线性规化常见题型

来源 :高中生学习·高三版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:antoneychang
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  题型一  求约束条件的面积
  例1  若变量[x,y]满足[x-2y+1≤0,2x-y≥0,x≤1,]则求点[P(2x-y,x+y)]表示的区域的面积.
  分析  初看本题有点费解,但经过深入分析,点[P(2x-y,x+y)]可以看成[(a,b),]这样一来就得到[x=a+b3,y=2b-a3,]再代入原不等式组就得到关于[a,b]的不等式组,这就是点[P]表示的平面区域.
  解  联立[2x-y=a,x+y=b,]解得[x=a+b3,y=2b-a3.]
  代入[x-2y+1≤0,2x-y≥0,x≤1]中得到,
  [a-b+1≤0,a≥0,a+b-3≤0.]
  不等式组表示的平面区域如图阴影所示,其面积为1.
  
  点拨  找到点[P(2x-y,x+y)]表示的平面区域是解题的关键,也是难点. 审题时注意变换角度考虑问题,学会等价转化,使隐含问题明朗化. 求平面图形的面积可以借用已知的特殊图形的面积公式,必要时把不规则图形切割成规则图形;当然也可以利用定积分来求.
  题型二  求目标函数的最值
  例2  某企业生产甲、乙两种产品均需用[A,B]两种原料. 已知生产1吨每种产品需原料及每天原料的可用限额如表所示,如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为(   )
  [\&甲\&乙\&原料限额\&A(吨)\&3\&2\&12\&B(吨)\&1\&2\&8\&]
  A.12万元 B.16万元
  C.17万元             D.18万元
  解析  设该企业每天生产甲、乙两种产品分别为[x,y]吨,则利润[z=3x+4y].
  由题意得,[3x+2y≤12,x+2y≤8,x≥0,y≥0,]其表示如图阴影部分区域.
  
  当直线[3x+4y-z=0]过点[(2,3)]时,[z]取得最大值,所以[zmax=3×2+4×3=18.]
  答案  D
  点拨  这是一个线性规划应用题. 设出变量,列出不等式组以及利润函数,精准画出可行域,找到最优解,求出利润的最大值. 这是解线性规划题的常规流程.
  题型三  求目标函数或约束条件中的参数及其范围
  例3  设[z=kx+y,]其中实数[x,y]满足[x+y-2≥0,x-2y+4≥0,2x-y-4≤0,]若[z]的最大值为12,则实数[k=]     .
  分析  可行域已知,目标函数中含有参数[k]. 由[y=-kx+z]知,直线的纵截距与目标函数[z]一致,此时[k]的正负决定目标函数的最优解,故需要讨论.
  解  此不等式表示的平面区域如下图所示:[y=-kx+z],当[k>0]时,直线[l0:y=-kx]平移到[A]点时目标函数取最大值,即[4k+4=12,∴k=2.]
  当[k<0]时,直线[l0:y=-kx]平移到[A或B]点时目标函数取最大值,此时[k]的取值大于零,所以不满足.
  
  答案  2
  点拨  一般情况下,这类问题都要对参数进行讨论,在不同的情况下,最优解不同,“准纵截距”不同,结果不同.
  题型四  线性规划在其它数学领域内的综合问题
  例4  设变量[x,y]满足[x-2+y-2≤1],则[y-xx+1]的最大值为     .
  分析  [x-2+y-2≤1]表示的区域可以看成是把[x+y≤1]表示的平面区域经过平移得到的,是以(2,2)为中心、边长为[2]的正方形. 而[y-xx+1]经过分离常量成[y-xx+1=y+1x+1-1,][y+1x+1]的几何意义我们很熟悉.
  解  如图,不等式[x-2+y-2≤1]表示的平面区域为图中阴影部分,它是由虚线正方形平移得到的.
  因为[y-xx+1=y+1x+1-1],而[y+1x+1]表示可行域内的点[(x,y)]与点[A(-1,-1)]连线的斜率.
  由图可以知道,可行域内的点[B(1,2)]使[y+1x+1]的值最大,最大值为[32].
  所以[y-xx+1]的最大值为[12].
  
  答案  [12]
  点拨  对于线性规划与其他数学领域内的综合题,一定要认真审题:可行域是怎么构成的,画图要尽量精准,目标函数是否具有具体的几何意义. 如果不清楚,要想办法等价转化为具有具体的几何意义的形式.
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