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- 2021-04-12 发布
第2讲 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题
, [学生用书P111])
1.二元一次不等式(组)表示的平面区域
不等式(组)
表示区域
Ax+By+C>0
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
Ax+By+C≥0
包括边界直线
不等式组
各个不等式所表示平面区域的公共部分
2.二元一次不等式(组)的解集
满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成的有序数对(x,y),叫做二元一次不等式(组)的解,所有这样的有序数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集.
3.线性规划的有关概念
名称
意义
约束条件
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
关于变量x,y的函数解析式,如z=x+2y
线性目标函数
关于变量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
1.辨明两个易误点
(1)画出平面区域,避免失误的重要方法就是首先将二元一次不等式化为ax+by+c>0(a>0)的形式;
(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.
2.求z=ax+by(ab≠0)的最值方法
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出z的最值.
(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;
(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.
1. 不等式x-2y+6<0表示的区域在直线x-2y+6=0的( )
A.右上方 B.右下方
C.左上方 D.左下方
C [解析] 画出x-2y+6<0的图象如图所示,可知该区域在直线x-2y+6=0的左上方.故选C.
2. 已知实数x,y满足约束条件则z=2x+y的最大值为( )
A.3 B.
C.- D.-3
A [解析] 画出可行域,如图阴影部分所示.由z=2x+y,知y=-2x+z,当目标函数过点(2,-1)时直线在y轴上的截距最大,为3.
3.(2016·高考北京卷)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
C [解析] 依题意得kAB==-2,所以线段lAB:y-1=-2(x-4),x∈[2,4],即y=-2x+9,x∈[2,4],故2x-y=2x-(-2x+9)=4x-9,x∈[2,4].设h(x)=4x-9,易知h(x)=4x-9在[2,4]上单调递增,故当x=4时,h(x)max=4×4-9=7.
4.(2017·扬州模拟)点(-2,t)在直线2x-3y+6=0的上方,则t的取值范围是__________.
[解析] 因为直线2x-3y+6=0的上方区域可以用不等式2x-3y+6<0表示,所以由点(-2,t)在直线2x-3y+6=0的上方得-4-3t+6<0,解得t>.
[答案]
5.约束条件表示的平面区域的面积为________.
[解析]
作出所表示的平面区域如图中阴影部分所示.
则A(0,2),B(-2,0),C(2,0),
所以S阴=S△ABC=×4×2=4.
[答案] 4
二元一次不等式(组)表示的平面区域[学生用书P112]
[典例引领]
(1)不等式组表示的平面区域的面积为________.
(2)若不等式组表示的平面区域是一个三角形,则a的取值范围是________.
【解析】 (1)不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,
由得A(8,-2).
由x+y-2=0得B(0,2).又|CD|=2,故S阴影=×2×2+×2×2=4.
(2)不等式组表示的平面区域如图所示(阴影部分).
解得A;解得B(1,0).若原不等式组表示的平面区域是一个三角形,则直线x+y=a中的a的取值范围是0zC或zA=zC>zB或zB=zC>zA,解得a=-1或a=2.
法二:目标函数z=y-ax可化为y=ax+z,令l0:y=ax,平移l0,则当l0∥AB或l0∥AC时符合题意,故a=-1或a=2.
[答案] -1或2
11.若x,y满足约束条件
(1)求目标函数z=x-y+的最值;
(2)若目标函数z=ax+2y仅在点(1,0)处取得最小值,求a的取值范围.
[解] (1)作出可行域如图,可求得A(3,4),B(0,1),C(1,0).
平移初始直线x-y+=0,过A(3,4)时z取最小值-2,过C(1,0)时z取最大值1.
所以z的最大值为1,最小值为-2.
(2)直线ax+2y=z仅在点(1,0)处取得最小值,由图象可知-1<-<2,
解得-4