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线性规划,想说懂你很容易
线性规划是近两年高考的必考内容。学习简单线性规划的有关知识其最终
目的就是运用它们去解决在线性约束条件下目标函数的最值(最大值或最小值) 问题。而有关的题型种类较多,变化多样,应用线性规划的思想解题不能完全拘
泥于课本中的z=ax+by的形式, 求最值问题。
1、目标函数形如z=ax+by型:
F面就从规划思想出发探讨常见的简单线性规划
例1 (2008.全国U)设变量x,
y满足约束条件:
z x 3y的最小值是( )
y》x,
x 2y < 2,,
x > 2.
A. 2 B . 4 C. 6 D. 8
解:画出可行域(如图D,由z x 3y可得y 3x |,所以3表示直线
y 1x t的纵截距,由图可知当直线过点A(-2,2)时,z的最小值是-8,选
D.
2、目标函数形如z山型:
x a
x y 2 w 0,
例2 (2007.辽宁)已知变量x, y满足约束条件 x > 1,
x y 7 w 0,
则y的取值范围是( )
x
9 9
A. [—,6] B . ,- U 6, C . ,3 U 6, D . [3,6]
5 5
解:画出可行域(如图2), y表示可行域内的点(x,y )与原点
x
连线的斜率,求得A (1, 6), C (-,-),且求得Ko=6, Koc=-,
2 2 5
所以——6,选A.
5 x
3、目标函数形如z=abx+cy型:
x y 1》0,
例3. (2008.北京)若实数x, y满足x y > 0,则z 3x 2y的
x W 0,
最小值是( )A. 0
B. 1
c.
D. 9
图2
1
图3
图4A. [1,5] B . [2,6] C 解:做出可行域(如图4),因为D . [3,11]x
图4
A. [1,5] B . [2,6] C 解:做出可行域(如图4),因为
D . [3,11]
x 1 2(y 1) 1
x 1
.[2,10]
x 2y 3
x 1
可视作可行域内的点与点 C (-1 , -1 )连线的斜率,且求得
Kce=1,所以由图可知
1山5,所以3 口 11选D.
x 1 x 1
5.目标函数形如z
(x a)2 (y b)2 型:
例5.已知x、y满足
X :y 20 0,求 z J(x 1)2 (y 1)2
x 0, y 0
解:画出可行域(如图3),令u=x+2y,当x=y=O时u最小为0,则 z 3x 2y的最小值是1.故选B.
4.目标函数形如z=ax by c型:
dx e
x 0
例4?已知x、y满足4x 3y 12,则x 2y 3的取值范围是( x 1
y x
值和最小值.
解:目标函数的几何意义是可行域的点(x,y)与点C( 1, 1)的距离(如图5),
由图形易知点C与可行域内的点0(0, 0)和A (2, 0)的距离最大为 2,而z
的最小值是点
C到直线x 2y
2
x
0的距离上,
5
所以 Zmax=- 2 , Zmin= 5
5
2y
7 0
变式已知X、
y满足约束条件
3x
y
9 0,求
〕z=x2+y2的最大值和最小值,
x
2y
3 0
解:画出可行域(如图6), z=x2+y2表示可行域内的点与原点 O距离的平方,由
图可知,|OA|最大,zmax= ( 52 62 ) 2=61,最小值为点 O到直 线 x+2y-3=0 的距离的平方,Zmin= ( 131 ) 2=9.
TOC \o "1-5" \h \z V1 4 5
6.目标函数形如z=|ax+by+c|型:
x y 2 0
例6.已知x、y满足x y 4 0,求z=|x+2y-4|的最大值.
2x y 5 0
解:因为z |x 2y 4| |x叟4|药,所以z可看作是可行域内任 J5
意一点(x,y )到直线x+2y-4=0的距离的,5倍.由图7知,点C到直
线x+2y-4=0的距离最大,由X y 2 0可得c( 7, 9)所以Zma>=|7+2 2x y 5 0
X 9-4|=21.
7.目标函数形如z=ax2+by2型:
图7y x 1 例7.已知变量x、y满足y x 6,求z=4x2+y2的最值
图7
y 2
解:做出可行域,即以原点为中心的共离心率的椭圆系(如图 8),
2 2
由z=4x2+y2得— 1 ,目标函数z的几何意义是椭圆长轴的平方,
z z
4
当椭圆分别经过C( 4,2),B( 1,2,)时z取最大值和最小值,zmax=68,
2 2
图8Zmin=8.此题还可以进一步引申,求z=4x -y的最值。
图8
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