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=________.