第六章 不等式、推理与证明(5)

2019-03-16 21:44

不等式 Ax+By+C>0 Ax+By+C≥0 不等式组 2.线性规划中的基本概念 名称 约束条件 表示区域 直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域 不包括边界直线 包括边界直线 各个不等式所表示平面区域的公共部分 意义 由变量x,y组成的不等式(组) 线性约束条件 由x,y的一次不等式(或方程)组成的不等式(组) 目标函数 关于x,y的函数解析式,如z=2x+3y等 线性目标函数 关于x,y的一次解析式 可行解 可行域 最优解 满足线性约束条件的解(x,y) 所有可行解组成的集合 使目标函数取得最大值或最小值的可行解 线性规划问题 在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题

1.画出平面区域.避免失误的重要方法就是首先使二元一次不等式化为ax+by+c>0(a>0).

2.线性规划问题中的最优解不一定是唯一的,即可行域内使目标函数取得最值的点不一定只有一个,也可能有无数多个,也可能没有.

[试一试]

x-y+1≥0,??1.(2013·全国卷Ⅱ)设x,y满足约束条件?x+y-1≥0,

??x≤3,则z=2x-3y的最小值是( ) A.-7 C.-5

B.-6 D.-3

解析:选B 作出不等式组表示的可行域,如图(阴影部分).

易知直线z=2x-3y过点C时,z取得最小值.

???x=3,?x=3,由?得? ??x-y+1=0,y=4,??

∴zmin=2×3-3×4=-6,故选B.

2.如图所示的平面区域(阴影部分)满足不等式________.

答案:x+y-1>0

1.确定二元一次不等式表示平面区域的方法

二元一次不等式所表示的平面区域的确定,一般是取不在直线上的点(x0,y0)作为测试点来进行判定,满足不等式的则平面区域在测试点所在的直线的一侧,反之在直线的另一侧.

2.求二元一次函数z=ax+by(ab≠0)的最值的方法

azz

将函数z=ax+by转化为直线的斜截式:y=-x+,通过求直线的截距的最值间接求

bbb出z的最值.

zz

(1)当b>0时,截距取最大值时,z也取最大值;截距取最小值时,z也取最小值;

bbzz

(2)当b<0时,截距取最大值时,z取最小值;截距取最小值时,z取最大值.

bb[练一练]

(2013·陕西高考)若点(x,y)位于曲线y=|x|与y=2所围成的封闭区域, 则2x-y的最小值是( )

A.-6 C.0

B.-2 D.2

??x?x≥0?

解析:选A 作出函数y=|x|=?和y=2围成的等腰直角三

?-x?x<0??

角形的可行域(如图阴影部分所示),则可得过交点A(-2,2)时,2x-y取得最小值-6.

考点一 二元一次不等式(组)表示平面区域 x≥0,??

1.不等式组?x+3y≥4,

??3x+y≤4

所表示的平面区域的面积等于( )

3

A. 24C. 3

解析:选C 平面区域如图所示.

??x+3y=4,解?得A(1,1), ??3x+y=4

2

B. 33 D. 4

40,?, 易得B(0,4),C??3?48

|BC|=4-=.

33184

∴S△ABC=××1=.

233x-y≥0,??

2.若满足条件?x+y-2≤0,

??y≥a整数的点,则整数a的值为( )

A.-3 C.-1

B.-2 D.0

的整点(x,y)恰有9个,其中整点是指横、纵坐标都是

解析:选C 不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分,当a=0时,只有4个整点(1,1),(0,0),(1,0),(2,0);当a=-1时,正好增加(-1,-1),(0,-1),(1,-1),(2,-1),(3,-1)5个整点,故选C.

3.如图阴影部分表示的区域可用二元一次不等式组表示为________.

解析:两直线方程分别为x-2y+2=0与x+y-1=0. 由(0,0)点在直线x-2y+2=0右下方可知x-2y+2≥0, 又(0,0)点在直线x+y-1=0左下方可知x+y-1≥0,

?x+y-1≥0,?

即?为所表示的可行域. ??x-2y+2≥0??x+y-1≥0,答案:?

?x-2y+2≥0?

[类题通法]

二元一次不等式(组)表示平面区域的判断方法:直线定界,测试点定域.

注意不等式中不等号有无等号,无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线.测试点可以选一个,也可以选多个,若直线不过原点,测试点常选取原点.

考点二

线性规则问题是高考的重点,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角度有:

?1?求线性目标函数的最值; ?2?求非线性目标的最值; ?3?求线性规划中的参数.

角度一 求线性目标函数的最值

y≤2x,??

1.(1)(2013·湖南高考)若变量x,y满足约束条件?x+y≤1,

??y≥-1,5

A.- 25C. 3

B.0 5 D. 2

求目标函数的最值

则x+2y的最大值是( )

x-y+1≥0,??

(2)如果函数x、y满足条件?y+1≥0,

??x+y+1≤0,A.2 C.-2

那么z=2x-y的最大值为( )

B.1 D.-3

解析:(1)选C 不等式组表示的平面区域为图中阴影部分.平行移动y12?11

=-x+z,可知该直线经过y=2x与x+y=1的交点A??3,3?时,z有最大22145值为+=.

333

(2)选B 如图作出可行域,当z经过直线y+1=0与x+y+1=0的交点(0,-1)时,zmax

=1.

角度二 求非线性目标的最值

2x+3y-6≤0,??

2.(1)(2013·山东高考)在平面直角坐标系xOy中,M为不等式组?x+y-2≥0,

??y≥0示的区域上一动点,则|OM|的最小值是________.

解析:作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,因此|OM|的最小值为点O到直线x+y-2=0的距离,所以|OM|min=

答案:2

x-y+2≤0,??

(2)(2014·深圳调研)已知变量x,y满足约束条件?x≥1,

??2x+y-8≤0,________.

解析:如图,画出可行域,易得A(2,4),B(1,6), ∴它们与原点连线的斜率分别为k1=2,k2=6, yy-0yy

又=,∴k1≤≤k2,即2≤≤6. xx-0xx

|-2|

=2. 2

所表

y

则的取值范围是x

答案:[2,6]

角度三 求线性规划中的参数

x≥2,??

3.(1)(2013·浙江高考)设z=kx+y,其中实数x,y满足?x-2y+4≥0,若z的最大值

??2x-y-4≤0.为12,则实数k=________.


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