高中数学线性规划经典题型
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高考线性规划归类解析
一、平面区域和约束条件对应关系。
例1、已知双曲线224x y -=的两条渐近线与直线3x =围成一个三角形区域,表示该区域的不等式组是()
(A)0003x y x y x -≥⎧⎪+≥⎨⎪≤≤⎩ (B)0003x y x y x -≥⎧⎪
+≤⎨⎪≤≤⎩
(C)
003x y x y x -≤⎧⎪
+≤⎨⎪≤≤⎩ (D) 0003x y x y x -≤⎧⎪
+≥⎨⎪≤≤⎩
解析:双曲线224x y -=的两条渐近线方程为y x =±,与直线3x =围
成一个三角形区域(如图4所示)时有0
003x y x y x -≥⎧⎪
+≥⎨⎪≤≤⎩
。
点评:本题考查双曲线的渐近线方程以及线性规划问题。验证法或排除法是最效的方法。
例2:在平面直角坐标系中,不等式组20
200x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩
表示的平面区域的面积是()
(A)42 (B)4 (C) 22 (D)2
解析:如图6,作出可行域,易知不等式组20
200x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩
表示的平面区域是一个三角形。容
易求三角形的三个顶点坐标为A(0,2),B(2,0),C(-2,0).于是三角形的面积为:
11
||||42 4.22
S BC AO =⋅=⨯⨯=从而选B。
点评:有关平面区域的面积问题,首先作出可行域,探求平面区域图形的性质;其次利用面积公式整体或部分求解是关键。
二、已知线性约束条件,探求线性截距——加减的形式(非线性距离——平方的形式,斜率——商的形式)目标关系最值问题(重点)
例3、设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩
⎪
⎨⎧≥+-≥-≤-1122y x y x y x ,则
①y x 32+的最大值为 。(截距)
解析:如图1,画出可行域,得在直线
2x-y=2与直线x-y=-1
的交点A(3,4)处,目标函数z 最大值为18
点评:本题主要考查线性规划问题,由线性约束条件画出可行域,然后求出目标函数的最大值.,是一道较为简单的送分题。数形结合是数学思想的重要手段之一。 ②则2
2
x y +的最小值是 .
③1y
x =+的取值范围是 .
图1
三、含参问题:(较难) ①约束条件设计参数形式,考查目标函数最值范围问题。
例4、在约束条件00
24
x y y x s y x ≥⎧⎪≥⎪⎨
+≤⎪⎪+≤⎩下,当35s ≤≤时,目标函数32z x y =+的最大值的变化范围是()
A.[6,15]
B. [7,15]
C. [6,8]
D. [7,8]
解析:画出可行域如图3所示,当34s ≤<时, 目标函数32z x y =+在(4,24)B s s --处取得最大值, 即max 3(4)2(24)4[7,8)z s s s =-+-=+∈;当45s ≤≤时, 目标函数32z x y
=+在点
(0,E 处取得最大值,即
max
30248z =⨯+⨯=,故[7,8]z ∈,从而选D;
点评:本题设计有新意,作出可行域,寻求最优解条件,然后转化为目标函数Z 关于S 的函数关系是求解的关键。 ②已知最优解成立条件,探求目标函数参数范围问题。 例5已知变量x ,y 满足约束条件14
22x y x y ≤+≤⎧⎨
-≤-≤⎩
。若目标函数
z ax y =+(其中0a >)仅在点(3,1)处取得最大值,则a 的取
值范围为 。
解析:如图5作出可行域,由z ax y y ax z =+⇒=-+其表示为斜率为a -,纵截距为z的平行直线系, 要使目标函数z ax y =+(其中0a >)仅在点(3,1)处取得最大值。则直线y ax z =-+过A点且在直线4,3x y x +==(不含界线)之间。即1 1.a a -<-⇒>则a 的取值范围为(1,)+∞。
点评:本题通过作出可行域,在挖掘a z -与的几何意义的条件下,借助用数形结合利用各直线间的斜率变化关系,建立满足题设条件的a 的不等式组即可求解。求解本题需要较强的基本功,同时对几何动态问题的能力要求较高。 四、线性规划中的整点最优解问题(附近..的点只的是上下左右.........
) 例6、某公司招收男职员x 名,女职员y 名,x 和y 须满足约束条件⎪⎩
⎪
⎨⎧≤≥+-≥-.112,932,
22115x y x y x 则
1010z x y =+的最大值是(A)80 (B) 85 (C) 90 (D)95
解析:如图7,作出可行域,由101010z z x y y x =+⇒=-+
,它表示为斜率为1-,纵截距为10
z 的平行直线系,要使1010z x y =+最得最大值。当直线1010z x y =+通过119
(,)22
A z 取得最大
值。因为,x y N ∈,故A点不是最优整数解。于是考虑可行域内A点附近..
整点B(5,4),C(4,4),经检验直线经过B点时,max 90.Z =
点评:在解决简单线性规划中的最优整数解时,可在去掉限制条件求得的最优解的基础上,调整优解法,通过分类讨论获得最优整数解。
C