距离的平方,结合图形知,原点到点B 的距离最大,注意到OC ⊥AC ,∴原点到点C 的距离最小.故z max =|OB |2=25,z min =|OC |2=5. 能力提升11.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧(x -y +6)(x +y -6)≥01≤x ≤4,求x 2+y 2-2的取值范围.解 作出可行域如图,由x 2+y 2=(x -0)2+(y -0)2,可以看作区域内的点与原点的距离的平方,最小值为原点到直线x +y -6=0的距离的平方, 即|OP |2,最大值为|OA |2,其中A (4,10),|OP |=|0+0-6|12+12=62=32,|OA |=42+102=116,∴(x 2+y 2-2)min =(32)2-2=18-2=16, (x 2+y 2-2)max =(116)2-2=116-2=114, ∴16≤x 2+y 2-2≤114.即x 2+y 2-2的取值范围为16≤x 2+y 2-2≤114. 12.已知实数x 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -2≥0x -2y +4≥03x -y -3≤0,试求z =y +1x +1的最大值和最小值.解 由于z =y +1x +1=y -(-1)x -(-1),所以z 的几何意义是点(x ,y )与点M (-1,-1)连线的斜率,因此y +1x +1的最值就是点(x ,y )与点M (-1,-1)连线的斜率的最值,结合图可知,直线MB 的斜率最大,直线MC 的斜率最小,即 z max =k MB =3,此时x =0,y =2;z min =k MC =12,此时x =1,y =0.∴z 的最大值为3,最小值为12.1.作不等式组表示的可行域时,注意标出相应的直线方程,还要给可行域的各顶点标上字母,平移直线时,要注意线性目标函数的斜率与可行域中边界直线的斜率进行比较,确定最优解.2.在解决与线性规划相关的问题时,首先考虑目标函数的几何意义,利用数形结合方法可迅速解决相关问题.。
高中数学北师大版必修五课件:第3章 §3-3.2 基本不等式与最大值
思想方法
分类讨论思想求函数的值域
求函数 y=x22+x 1的值域. 【解】 当 x>0 时,y=x22+x 1=x+2 1x,
因为 x+1x≥2,所以 0<x+2 1x≤1, 所以 0<y≤1, 当且仅当 x=1 时取等号.
当 x<0 时, y=x22+x 1=x+2 1x=-[(-x)2+(-1x)]. 因为 x<0,所以-x>0,所以(-x)+(-1x)≥2, 所以 0<(-x)+2 (-1x)≤1,所以-1≤x+2 1x<0, 所以-1≤y<0,当且仅当 x=-1 时,取等号. 当 x=0 时,y=0, 所以函数 y 的值域为[-1,1].
【解】 法一:设矩形广告牌的高为 x cm,宽为 y cm,则每 栏的高和宽分别为(x-20)cm,y-225cm,其中 x>20,y>25, 则两栏面积之和为 2(x-20)×y-225=18 000,由此得 y=1x8-02000 +25,所以广告牌的面积 S=xy= x1x8-02000+25=1x8-00200x+25x, 整理得 S=3x6-0 02000+25(x-20)+18 500.
法二:设矩形栏目的高为 a cm,宽为 b cm,则 ab=9 000,其 中 a>0,b>0. 易知广告牌的高为(a+20)cm,宽为(2b+25)cm. 广告牌的面积 S=(a+20)(2b+25)=2ab+40b+25a+500=18 500+25a+40b≥18 500+2 25a·40b=24 500,当且仅当 25a= 40b 时等号成立,此时 b=58a, 代入 ab=9 000 得 a=120,b=75. 即当 a=120,b=75 时,S 取得最小值 24 500. 故当广告牌的高为 140 cm,宽为 175 cm 时,可使矩形广告牌 的面积最小.
高中数学必修五第三章
高中数学必修五第三章小伙伴们!咱们现在来到了必修五的第三章,这里可是不等式的天下哦。
一、不等关系与不等式。
1. 不等关系那可是在生活中随处可见的呢。
比如说,你和你的小伙伴去买零食,你有10元钱,他有5元钱,那很明显你的钱就比他多,这就是一种不等关系。
在数学里,我们就可以写成10 > 5。
而且不等关系有好多性质呢。
传递性就很有趣。
如果a > b,b > c,那就肯定有a > c。
这就像在排队,你比小明高,小明比小红高,那你肯定比小红高呀。
加法法则也很好理解。
如果a > b,那么a + c>b + c。
就好比你有一堆糖果比别人多,然后你们都再得到同样多的糖果,你还是比他多。
乘法法则稍微有点复杂。
当c>0时,如果a > b,那么ac>bc;但是当c < 0时,如果a > b,那么ac < bc。
这就像你在放大或者缩小差距,要是正数放大,差距更大,要是负数放大,差距就反过来了。
2. 比较大小的方法也不少。
作差法是个很常用的方法。
把两个数相减,然后看差是正的、负的还是零。
比如说要比较a和b的大小,就看a b的值。
如果a b>0,那就是a > b;如果a b = 0,那就是a=b;如果a b < 0,那就是a < b。
这就像在称东西,看两边的重量差来判断哪个重一样。
二、一元二次不等式及其解法。
1. 一元二次不等式长啥样呢?它的一般形式是ax²+bx + c>0或者ax²+bx + c < 0(a≠0)。
这里面a、b、c都是常数。
比如说x² 3x+2>0就是一个一元二次不等式。
2. 解一元二次不等式的关键就是要先找到对应的一元二次方程ax²+bx + c = 0的根。
可以用求根公式x=[-b±√(b² 4ac)]/2a。
比如说对于方程x² 3x+2 = 0,我们可以分解因式得到(x 1)(x 2)=0,那它的根就是x = 1和x = 2。
高中数学必修5第三章3.2一元二次不等式式及其解法
≤
3 2
或x
≥1
1 x 3
因此1≤x<3,所求函数的定义域是[1,3).
思考题1
已知ax2 +2x
+c
>
0的解集为 禳镲睚x
-
1
<
x
<
1
,
镲铪 3 2
试求a, c的值,并解不等式 - cx2 +2x - a > 0。
解:对于任意实数x,
x2-2x+3=(x-1)2+2>0,
因此不等式(1)的解集为
实数集R,
y
3
不等式(2)无解,或说它 2
的解集为空集.
1
x
-1 O 1 2 3 -1
练习2.解不等式1-x-4x2>0.
解:原不等式可化为4x2+x-1<0,
因为△=12-4×4×(-1)>0,
方程4x2+x-1=0的根是
一元二次不等式及其解法
定义:只含有一个未知数,并且未知数的最高次 数是2的不等式,叫一元二次不等式。
一元二次不等式的一般表达式为 ax2+bx+c>0 (a≠0),或ax2+bx+c<0 (a≠0)
其中a,b,c均为常数。
一元二次不等式一般表达式的左边,恰 是关于自变量x的二次函数f(x)的解析式,
2a
韦达定理
x1
x2
b a
,
x1x2
c a
(2)二次函数
y ax2 bx c(a 0)
开口方向;
b 对称轴 x
(人教版)高中数学必修5课件:第3章 不等式3.3.2 第2课时
解析: 设 A,B 两种药分别配 x,y 剂,由题意得
x≥1,且x∈N*, y≥1,且y∈N*, 3x+5y≤20, 5x+4y≤25,
数学 必修5
第三章 不等式
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作出可行域,如图,由图知,区域内的所有格点为(1,1), (1,2) , (1,3) , (2,1) , (2,2) , (3,1) , (3,2) , (4,1) , 共 8 种 不 同 方 法.
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(2)线性规划解决的常见问题 ①物资调配问题 ②产品安排问题 ③合理下料问题 ④产品配比问题 ⑤方案设计问题
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(3)线性规划解决实际问题的一般步骤
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解析: 线性规划问题利用可行域求最优解. 设种植黄瓜 x 亩,韭菜 y 亩,则由题意可知
x1+.2xy+≤05.09,y≤54, x,y∈N*,
求目标函数 z=x+0.9y 的最大值,根据题意画可行域如图 阴影所示.
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第三章 不等式
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解析: 设生产甲产品x吨,生产乙产品y吨,则有关系
甲产品x吨 乙产品y吨
A原料 3x y
B原料 2x 3y
x>0, 则有3y>x+0,y≤13,
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一元二次不等式的求解:特例① 一元一次不等式ax>b 解的讨论; ②一元二次不等式ax 2+bx+c>0(a>0)解的讨论.对于a<0的不等式可以先把a 化为正后用上表来做即可。
2.分式不等式的解法 (1)标准化:移项通分化为>0(或<0);≥0(或≤0)的形式, (2)转化为整式不等式(组)●求解不等式:11x <-●求不等式11xx ≥+的解集。
●设集合等于则B A x x B x x A ,31|,21|⎭⎬⎫⎩⎨⎧>=⎭⎬⎫⎩⎨⎧<= ●(1) 求不等式的解集:0542<++-x x (2)求函数的定义域:5y = 3.含绝对值不等式的解法:①型如:|x|<a (a >0) 的不等式 的解集为:{}|x a x a -<< ②型如:|x|>a (a >0) 的不等式 的解集为:{}|,x x a x a <->或 变型:{}||(0)|ax b c c x c ax b c +<>-<+<型的不等式的解集可以由解得。
其中-c<ax+b<c)()(x g x f )()(x g x f )()(x g x f )()(x g x f ⎩⎨⎧≠≥⇔≥>⇔>0)(0)()(0)()(;0)()(0)()(x g x g x f x g x f x g x f x g x f等价于不等式组ax b cax b c +<⎧⎨+>-⎩在解-c<ax+b<c 得注意a 的符号型的不等式的解法可以由{}|,x ax b c ax b c +>+<-或来解。
③对于含有两个或两个以上的绝对值的不等式:用“零点分区间法”分类讨论来解. ④绝对值不等式解法中常用几何法:即根据绝对值的几何意义用数形结合思想方法解题. ●求解不等式|2|1x -≥●若02522>-+-x x ,则221442-++-x x x 等于●求解不等式:|2||3|10x x -++≤ 解:零点分类讨论法: 分别令2030x x -=+=和 解得:32x x =-=和在数轴上,-3和2就把数轴分成了三部分,如右上图 ①当3x ≤-时,(去绝对值符号)原不等式化为:(2)(3)103x x x ---+≤⎧⎨≤-⎩⇒1123x x ⎧≥-⎪⎨⎪≤-⎩⇒1132x -≤≤- ②当32x -<≤时,(去绝对值符号)原不等式化为:32(2)(3)10x x x -<≤⎧⎨--++≤⎩⇒32x x R -<≤⎧⎨∈⎩⇒32x -<≤ ③当2x >时,(去绝对值符号)原不等式化为:2(2)(3)10x x x >⎧⎨-++≤⎩⇒292x x >⎧⎪⎨≤⎪⎩⇒922x <≤ 由①②③得原不等式的解集为:119|2x x ⎧⎫-≤≤⎨⎩函数图像法:令()|2||3|f x x x =-++则有:21(3)()5(32)21(2)x x f x x x x ⎧--≤-⎪⎪=-<≤⎨⎪+>⎪⎩在直角坐标系中作出此分段函数及()10f x =的图像如图)0(>>+c c b ax由图像可知原不等式的解集为:119|22x x ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭4.一元二次方程ax 2+bx+c=0(a>0)设ax 2+bx+c=0的两根为αβ、,f(x)=ax 2+bx+c,① 两根都大于0,即0,0αβ>>,则有000αβαβ∆≥⎧⎪+>⎨⎪∙>⎩② 两根都小于0,即0,0αβ<<,则有002(0)0b a f ∆≥⎧⎪⎪-<⎨⎪>⎪⎩③ 两根有一根小于0一根大于0,即0αβ<<,则有(0)0f <④若两根在两实数m,n 之间,即m n αβ<≤<则有02()0()0b m n af m f n ∆≥⎧⎪⎪<-<⎪⎨⎪>⎪>⎪⎩ ⑤若两个根在三个实数之间,即m t αβ<<<<则有()0()0()0f m f t f n >⎧⎪<⎨⎪>⎩常由根的分布情况来求解出现在a 、b 、c●若方程222(1)230x m x m m -++--=有两个正实数根,求m 的取值范围。
解:由①型得000αβαβ∆≥⎧⎪+>⎨⎪∙>⎩⇒2224(1)4(23)02(1)0230m m m m m m ⎧+---≥⎪+>⎨⎪-->⎩⇒111,3m m m m ≥-⎧⎪>-⎨⎪<->⎩或⇒3m >所以方程有两个正实数根时,3m >。
●方程2210x x m -+-=的一根大于1,另一根小于1,求m 的范围。
解:因为有两个不同的根,所以由0(1)0f ∆>⎧⎨<⎩⇒2222(1)4(1)01110m m ⎧--->⎪⎨-+-<⎪⎩⇒2211m m ⎧-<<⎪⎨⎪-<<⎩⇒11m -<<●二次方程22(1)20x a x a +++-=,有一个根比1大,另一个根比1-小,则a 的取值范围是 ●解关于x 的不等式m 2x 2+2mx-3<0●不等式(a-1)x 2 +2(a-1)x-2<0恒成立,求a 的取值范围。
第三节 二元一次不等式组与简单线性规划1、二元一次不等式:含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式.2、二元一次不等式组:由几个二元一次不等式组成的不等式组.3、二元一次不等式(组)的解集: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.4、在平面直角坐标系中,已知直线0x y C A +B +=,坐标平面内的点()00,x y P . ①若0B >,000x y C A +B +>,则点()00,x y P 在直线0x y C A +B +=的上方. ②若0B >,000x y C A +B +<,则点()00,x y P 在直线0x y C A +B +=的下方.5、在平面直角坐标系中,已知直线0x y C A +B +=. (一)由B 确定:①若0B >,则0x y C A +B +>表示直线0x y C A +B +=上方的区域;0x y C A +B +<表示直线0x y C A +B +=下方的区域.②若0B <,则0x y C A +B +>表示直线0x y C A +B +=下方的区域;0x y C A +B +<表示直线0x y C A +B +=上方的区域. (二)由A 的符号来确定:先把x 的系数A 化为正后,看不等号方向:①若是“>”号,则0x y C A +B +>所表示的区域为直线l:0x y C A +B +=的右边部分。
②若是“<”号,则0x y C A +B +<所表示的区域为直线l:0x y C A +B +=的左边部分。
(三)确定不等式组所表示区域的步骤: ①画线:画出不等式所对应的方程所表示的直线 ②定测:由上面(一)(二)来确定③求交:取出满足各个不等式所表示的区域的公共部分。
●画出不等式组所表示的平面区域。
4画出下列不等式组表示的平面区域,25035250x y y x y x +->⎧⎪>-⎨⎪-->⎩⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤≤+≤+.110,100,3623,242y x y x y x 6、线性约束条件:由x ,y 的不等式(或方程)组成的不等式组,是x ,y 的线性约束条件.目标函数:欲达到最大值或最小值所涉及的变量x ,y 的解析式. 线性目标函数:目标函数为x ,y 的一次解析式.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问题. 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. ●如果x 2+y 2=1,则3x -4y 的最大值是●设实数x 、y 满足x +2xy -1=0,则x +y 的取值范围是___________。
第四节 基本不等式 1、设a 、b 是两个正数,则2a b+称为正数a 、ba 、b 的几何平均数.2、均值不等式定理:若0a >,0b >,则a b +≥,即2a b+≥ 3、常用的基本不等式:①()222,a b ab a b R +≥∈;②()22,2a b ab a b R +≤∈;③()20,02a b ab a b +⎛⎫≤>> ⎪⎝⎭;④()222,22a b a b a b R ++⎛⎫≥∈ ⎪⎝⎭.24、极值定理:设x 、y 都为正数,则有:⑴若x y s +=(和为定值),则当x y =时,积xy 取得最大值24s .⑵若xy p =(积为定值),则当x y =时,和x y +取得最小值●已知54x <,求函数1()4245f x x x =-+-的最大值。
解:∵54x <,∴450x -<由原式可以化为:当15454x x -=-,即2(54)1x -=⇒31(2x x ==,或舍去)时取到“=”号 也就是说当1x =时有max ()2f x =●设,x y 满足约束条件12x y y x y +≤⎧⎪≤⎨⎪≥-⎩,则3z x y =+的最大值为●若不等式0252>-+x ax 的解集是⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<221x x ,(1) 求a 的值;(2) 求不等式01522>-+-a x ax 的解集.●已知0x >,函数4y x x=+的最小值 1.下列各对不等式中同解的是( ) A .72<x 与 x x x +<+72 B .0)1(2>+x 与01≠+xC .13>-x 与13>-xD .33)1(x x >+与xx 111<+ 2.若122+x ≤()142x -,则函数2x y =的值域是3.设11a b >>>-,则下列不等式中恒成立的是( )A .ba 11<B .b a 11>C .2a b >D .22a b >4.如果实数,x y 满足221x y +=,则(1)(1)xy xy +-有最大值,最小值。
5.若方程2222(1)34420x m x m mn n ++++++=有实根,则实数m =_______;且实数n =_______。