第六章 不等式、推理与证明(6)

2019-03-16 21:44

1

解析:已知不等式组可表示成如图的可行域,当0≤-k<时,直

2线y=-kx+z经过点M(4,4)时z最大,所以4k+4=12,解得k=2(舍1

去);当-k≥时,直线y=-kx+z经过点N(2,3)时z最大,所以2k

29

+3=12,解得k=(舍去);当-k<0时,直线y=-kx+z经过点M(4,4)

2时z最大,所以4k+4=12,解得k=2,符合条件,综上可知,k=2.

答案:2

x-y+1≥0,??

(2)(2014·江西七校联考)已知实数x,y满足?x+2y-8≤0,

??x≤3.最小值的唯一的可行解,则实数a的取值范围为________.

解析:记z=ax-y,注意到当x=0时,y=-z,即直线z=ax-y在y轴上的截距是-z.在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,结合1

图形可知,满足题意的实数a的取值范围为a<-.

2

1

-∞,-? 答案:?2??[类题通法]

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.

az

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=-x+,通过求bbz

直线的截距的最值间接求出z的最值.

b

(2)距离型:形如z=(x-a)2+(y-b)2. y-b

(3)斜率型:形如z=.

x-a注意:转化的等价性及几何意义.

考点三 线性规划的实际应用

5

3,?是使ax-y取得若点??2?

[典例] (2013·湖北高考)某旅行社租用A,B两种型号的客车安排900名客人旅行,A,B两种车辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B型车不多于A型车7辆,则租金最少为( )

A.31 200元

B.36 000元

C.36 800元 D.38 400元

[解析] 设租用A型车x辆,B型车y辆,目标函数为z=1 600x+2 400y,则约束条件为

36x+60y≥900,??y-x≤7,?y+x≤21,??x,y∈N,

作出可行域,如图中阴影部分所示,可知目标函数过点(5,12)时,有最小值zmin=36 800(元).

[答案] C [类题通法]

求解线性规划应用题的注意点

(1)明确问题中的所有约束条件,并根据题意判断约束条件中是否能够取到等号. (2)注意结合实际问题的实际意义,判断所设未知数x,y的取值范围,特别注意分析x,y是否是整数、非负数等.

(3)正确地写出目标函数,一般地,目标函数是等式的形式. [针对训练]

某公司生产甲、乙两种桶装产品.已知生产甲产品1桶需耗A原料1千克、B原料2千克;生产乙产品1桶需耗A原料2千克,B原料1千克.每桶甲产品的利润是300元,每桶乙产品的利润是400元.公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A、B原料都不超过12千克.通过合理安排生产计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是( )

A.1 800元 C.2 800元

B.2 400元 D.3 100元

解析:选C 设每天分别生产甲产品x桶,乙产品y桶,相应的利润x+2y≤12,??

为z元,则?2x+y≤12,

??x≥0,y≥0,

z=300x+400y,在坐标平面内画出该不等式

组表示的平面区域及直线300x+400y=0,平移该直线,当平移到经过该平面区域内的点A(4,4)时,相应直线在y轴上的截距达到最大,此时z=300x+400y取得最大值,最大值是z=300×4+400×4=2 800,即该公司可获得的最大利润是2 800元.

[课堂练通考点]

??x-3y+6≥0,

1.(2014·长春模拟)不等式组?表示的平面区域是( )

?x-y+2<0?

解析:选B x-3y+6≥0表示直线x-3y+6=0以及该直线下方的区域,x-y+2<0表示直线x-y+2=0上方的区域,故选B.

x≥1??

2.(2013·北京市海淀区期中练习)不等式组?x+y-4≤0

??kx-y≤0域,则k的值为( )

A.-2 C.0

B.-1 D.1

表示面积为1的直角三角形区

解析:选D 注意到直线kx-y=0恒过原点,在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,结合题意得直线kx-y=0与直线x+y-4=0垂直时满足题意,于是有k×(-1)=-1,由此解得k=1,选D.

3.(2014·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,

?OP的最大值为( ) 则z=OA·?x≥0,?

A.-2 C.1

解析:选D 如图作可行域,

B.-1 D.2

OP=x+2y,显然在B(0,1)z=OA·处zmax=2.故选D. x+y≤8,

??2y-x≤4,

约束条件?x≥0,

??y≥0,

4.(2013·四川高考)若变量x,y满足

且z=5y-x的最大值为a,最小值为b,则a-b的值是( )

A.48 C.24

x+y≤8,

??2y-x≤4,

解析:选C 约束条件?x≥0,

??y≥0

B.30 D.16

表示以(0,0),(0,2),(4,4),(8,0)为顶点的四边形

区域,检验四个顶点的坐标可知,当x=4,y=4时,a=zmax=5×4-4=16;当x=8,y=0时,b=zmin=5×0-8=-8,∴a-b=24.

?? x-y≥-1,

5.(2013·安徽高考)若非负变量x,y满足约束条件?则x+y的最大值为

?x+2y≤4,?

________.

解析:画出可行域是如图所示的四边形OABC的边界及内部,令z=x+y,易知当直线y=-x+z经过点C(4,0)时,直线在y轴上截距最大,目标函数z取得最大值,即zmax=4.

答案:4

x≥0,??

6.(2013·北京高考)设D为不等式组?2x-y≤0,

??x+y-3≤0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)|2×1-0|2525

到直线2x-y=0的距离最小,d==,故最小距离为. 5522+1

25

答案:

5

[课下提升考能]

第Ⅰ组:全员必做题

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)

C.(-∞,-7)∪(24,+∞)

B.(-7,24)

D.(-∞,-24)∪(7,+∞)

所表示的平面区域,区域D上的点与

解析:选B 根据题意知(-9+2-a)·(12+12-a)<0. 即(a+7)(a-24)<0,解得-7<a<24. x≤2,??

2.已知实数对(x,y)满足?y≥1,

??x-y≥0,A.6 C.(2,2)

则2x+y取最小值时的最优解是( )

B.3 D.(1,1)

解析:选D 约束条件表示的可行域如图中阴影三角形,令z=2x+y,y=-2x+z,作初始直线l0:y=-2x,作与l0平行的直线l,则直线经过点(1,1)时,(2x+y)min=3.

x+2y≥2,??

3.(2012·山东高考)设变量x,y满足约束条件?2x+y≤4,

??4x-y≥-1,取值范围是( )

3

-,6? A.??2?C.[-1,6]

3

-,-1? B.??2?3-6,? D.?2??

则目标函数z=3x-y的

解析: 选A 不等式组表示的平面区域如图所示,目标函数的几何意义是直线在y轴上截距的相反数,其最大值在点A(2,0)处取1?3

,3处取得,即最大值为6,最小值为-. 得,最小值在点B??2?2

y≥1,??

4.(2013·北京西城一模)实数x,y满足?y≤2x-1,

??x+y≤m,函数z=x-y的最小值为-2,则实数m的值为( )

A.5 C.7

B.6 D.8

如果目标

??y≥1,

解析:选D 先作出满足不等式组?的区域如图.

?y≤2x-1?

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y=x-(-2)

?y=2x-1,?x=3,??

=x+2,作出直线y=x+2,交y=2x-1于A点,由?得?代入x+y=m

??y=x+2,y=5,??

得m=3+5=8,故选D.

x+y≤a??

5.(2014·辽宁六校联考)设变量x,y满足约束条件?x+y≥8,

??x≥6成立,则实数a的取值范围是( )

A.[8,10] C.[6,9]

B.[8,9] D.[6,10]

且不等式x+2y≤14恒

解析:选A 不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,显然a≥8,否则可行域无


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