高考数学试题-2018年高考第一轮复习数学:7.4简单的线性规划 最新
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第3节二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题选题明细表知识点、方法题号二元一次不等式(组)表示的平面区域1,4,9含参数的线性规划3,5,6,7,10,12目标函数的最值2,8,13,14,15线性规划的实际应用11基础对点练(时间:30分钟)1.不等式组所表示的平面区域是( D )解析:画出直线x=2,在平面上取直线的右侧部分(包含直线本身);再画出直线x-y=0,取直线的右侧部分(包含直线本身),两部分重叠的区域就是不等式组表示的平面区域.故选D.2.(2016·某某卷)若变量x,y满足则x2+y2的最大值是( C )(A)4 (B)9(C)10 (D)12解析: 作出不等式组表示的可行域如图所示,由x2+y2表示可行域内的点(x,y)到原点的距离平方可知,点A(3,-1)满足条件,即x2+y2的最大值为32+(-1)2=10.故选C.3.(2016·某某模拟)已知函数f(x)=log a x(a>1)的图象经过区域则a的取值X 围是( C )(A)(1,] (B)(,+∞)(C)[,+∞) (D)(2,+∞)解析: 作出不等式组表示的可行域,如图中阴影部分所示.联系函数f(x)=log a x(a>1)的图象,能够看出,当图象经过区域的边界点A(3,3)时,a可以取到最小值,而显然只要a大于,函数f(x)=log a x(a>1)的图象必然经过区域内的点.则a的取值X围是[,+∞).故选C.4.(2015·某某校级三模)若A为不等式组表示的平面区域,则a从-2连续变化到1时,动直线x+y=a扫过A中的那部分区域的面积为( D )(A)9(B)3(C)(D)解析: 如图,不等式组表示的平面区域是△AOB,动直线x+y=a(即y=-x+a)在y轴上的截距从-2变化到1.知△ACD是斜边为3的等腰直角三角形,△OEC是直角边为1的等腰直角三角形,所以区域的面积S=S△ACD-S△OEC=×3×-×1×1=.5.(2014·某某卷)x,y满足约束条件若z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则实数a的值为( D )(A)或-1 (B)2或(C)2或1 (D)2或-1解析:线性约束条件对应的可行域如图所示:目标函数z=y-ax化为y=ax+z,当a>0时,要使其取得最大值的最优解不唯一,需动直线y=ax+z与2x-y+2=0平行或重合,此时a=2;同理当a<0时,需动直线y=ax+z与x+y-2=0平行或重合,此时a=-1,故选D.6.(2016·某某章丘期末)若实数x,y满足不等式组且x+y的最大值为9,则实数m等于( C )(A)-2 (B)-1(C)1 (D)2解析: x-my+1=0恒过点(-1,0),旋转直线x-my+1=0可知可行域只可能是△ABC,且x+y的最大值只在点C处取得,联立方程组得C(,)(若m=,则与2x-y-3=0平行,不可能),(x+y)max=+=9,解得m=1.故选C.7.(2016·某某某某名校联考)已知a>0,x,y满足约束条件若z=2x+y的最小值为1,则a等于( A )(A)(B)(C)1 (D)2解析: 根据约束条件画出可行域,如图,由图可知当直线z=2x+y经过点B时,z最小,由解得所以z min=2×1-2a=1,解得a=.故选A.8.导学号 18702285已知x,y满足则的取值X围是( C )(A)[0,] (B)[2,] (C)[1,] (D)[0,]解析:不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示.因为==1+,表示区域内的点与(4,2)连线的斜率.斜率最小值为0,点(-3,-4)与M(4,2)连线斜率最大为=.所以的取值X围为[1,].故选C.9.若点P(m,3)到直线4x-3y+1=0的距离为4,且点P在不等式2x+y<3表示的平面区域内,则m=.解析:由题意可得解得m=-3.答案:-310.(2016·某某模拟)若直线y=2x上存在点(x,y)满足约束条件则实数m的取值X围是.解析: 由题意,由可求得交点坐标为(1,2),要使直线y=2x上存在点(x,y)满足约束条件则点(1,2)在可行域内,如图所示,可得m≤1.答案:(-∞,1]11.导学号 18702284某工厂生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲、乙两种产品所需煤、电、劳力、获得利润及每天资源限额(最大供应量)如下表所示:产品限额资源甲产品(每吨)乙产品(每吨)资源限额(每天)煤(t) 9 4 360电(kW·h) 4 5 200劳力(个) 3 10 300利润(万元) 6 12问:每天生产甲、乙两种产品各多少吨,获得利润总额最大?解:设此工厂应分别生产甲、乙两种产品x吨、y吨,获得利润z万元.依题意可得约束条件利润目标函数z=6x+12y.如图,作出可行域,作直线l:6x+12y=0,把直线l向右上方平移至l1位置,直线经过可行域上的点M时z=6x+12y取最大值.解方程组得M(20,24).所以生产甲种产品20 t,乙种产品24 t,才能使此工厂获得最大利润.能力提升练(时间:15分钟)12.(2016·某某八校联考)已知变量x,y满足约束条件若z=x-2y的最大值与最小值分别为a,b,且方程x2-kx+1=0在区间(b,a)上有两个不同实数解,则实数k的取值X围是( C )(A)(-6,-2) (B)(-3,2)(C)(-,-2)(D)(-,-3)解析: 作出可行域,如图所示,则目标函数z=x-2y在点(1,0)处取得最大值1,在点(-1,1)处取得最小值-3,所以a=1,b=-3,从而可知方程x2-kx+1=0在区间(-3,1)上有两个不同实数解.令f(x)=x2-kx+1,则⇒-<k<-2,故选C.13.导学号 18702286如果实数a,b满足条件:则的最大值是.解析: 根据约束条件画出可行域,如图,表示可行域内的点与原点(0,0)连线的斜率,设z的几何意义表示可行域内点P与原点O(0,0)连线的斜率,易知当直线OP过点B(,)时,取最大值,最大值为3,直线OP过点A(1,1)时,取最小值,最小值为1,所以∈[1,3].所以===2-因为∈[1,3].所以的最大值为.答案:14.(2014·某某卷)当实数x,y满足时,1≤ax+y≤4恒成立,则实数a的取值X 围是.解析:可行域如图所示,则A(1,0),B(2,1),C(1,),设z=ax+y,即得1≤a≤.答案:[1,]15.导学号 18702287变量x,y满足(1)假设z1=4x-3y,求z1的最大值;(2)设z2=,求z2的最小值;(3)设z3=x2+y2,求z3的取值X围.解: 作出可行域如图中阴影部分,联立易得A(1,),B(1,1),C(5,2).(1)z1=4x-3y⇔y=x-,易知平移y=x至过点C时,z1最大,且最大值为4×5-3×2=14.(2)z2=表示可行域内的点与原点连线的斜率大小,显然直线OC斜率最小.故z2的最小值为.(3)z3=x2+y2表示可行域内的点到原点距离的平方,而2=OB2<OA2<OC2=29.故z3∈[2,29].好题天天练1.(2015·某某卷)设实数x,y满足则xy的最大值为( A )(A)(B)(C)12 (D)16解题关键:判断xy取得最大值的点,并分类讨论确定最大值.解析: 先画出可行域,再将xy转化为矩形面积S,求S的最大值.表示的可行域如图中阴影部分所示.令S=xy,不妨设在点M(x0,y0)处S取得最大值,且由图象知点M(x0,y0)只可能在线段AD,AB,BC上.①当M(x0,y0)在线段AD上时,x0∈[-2,0],此时S=xy≤0;②当M(x0,y0)在线段AB上时,x0∈[0,2],S=xy=x·=x(7-)=-+7x=-(x-7)2+,当x0=2时,wordS max=-(2-7)2+=-+=12;③当M(x0,y 0)在线段BC上时,x 0∈[2,4],S=xy=x·(10-2x)=-2x2+10x=-2(x-)2+,当x0=时,S max =.综上所述,xy的最大值为.2.导学号 18702288设实数x,y满足则z=-的取值X围是.解析: 由于表示可行域内的点(x,y)与原点(0,0)的连线的斜率,如图,求出可行域的顶点坐标A(3,1),B(1,2),C(4,2),则k OA=,k OB=2,k OC=,可见∈[,2],令=t,则z=t-在[,2]上单调递增,所以z∈[-,].答案:[-,]11 / 11。
1. 【2017课标1,文7】设x,y满足约束条件33,1,0,x yx yy+≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩则z=x+y的最大值为A.0 B. 1 C.2 D.3 【答案】D2. 【2017课标3,文5】设x,y满足约束条件3260x yxy+-≤⎧⎪≥⎨⎪≥⎩,则z x y=-的取值范围是()A.[–3,0] B.[–3,2] C.[0,2] D.[0,3]【答案】B【解析】绘制不等式组表示的可行域,结合目标函数的几何意义可得函数在点()0,3A 处取得最小值3. 【2017天津,文16】电视台播放甲、乙两套连续剧,每次播放连续剧时,需要播放广告.已知每次播放甲、乙两套连续剧时,连续剧播放时长、广告播放时长、收视人次如下表所示:已知电视台每周安排的甲、乙连续剧的总播放时间不多于600分钟,广告的总播放时间不少于30分钟,且甲连续剧播放的次数不多于乙连续剧播放次数的2倍.分别用x , y 表示每周计划播出的甲、乙两套连续剧的次数.(I )用x ,y 列出满足题目条件的数学关系式,并画出相应的平面区域; (II )问电视台每周播出甲、乙两套连续剧各多少次,才能使收视人次最多?【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)电视台每周播出甲连续剧6次、乙连续剧3次时才能使总收视人次最多. 【解析】试题分析:(Ⅰ)设根据甲乙连续剧总的播放时间不多于600分钟,得到7060600x y +≤ ,根据广告时间不少于30分钟,得到5530x y +≥ ,和2x y ≤ ,同时注意次数,需满足0,0x y ≥≥的条件,建立不等式组,画区域;(Ⅱ)求6025z x y =+的最值,同时注意是整数解.试题解析:(Ⅰ)解:由已知,,x y满足的数学关系式为7060600,5530,2,0,0,x yx yx yxy+≤⎧⎪+≥⎪⎪≤⎨⎪≥⎪≥⎪⎩即7660,6,20,0,0,x yx yx yxy+≤⎧⎪+≥⎪⎪-≤⎨⎪≥⎪≥⎪⎩该二元一次不等式组所表示的平面区域为图1中的阴影部分:问题中的最优解是整数.高考单独考查二元一次不等式(组)表示的平面区域的较少,常与面积、周长等结合考查。
课时提升作业(三十八)一、选择题1.(2013·蚌埠模拟)原点(0,0)和点P(1,1)在直线x+y-a=0的两侧,则a 的取值范围是( )(A)a<0或a>2 (B)a=0或a=2(C)0<a<2 (D )0≤a ≤22.若不等式Ax+By+5<0表示的平面区域不包括点(2,4),且k=A+2B ,则k 的取值范围是( )(A)k ≥52- (B)k ≤52-(C)k>52- (D)k<52- 3.(2013·合肥模拟)设x,y 满足约束条件错误!未找到引用源。
则2x-y 的最小值为 ( )(A)6 (B)错误!未找到引用源。
(C)-7 (D)-64.若不等式组x y 20x 5y 100x y 80-+≥⎧⎪-+≤⎨⎪+-≤⎩,,所表示的平面区域被直线y=kx+2分为面积相等的两部分,则k 的值为( ) (A)23 (B)13 (C)12 (D)25.(2012·山东高考)已知变量x,y 满足约束条件错误!未找到引用源。
则目标函数z=3x-y 的取值范围是( )(A)[-错误!未找到引用源。
,6](B)[-错误!未找到引用源。
,-1] (C)[-1,6] (D)[-6,错误!未找到引用源。
]6.已知x ,y 满足条件7x 5y 230x 7y 1104x y 100--≤⎧⎪+-≤⎨⎪++≥⎩,,,则y 7x 4++的取值范围是( ) (A)[13,9] (B)(-∞,13]∪[9,+∞) (C)[0,9] (D)[-9,-13] 7.设OM =(1,12),ON =(0,1),O 为坐标原点,动点P(x,y)满足0≤OP ·OM ≤1,0≤OP ·ON ≤1,则z=y-x 的最大值是( )(A)32 (B)1 (C)-1 (D)-28.(2013·西安模拟)某运输公司有12名驾驶员和19名工人,有8辆载重为10吨的甲型卡车和7辆载重为6吨的乙型卡车.某天需运往A 地至少72吨的货物,派用的每辆车需满载且只运送一次,派用的每辆甲型卡车需配2名工人,运送一次可得利润450元;派用的每辆乙型卡车需配1名工人,运送一次可得利润350元.该公司合理计划当天派用两类卡车的车辆数,可得最大利润z= ( )(A)4650元(B)4700元 (C)4900元 (D)5000元9.(2013·芜湖模拟)设长方形ABCD 边长分别是AD=1,AB=2(如图所示),点P 在△BCD 内部和边界上运动,设AP =α·AB +βAD (α,β均为实数),则α+2β的取值范围为( )(A)[1,2] (B)[1,3] (C)[2,3] (D)[0,2]10.(能力挑战题)设x,y 满足约束条件错误!未找到引用源。
第七章 不等式其次节 二元一次不等式(组)及简洁的线性规划问题A 级·基础过关 |固根基|1.不等式(x -2y +1)(x +y -3)≤0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示)应是( )A B C D解析:选C (x -2y +1)(x +y -3)≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,x +y -3≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≤0,x +y -3≥0.结合图形可知选C .2.(2025届南昌一模)设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,x -y +1≥0,3x -y -5≤0表示的平面区域为M ,若直线y =kx 经过区域M 内的点,则实数k 的取值范围为( )A .⎝⎛⎦⎤12,2 B .⎣⎡⎦⎤12,43 C .⎣⎡⎦⎤12,2D .⎣⎡⎦⎤43,2解析:选C不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≥0,x -y +1≥0,3x -y -5≤0表示的平面区域如图中阴影部分所示,即三角形ABC (含边界),由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,3x -y -5=0得点A (2,1),由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,x -y +1=0得点C (1,2).又直线OA 的斜率为k OA =12,直线OC 的斜率为k OC =2,而直线y =kx 表示过原点O 的直线,因此依据题意可得k OA ≤k ≤k OC ,即12≤k ≤2.3.(2024年浙江卷)若实数x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4≥0,3x -y -4≤0,x +y ≥0,则z =3x +2y 的最大值是( )A .-1B .1C .10D .12解析:选C 作出可行域如图中阴影部分所示,数形结合可知,当直线z =3x +2y 过点A (2,2)时,z 取得最大值,z max =6+4=10.故选C .4.(2025届贵阳摸底)已知实数x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2,x +y ≥4,x -y ≤1,则z =3x +y 的最小值为( )A .11B .9C .8D .3解析:选C 依据不等式组画出可行域如图中阴影部分所示,作出直线y =-3x 并平移,则当直线y =-3x +z 过点B 时,z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -4=0,y =2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2,即B (2,2),故z 的最小值为3×2+2=8.故选C .5.(2025届昆明市质检)若x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1≥0,x -3y -3≤0,且z =x +2y ,则( )A .z 有最小值也有最大值B .z 无最小值也无最大值C .z 有最小值无最大值D .z 有最大值无最小值解析:选C 作出可行域如图中阴影部分所示,z =x +2y 可变形为y =-12x +z2,所以z的几何意义为直线y =-12x +z2的纵截距的两倍,结合图形可知,当直线z =x +2y 过A 点时,z 取最小值,无最大值.6.(2025届郑州市其次次质量预料)设变量x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2,x +y ≥1,x -y ≤1,则目标函数z =⎝⎛⎭⎫133x +y的最大值为( ) A .⎝⎛⎭⎫1311B .⎝⎛⎭⎫133C .3D .4解析:选C 可行域如图中阴影部分所示,目标函数z =⎝⎛⎭⎫133x +y,设u =3x +y ,欲求z=⎝⎛⎭⎫133x +y的最大值,等价于求u =3x +y 的最小值.u =3x +y 可化为y =-3x +u ,该直线的纵截距为u ,作出直线y =-3x 并平移,当直线y =-3x +u 经过点B (-1,2)时,纵截距u 取得最小值u min =3×(-1)+2=-1,所以z =⎝⎛⎭⎫133x +y 的最大值z max =⎝⎛⎭⎫13-1=3.故选C .7.设x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥x ,4x +3y ≤12,则x +2y +3x +1的取值范围是( )A .[1,5]B .[2,6]C .[2,10]D .[3,11]解析:选D 设z =x +2y +3x +1=x +1+2(y +1)x +1=1+2·y +1x +1,设z ′=y +1x +1,则z ′的几何意义为动点P (x ,y )与定点D (-1,-1)连线的斜率.画出可行域如图中阴影部分所示,易知B (0,4),A ⎝⎛⎭⎫127,127,则z ′∈[k DA ,k DB ],又k DB =4+10+1=5,k DA =127+1127+1=1,∴z ′∈[1,5],所以z =1+2z ′∈[3,11].8.(2025届济南市高考模拟)已知变量x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y -4≤0,-2≤x <2,y ≤1,若z =2x -y ,则z 的取值范围是( )A .[-5,6)B .[-5,6]C .(2,9)D .[-5,9]解析:选A 作出可行域如图中阴影部分所示,由z =2x -y ,得y =2x -z ,作出直线y=2x ,并平移,可知当直线经过点A (-2,1)时,z 取得最小值,z min =2×(-2)-1=-5;当直线经过点B (2,-2)时,z 取得最大值,z max =2×2+2=6.由于点B 不在可行域内,所以z ∈[-5,6),故选A .9.已知实数x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤2x +1,y ≥-x +4,x ≥3,则z =1-y -3x 的最大值为________.解析:作出可行域如图中阴影部分所示,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +4,x =3,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =1,即B (3,1).由图可知,直线z =1-y -3x 经过点B (3,1)时,z 取得最大值,z max =1-1-3×3=-9.答案:-910.已知x ,y 满意⎩⎪⎨⎪⎧x -y +5≥0,x +y ≥0,x ≤3,若使得z =ax +y 取最大值的点(x ,y )有多数个,则a的值等于________.解析:先依据约束条件画出可行域,如图中阴影部分所示,当直线z =ax +y 能和直线AB 重合时,z 取得最大值的点(x ,y )有多数个,∴-a =k AB =1,∴a =-1.答案:-1B 级·素养提升 |练实力|11.(2025届成都摸底)若实数x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -2≤0,x -1≥0,y ≥0,则z =x -2y 的最小值为( )A .0B .2C .4D .6解析:选A 解法一:画出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,由z =x -2y 得y =12x -12z ,作出y =12x 并平移,由图可知,当动直线y =12x -12z 经过点A 时,z 取得小值,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x +2y -2=0,得A 1,12,即z min =1-2×12=0,故选A .解法二:由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -2=0,x -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =12,此时z =0;由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -2=0,y =0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =0,此时z =2;由⎩⎪⎨⎪⎧x -1=0,y =0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =0,此时z =1.综上所述,z 最小值为0,故选A . 12.(2025届南昌市重点中学测试)记不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -5≥0,x -2y +1≤0的解集为D ,若∀(x ,y )∈D ,不等式a ≤2x +y 恒成立,则a 的取值范围是( )A .(-∞,3]B .[3,+∞)C .(-∞,6]D .(-∞,8]解析:选C不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -5≥0,x -2y +1≤0表示的平面区域如图中阴影部分所示,设z =2x +y ,作出直线2x +y =0,并平移,由图知目标函数z =2x +y 取得最小值的最优解为A (1,4),所以目标函数z =2x +y 的最小值为6.因为∀(x ,y )∈D ,不等式a ≤2x +y 恒成立,所以a ≤6,故选C .13.(2025届江西五校联考)设点M 是⎩⎪⎨⎪⎧x +2≤0,x -2y +6≥0,x +2y +2≥0表示的区域Ω1内任一点,点N 是区域Ω1关于直线l :y =x 的对称区域Ω2内的任一点,则|MN |的最大值为( )A . 2B .2 2C .4 2D .5 2解析:选D不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2≤0,x -2y +6≥0,x +2y +2≥0表示的区域Ω1如图中阴影部分所示,因为区域Ω1与区域Ω2关于直线y =x 对称,并且M 是区域Ω1内任一点,N 是区域Ω2内任一点,所以当点M 到直线y =x 的距离最大,并且点N 为M 关于直线y =x 的对称点时,|MN |最大,最大值为点M 到直线y =x 距离的2倍,因此转化为求区域Ω1内的点到直线y =x 的距离的最大值,由图可知点A (-4,1)到直线y =x 的距离最大,为522,所以|MN |的最大值为5 2.14.设实数x ,y 满意⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0,y -12x ≥0,x -1≥0,则u =y x -xy的取值范围为( )A .⎣⎡⎦⎤12,2 B .⎣⎡⎦⎤-23,2 C .⎣⎡⎦⎤-23,32 D .⎣⎡⎦⎤-32,32 解析:选D 作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,令yx =t ,由图可得k BO ≤t ≤k OA ,而12≤t ≤2,则u =t -1t 在⎣⎡⎦⎤12,2上明显是增函数,所以当t =12时,u min =-32;当t =2时,u max =32,因此u =y x -xy的取值范围为⎣⎡⎦⎤-32,32.15.设x ,y 满意约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2,3x -y ≥1,y ≥x +1,若目标函数z =ax +by (a >0,b >0)的最小值为2,则ab 的最大值为( )A .1B .12C .14D .16解析:选D 作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,作出直线ax +by =0(a >0,b >0)并平移,可知在点A (2,3)处,目标函数z =ax +by (a >0,b >0)取得最小值2,故2a +3b =2≥22a ×3b ,当且仅当2a =3b ,即a =12,b =13时取等号,所以ab ≤16,故选D .16.(2025届河北五个一名校联盟模拟)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吨每种产品所需原料及每天原料的限量如表所示.假如生产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的最大利润为( )甲 乙 原料限量 A /吨 3 2 12 B /吨128A .16万元B .17万元C .18万元D .19万元解析:选C 设该企业每天生产x 吨甲产品,y 吨乙产品,可获得利润为z 万元,则z =3x +4y ,且x ,y 满意不等式组⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,作出直线3x +4y =0并平移,可知当直线经过点A (2,3)时,z 取得最大值,z max =3×2+4×3=18(万元).故选C .。
§7.2线性规划考纲解读考点内容解读要求五年高考统计常考题型预测热度2013 2014 2015 2016 2017线性规划求目标函数最优解 A9题5分填空题★★☆分析解读考查线性规划的试题难度一般中等偏下,复习时试题难度不要拔高.五年高考考点线性规划1.(2017课标全国Ⅰ文改编,7,5分)设x,y满足约束条件则z=x+y的最大值为.答案 32.(2017课标全国Ⅲ文改编,5,5分)设x,y满足约束条件则z=x-y的取值X围是.答案[-3,2]3.(2016某某改编,4,5分)若变量x,y满足则x2+y2的最大值是.答案104.(2016课标全国Ⅱ,14,5分)若x,y满足约束条件则z=x-2y的最小值为.答案-55.(2016某某理改编,2,5分)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=2x+5y的最小值为.答案 66.(2016课标全国Ⅰ,16,5分)某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5 kg,乙材料1 kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 kg,乙材料0.3 kg,用3个工时.生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg,乙材料90 kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为元.答案216 0007.(2016某某理改编,3,5分)在平面上,过点P作直线l的垂线所得的垂足称为点P在直线l上的投影.由区域中的点在直线x+y-2=0上的投影构成的线段记为AB,则|AB|=.答案38.(2016改编,7,5分)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.答案79.(2016课标全国Ⅲ,13,5分)设x,y满足约束条件则z=2x+3y-5的最小值为.答案-1010.(2015某某改编,6,5分)已知x,y满足约束条件若z=ax+y的最大值为4,则a=.答案 211.(2015课标Ⅰ,15,5分)若x,y满足约束条件则的最大值为.答案 312.(2015改编,2,5分)若x,y满足则z=x+2y的最大值为.答案 213.(2015某某改编,2,5分)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=x+6y的最大值为.答案1814.(2015某某改编,4,5分)若变量x,y满足约束条件则z=3x-y的最小值为.答案-715.(2015某某,14,4分)若实数x,y满足x2+y2≤1,则|2x+y-2|+|6-x-3y|的最小值是.答案 316.(2014某某改编,3,5分)若变量x,y满足约束条件,且z=2x+y的最大值和最小值分别为m和n,则m-n=.答案 617.(2014某某改编,5,5分)x,y满足约束条件若z=y-ax取得最大值的最优解,则实数a的值为.答案2或-118.(2014某某,13,5分)当实数x,y满足时,1≤ax+y≤4恒成立,则实数a的取值X围是.答案19.(2014某某,14,5分)若变量x,y满足约束条件且z=2x+y的最小值为-6,则k=.答案-220.(2014课标Ⅰ改编,9,5分)不等式组的解集记为D.有下面四个命题:p1:∀(x,y)∈D,x+2y≥-2,p2:∃(x,y)∈D,x+2y≥2,p3:∀(x,y)∈D,x+2y≤3,p4:∃(x,y)∈D,x+2y≤-1.其中的真命题是.答案p1,p221.(2013某某,9,5分)抛物线y=x2在x=1处的切线与两坐标轴围成的三角形区域为D(包含三角形内部与边界).若点P(x,y)是区域D内的任意一点,则x+2y的取值X围是.答案教师用书专用(22—27)22.(2013某某理,13,5分)若点(x,y)位于曲线y=|x-1|与y=2所围成的封闭区域,则2x-y的最小值为.答案-423.(2013某某理,13,5分)给定区域D:令点集T={(x0,y0)∈D|x0,y0∈Z,(x0,y0)是z=x+y在D上取得最大值或最小值的点},则T中的点共确定条不同的直线.答案 624.(2013某某理改编,9,5分)在平面直角坐标系中,O是坐标原点,两定点A,B满足||=||=·=2,则点集{P|=λ+μ,|λ|+|μ|≤1,λ,μ∈R}所表示的区域的面积是.答案425.(2013某某理,13,4分)设z=kx+y,其中实数x,y满足若z的最大值为12,则实数k=.答案 226.(2013课标全国Ⅱ理改编,9,5分)已知a>0,x,y满足约束条件若z=2x+y的最小值为1,则a=.答案27.(2016某某,16,13分)某化肥厂生产甲、乙两种混某某料,需要A,B,C三种主要原料.生产1车皮甲种肥料和生产1车皮乙种肥料所需三种原料的吨数如下表所示:原料A B C肥料甲 4 8 3乙 5 5 10现有A种原料200吨,B种原料360吨,C种原料300吨,在此基础上生产甲、乙两种肥料.已知生产1车皮甲种肥料,产生的利润为2万元;生产1车皮乙种肥料,产生的利润为3万元.分别用x,y表示计划生产甲、乙两种肥料的车皮数.(1)用x,y列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域;(2)问分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?并求出此最大利润.解析(1)由已知,x,y满足的数学关系式为该二元一次不等式组所表示的平面区域如图1所示:图1(2)设利润为z万元,则目标函数为z=2x+3y.考虑z=2x+3y,将它变形为y=-x+,这是斜率为-,随z变化的一族平行直线.为直线在y轴上的截距,当取最大值时,z的值最大.又因为x,y满足约束条件,所以由图2可知,当直线z=2x+3y经过可行域上的点M时,截距最大,即z最大.图2解方程组得点M的坐标为(20,24).所以z max=2×20+3×24=112.答:生产甲种肥料20车皮、乙种肥料24车皮时利润最大,且最大利润为112万元.三年模拟A组2016—2018年模拟·基础题组考点线性规划1.(2018某某姜堰中学高三期中)已知x,y满足不等式组则(x+1)2+y2的最大值为.答案2.(2018某某某某高三期中检测)若变量x,y满足且x+2y≥a恒成立,则a的最大值为.答案-43.(2018某某如东高级中学高三学情检测)函数y=log2x的图象上存在点(x,y),满足约束条件则实数m的最大值为.答案 14.(2017某某某某师X大学附中期中,7)若实数x,y满足条件则z=3x-4y的最大值是.答案-15.(2017某某某某、某某一模,6)已知实数x,y满足则的最小值是.答案6.(2017某某某某期末,7)设不等式组表示的平面区域为M,若直线y=kx-2上存在M内的点,则实数k的取值X围是.答案[2,5]7.(2016某某清江中学周练,8)若不等式组表示的平面区域的面积为12,则实数a的值为.答案8B组2016—2018年模拟·提升题组(满分:15分时间:10分钟)填空题(每小题5分,共15分)1.(2017某某某某暑期调研,13)已知点P是△ABC内一点(不包括边界),且=m+n,m,n∈R,则(m-2)2+(n-2)2的取值X围是.答案2.(2017某某某某中学模拟,13)已知实数x,y满足若不等式a(x2+y2)≥(x+y)2恒成立,则实数a 的最小值是.答案3.(2017某某中学高三月考,9)已知点P(x,y)满足则点Q(x+y,y)构成的图形的面积为.答案 2C组2016—2018年模拟·方法题组方法1 二元一次不等式(组)表示的平面区域的判断方法及平面区域应用1.若不等式组所表示的平面区域被直线y=kx+分为面积相等的两部分,则k的值是.答案方法2 简单规划问题的求解方法及实际应用2.变量x,y满足(1)设z=,求z的最小值;(2)设z=x2+y2,求z的取值X围.解析由约束条件作出(x,y)的可行域如图所示.由解得A.由解得C(1,1).由解得B(5,2).(1)∵z==,∴z的值即是可行域中的点与原点O连线的斜率.观察图形可知z min=k OB=.(2)z=x2+y2的几何意义是可行域上的点到原点O的距离d的平方,结合图形可知,d min=|OC|=,d max=|OB|=. ∴2≤z≤29.。
第三节 简单的线性规划考点一 简单的线性规划问题1.(2015·广东,6)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧4x +5y ≥8,1≤x ≤3,0≤y ≤2,则z =3x +2y 的最小值为( )A.315B .6C.235D .4解析 不等式组所表示的可行域如图所示,由z =3x +2y 得y =-32x +z 2,依题当目标函数直线l :y =-32x+z 2经过A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,45时,z 取得最小值即z min =3×1+2×45=235,故选C. 答案 C2.(2015·北京,2)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤0,x +y ≤1,x ≥0,则z =x +2y 的最大值为( )A .0B .1C.32D .2解析 可行域如图所示.目标函数化为y =-12x +12z ,当直线y =-12x +12z ,过点A (0,1)时,z 取得最大值2. 答案 D3.(2015·福卷,5)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥0,x -y ≤0,x -2y +2≥0,则z =2x -y 的最小值等于( ) A .-52B .-2C .-32D .2解析 如图,可行域为阴影部分,线性目标函数z =2x -y 可化为y =2x -z ,由图形可知当y =2x -z 过点⎝⎛⎭⎪⎫-1,12时z 最小,z min =2×(-1)-12=-52,故选A.答案 A4.(2015·山东,6)已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +y ≤2,y ≥0,若z =ax +y 的最大值为4,则a =( ) A .3B .2C .-2D .-3解析 不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示.易知A (2,0),由⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,x +y =2,得B (1,1).由z =ax +y ,得y =-ax +z .∴当a =-2或a =-3时,z =ax +y 在O (0,0)处取得最大值,最大值为z max =0,不满足题意,排除C ,D 选项;当a =2或3时,z =ax +y 在A (2,0)处取得最大值, ∴2a =4,∴a =2,排除A ,故选B. 答案 B5.(2015·陕西,10)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吨每种产品所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( )A.12万元 C .17万元D .18万元解析 设甲、乙的产量分别为x 吨,y吨,由已知可得 ⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,目标函数z =3x +4y ,线性约束条件表示的可行域如图阴影部分所示: 可得目标函数在点A 处取到最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =8,3x +2y =12,得A (2,3). 则z max =3×2+4×3=18(万元). 答案 D6.(2014·广东,3)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤x ,x +y ≤1,y ≥-1,且z =2x +y 的最大值和最小值分别为m 和n ,则m -n =( ) A .5B .6C .7D .8解析 作出可行域(如图中阴影部分所示)后,结合目标函数可知,当直线y =-2x +z 经过点A时,z 的值最大,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-1x +y =1⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =2y =-1,则m =z max =2×2-1=3.当直线y =-2x+z 经过点B时,z 的值最小,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-1y =x ⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =-1y =-1,则n =z min =2×(-1)-1=-3,故m -n =6.答案 B7.(2014·安徽,5)x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x -2y -2≤0,2x -y +2≥0.若z =y -ax 取得最大值的最优解不唯一,则实数a 的值为( ) A.12或-1 B .2或12C .2或1D .2或-1解析 法一 由题中条件画出可行域,可知A (0,2),B (2,0),C (-2,-2),则z A =2,z B =-2a ,z C =2a -2,要使目标函数取得最大值的最优解不唯一,只要z A =z B >z C 或z A =z C >z B 或z B =z C >z A ,解得a =-1或a =2.法二 目标函数z =y -ax 可化为y =ax +z ,令l 0:y =ax ,平移l 0,则当l 0∥AB 或l 0∥AC 时符合题意,故a =-1或a =2.答案 D。
2018年浙江省高考数学试卷一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(4分)(2018•浙江)已知全集U={1,2,3,4,5},A={1,3},则∁U A=()A.∅B.{1,3} C.{2,4,5} D.{1,2,3,4,5}2.(4分)(2018•浙江)双曲线﹣y2=1的焦点坐标是()A.(﹣,0),(,0)B.(﹣2,0),(2,0)C.(0,﹣),(0,)D.(0,﹣2),(0,2)3.(4分)(2018•浙江)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm3)是()A.2 B.4 C.6 D.8·4.(4分)(2018•浙江)复数(i为虚数单位)的共轭复数是()A.1+i B.1﹣i C.﹣1+i D.﹣1﹣i5.(4分)(2018•浙江)函数y=2|x|sin2x的图象可能是()A .B .C .D .6.(4分)(2018•浙江)已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥n”是“m∥α”的()A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件7.(4分)(2018•浙江)设0<p<1,随机变量ξ的分布列是2ξ0@1P则当p在(0,1)内增大时,()A.D(ξ)减小B.D(ξ)增大C.D(ξ)先减小后增大D.D(ξ)先增大后减小8.(4分)(2018•浙江)已知四棱锥S﹣ABCD的底面是正方形,侧棱长均相等,E是线段AB上的点(不含端点).设SE与BC所成的角为θ1,SE与平面ABCD所成的角为θ2,二面角S﹣AB﹣C的平面角为θ3,则();A.θ1≤θ2≤θ3B.θ3≤θ2≤θ1C.θ1≤θ3≤θ2D.θ2≤θ3≤θ19.(4分)(2018•浙江)已知,,是平面向量,是单位向量.若非零向量与的夹角为,向量满足﹣4•+3=0,则|﹣|的最小值是()A.﹣1 B.+1 C.2 D.2﹣10.(4分)(2018•浙江)已知a1,a2,a3,a4成等比数列,且a1+a2+a3+a4=ln(a1+a2+a3),若a1>1,则()A.a1<a3,a2<a4B.a1>a3,a2<a4C.a1<a3,a2>a4D.a1>a3,a2>a4二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分。
2018高考全国卷及自主招生数学高考真题线性规划专题真题整理(附答案解析)1.(18全国卷I,文数14,理数13题)若x ,y 满足约束条件220100x y x y y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≤⎩,则32z x y =+的最大值为.解析:不等式组220100x y x y y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≤⎩所表示可行域如图中阴影部分所示。
目标函数32z x y =+可化为31y x z =-+,作3y x =-即320x y +=图象,32z x y =+的最大值点应为使3122y x z =-+的截距最大的点,由图易知为点(2,0)。
∴把(2,0)代入32z x y =+得max 32206z =⨯+⨯=。
答案:62.(18全国卷Ⅱ,文数、理数14)若,x y 满足约束条件25023050x y x y x +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,,,则z x y =+的最大值为.解析:不等式组25023050x y x y x +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,,,表示的可行域如图中阴影部分所示。
目标函数z x y =+可化为y x z =-+,作y x =-即0x y +=的图象(虚线所示),易知z x y =+中z 取最大值的点应为使y x z =-+截距最大的点,为点()5,4A ,把()5,4A 坐标代入z x y =+中得max 549z =+=答案:93.(18全国卷Ⅲ,文数15)若变量x y ,满足约束条件23024020.x y x y x ++≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,,则13z x y =+的最大值是________.解析:不等式组23024020.x y x y x ++≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,,所表示的可行域如右图中阴影部分所示,目标函数13z x y =+可化为33y x z =-+,作出函数3y x =-即30x y +=的图象(图中虚线所示),易知13z x y =+的最大值点为33y x z =-+在y 轴截距的最大值点,为点()2,3A ,把()2,3A 代入目标函数13z x y =+中,得max 12333z =+⨯=答案:34.(18年北京卷文数13、理数12)若x ,y 满足12x y x +≤≤,则2y x -的最小值是.解析:不等式12x y x +≤≤等价于12y x y x ≥+⎧⎨≤⎩,其可行域如图中阴影部分所示。
2018年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅱ)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(5分)i(2+3i)=()A.3﹣2i B.3+2i C.﹣3﹣2i D.﹣3+2i2.(5分)已知集合A={1,3,5,7},B={2,3,4,5},则A∩B=()A.{3}B.{5}C.{3,5}D.{1,2,3,4,5,7}3.(5分)函数f(x)=的图象大致为()A.B.C.D.4.(5分)已知向量,满足||=1,=﹣1,则•(2)=()A.4B.3C.2D.05.(5分)从2名男同学和3名女同学中任选2人参加社区服务,则选中的2人都是女同学的概率为()A.0.6B.0.5C.0.4D.0.36.(5分)双曲线=1(a>0,b>0)的离心率为,则其渐近线方程为()A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±x7.(5分)在△ABC中,cos=,BC=1,AC=5,则AB=()A.4B.C.D.28.(5分)为计算S=1﹣+﹣+…+﹣,设计了如图的程序框图,则在空白框中应填入()A.i=i+1B.i=i+2C.i=i+3D.i=i+49.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,则异面直线AE与CD所成角的正切值为()A.B.C.D.10.(5分)若f(x)=cosx﹣sinx在[0,a]是减函数,则a的最大值是()A.B.C.D.π11.(5分)已知F1,F2是椭圆C的两个焦点,P是C上的一点,若PF1⊥PF2,且∠PF2F1=60°,则C的离心率为()A.1﹣B.2﹣C.D.﹣112.(5分)已知f(x)是定义域为(﹣∞,+∞)的奇函数,满足f(1﹣x)=f(1+x),若f(1)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=()A.﹣50B.0C.2D.50二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
第三节二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题A组基础题组1.不等式(x-2y+1)(x+y-3)≤0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示)应是()2.(2016北京,7,5分)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.-1B.3C.7D.83.已知实数x,y满足则z=2x-2y-1的取值范围是()A. B.0,5] C. D.4.已知不等式组表示的平面区域的面积为4,则z=2x+y的最大值为()A.4B.6C.8D.125.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1600元/辆和2400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B型客车不多于A型客车7辆.则租金最少为()A.31200元B.36000元C.36800元D.38400元6.(2016云南昆明七校调研)已知实数x,y满足则z=x+3y的最小值为.7.(2016江苏,12,5分)已知实数x,y满足则x2+y2的取值范围是.8.(2016河南中原名校3月联考)设x,y满足不等式组若M=3x+y,N=-,则M-N 的最小值为.9.已知D是以点A(4,1),B(-1,-6),C(-3,2)为顶点的三角形区域(包括边界),如图所示.(1)写出表示区域D的不等式组;(2)设点B(-1,-6),C(-3,2)在直线4x-3y-a=0的异侧,求a的取值范围.10.(2014陕西,18,12分)在直角坐标系xOy中,已知点A(1,1),B(2,3),C(3,2),点P(x,y)在△ABC 三边围成的区域(含边界)上.(1)若++=0,求||;(2)设=m+n(m,n∈R),用x,y表示m-n,并求m-n的最大值.B组提升题组11.设z=x+y,其中实数x,y满足若z的最大值为12,则z的最小值为()A.-3B.-6C.3D.612.(2017黑龙江鸡西一中月考)已知变量x,y满足约束条件若z=x-2y的最大值与最小值分别为a,b,且方程x2-kx+1=0在区间(b,a)上有两个不同实数解,则实数k的取值范围是()A.(-6,-2)B.(-3,2)C.D.13.(2014浙江,13,4分)当实数x,y满足时,1≤ax+y≤4恒成立,则实数a的取值范围是.14.若实数x,y满足不等式组则z=|x+2y-4|的最大值为.15.(2016天津,16,13分)某化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,需要A,B,C三种主要原料.生产1车皮甲种肥料和生产1车皮乙种肥料所需三种原料的吨数如下表所示:现有A种原料200吨,B种原料360吨,C种原料300吨,在此基础上生产甲、乙两种肥料.已知生产1车皮甲种肥料,产生的利润为2万元;生产1车皮乙种肥料,产生的利润为3万元.分别用x,y表示计划生产甲、乙两种肥料的车皮数.(1)用x,y列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域;(2)问分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?并求出此最大利润.答案全解全析A组基础题组1.C(x-2y+1)(x+y-3)≤0⇔或画图可知选C.2.C点P(x,y)在线段AB上且A(2,5),B(4,1),如图:设z=2x-y,则y=2x-z,当直线y=2x-z经过点B(4,1)时,z取得最大值,最大值为2×4-1=7.3.D画出不等式组所表示的区域,如图中阴影部分所示,可知2×-2×-1≤z<2×2-2×(-1)-1,即z的取值范围是.4.B如图,a>0,不等式组对应的平面区域为△OBC及其内部,其中B(a,a),C(a,-a),所以|BC|=2a,所以△OBC的面积为·a·2a=a2=4,所以a=2.由z=2x+y得y=-2x+z,平移直线y=-2x,由图象可知当直线y=-2x+z经过点B时,直线的截距最大,此时z也最大,把B(2,2)代入z=2x+y得z=2×2+2=6,∴z max=6.5.C设旅行社租用A型客车x辆,B型客车y辆,租金为z元,则约束条件为目标函数为z=1600x+2400y.可行解为图中阴影部分(包括边界)内的整点.当目标函数z=1600x+2400y对应的直线经过点A(5,12)时,z取得最小值,z min=1600×5+2400×12=36800.故租金最少为36800元,选C.6.答案-8解析依题意,在坐标平面内画出不等式组表示的平面区域(图略),当直线x+3y-z=0经过点(4,-4)时,目标函数z=x+3y取得最小值,为4+3×(-4)=-8.7.答案解析画出不等式组表示的可行域,如图:由x-2y+4=0及3x-y-3=0得A(2,3),由x2+y2表示可行域内的点(x,y)与点(0,0)的距离的平方可得(x2+y2)max=22+32=13,(x2+y2)min=d2==,其中d表示点(0,0)到直线2x+y-2=0的距离,所以x2+y2的取值范围为.8.答案解析作出不等式组所表示的平面区域,如图中阴影部分所示,易求得A(-1,2),B(3,2),当直线3x+y-M=0经过点A(-1,2)时,目标函数M=3x+y取得最小值-1.又由平面区域知-1≤x≤3,所以函数N=-在x=-1处取得最大值-,由此可得M-N的最小值为-1-=.9.解析(1)直线AB,AC,BC的方程分别为7x-5y-23=0,x+7y-11=0,4x+y+10=0.原点(0,0)在区域D内,故表示区域D的不等式组为(2)根据题意有4×(-1)-3×(-6)-a]4×(-3)-3×2-a]<0,即(14-a)(-18-a)<0,解得-18<a<14.故a的取值范围是(-18,14).10.解析(1)解法一:∵++=0,又++=(1-x,1-y)+(2-x,3-y)+(3-x,2-y)=(6-3x,6-3y),∴解得x=2,y=2,即=(2,2),故||=2.解法二:∵++=0,∴(-)+(-)+(-)=0,∴=(++)=(2,2),∴||=2.(2)∵=m+n,∴(x,y)=(m+2n,2m+n),∴两式相减得,m-n=y-x,令y-x=t,由图知,当直线y=x+t过点B(2,3)时,t取得最大值1,故m-n的最大值为1.B组提升题组11.B不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示:由得A(k,k),易知目标函数z=x+y在点A处取最大值,则12=k+k,故k=6,所以B(-12,6),又目标函数z=x+y在点B处取最小值,∴z的最小值为-6,故选B.12.C作出可行域,如图中阴影部分所示,则目标函数z=x-2y在点(1,0)处取得最大值1,在点(-1,1)处取得最小值-3,∴a=1,b=-3,从而可知方程x2-kx+1=0在区间(-3,1)上有两个不同实数解.令f(x)=x2-kx+1,则⇒-<k<-2,故选C.13.答案解析不等式组表示的区域为以A(1,0),B,C(2,1)为顶点的三角形区域(包含边界),则1≤x≤2,所以1≤ax+y≤4恒成立可转化为≤-a≤恒成立.易知表示可行域内点(x,y)与定点(0,4)连线的斜率,其最大值为-;表示可行域内点(x,y)与定点(0,1)连线的斜率,其最小值为-1,故有-≤-a≤-1,即1≤a≤.14.答案21解析作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.z=|x+2y-4|=·的几何意义为阴影区域内的点到直线x+2y-4=0的距离的倍.由得B点坐标为(7,9),显然点B到直线x+2y-4=0的距离最大,易得z max=21.15.解析(1)由已知得,x,y满足的数学关系式为该二元一次不等式组所表示的平面区域为图1中的阴影部分:图1(2)设利润为z万元,则目标函数为z=2x+3y.考虑z=2x+3y,将它变形为y=-x+,这是斜率为-,随z变化的一族平行直线.为直线在y轴上的截距,当取最大值时,z的值最大.又因为x,y满足约束条件,所以由图2可知,当直线z=2x+3y经过可行域上的点M时,截距最大,即z最大.图2解方程组得点M的坐标为(20,24).所以z max=2×20+3×24=112.答:生产甲种肥料20车皮、乙种肥料24车皮时利润最大,且最大利润为112万元.。
7.4 简单的线性规划●知识梳理1.二元一次不等式表示平面区域在平面直角坐标系中,已知直线Ax +By +C =0,坐标平面内的点P (x 0,y 0).B >0时,①Ax 0+By 0+C >0,则点P (x 0,y 0)在直线的上方;②Ax 0+By 0+C <0,则点P (x 0,y 0)在直线的下方.对于任意的二元一次不等式Ax +By +C >0(或<0),无论B 为正值还是负值,我们都可以把y 项的系数变形为正数.当B >0时,①Ax +By +C >0表示直线Ax +By +C =0上方的区域;②Ax +By +C <0表示直线Ax +By +C =0下方的区域.2.线性规划求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题. 满足线性约束条件的解(x ,y )叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域(类似函数的定义域);使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做最优解.生产实际中有许多问题都可以归结为线性规划问题.线性规划问题一般用图解法,其步骤如下: (1)根据题意,设出变量x 、y ; (2)找出线性约束条件;(3)确定线性目标函数z =f (x ,y );(4)画出可行域(即各约束条件所示区域的公共区域);(5)利用线性目标函数作平行直线系f (x ,y )=t (t 为参数);(6)观察图形,找到直线f (x ,y )=t 在可行域上使t 取得欲求最值的位置,以确定最优解,给出答案.●点击双基1.下列命题中正确的是A.点(0,0)在区域x +y ≥0内B.点(0,0)在区域x +y +1<0内C.点(1,0)在区域y >2x 内D.点(0,1)在区域x -y +1>0内 解析:将(0,0)代入x +y ≥0,成立. 答案:A2.(2005年海淀区期末练习题)设动点坐标(x ,y )满足 (x -y +1)(x +y -4)≥0,x ≥3,A.5B.10C.217D.10 解析:数形结合可知当x =3,y =1时,x 2+y 2的最小值为10. 答案:D2x -y +1≥0,x -2y -1≤0, x +y ≤1则x 2+y 2的最小值为 3.不等式组 表示的平面区域为A.正三角形及其内部B.等腰三角形及其内部C.在第一象限内的一个无界区域D.不包含第一象限内的点的一个有界区域解析:将(0,0)代入不等式组适合C ,不对;将(21,21)代入不等式组适合D ,不对;又知2x -y +1=0与x -2y -1=0关于y =x 对称且所夹顶角α满足t an α=|2121||212|⋅+-=43. ∴α≠3π. 答案:B4.点(-2,t )在直线2x -3y +6=0的上方,则t 的取值范围是________________. 解析:(-2,t )在2x -3y +6=0的上方,则2×(-2)-3t +6<0,解得t >32. 答案:t >32 5.不等式组⎪⎩⎪⎨⎧<+>>1234,0,0y x y x 表示的平面区域内的整点(横坐标和纵坐标都是整数的点)共有____________个.解析:(1,1),(1,2),(2,1),共3个. 答案:3 ●典例剖析【例1】 求不等式|x -1|+|y -1|≤2表示的平面区域的面积. 剖析:依据条件画出所表达的区域,再根据区域的特点求其面积. 解:|x -1|+|y -1|≤2可化为x ≥1, ≥1, x ≤1, x ≤1, y ≥1, y ≤1, y ≥1, y ≤1, x +y ≤4 x -y ≤2 y -x ≤2 x +y ≥0. 其平面区域如图.x∴面积S =21×4×4=8.或 或 或深化拓展若再求:①12-+x y ;②22)2()1(++-y x 的值域,你会做吗? 答案: ①(-∞,-23]∪[23,+∞);②[1,5].【例2】 某人上午7时,乘摩托艇以匀速v n mi l e/h (4≤v ≤20)从A 港出发到距50 nmi l e 的B 港去,然后乘汽车以匀速w km/h (30≤w ≤100)自B 港向距300 km 的C 市驶去.应该在同一天下午4至9点到达C 市.设乘汽车、摩托艇去所需要的时间分别是x h 、y h.(1)作图表示满足上述条件的x 、y 范围; (2)如果已知所需的经费p =100+3×(5-x )+2×(8-y )(元),那么v 、w 分别是多少时走得最经济?此时需花费多少元?剖析:由p =100+3×(5-x )+2×(8-y )可知影响花费的是3x +2y 的取值范围.解:(1)依题意得v =y 50,w =x300,4≤v ≤20,30≤w ≤100. ∴3≤x ≤10,25≤y ≤225.①由于乘汽车、摩托艇所需的时间和x +y 应在9至14个小时之间,即9≤x +y ≤14.②因此,满足①②的点(x ,y )的存在范围是图中阴影部分(包括边界).xy1492+3=38y x(2)∵p =100+3·(5-x )+2·(8∴3x +2y =131-p .设131-p =k ,那么当k 最大时,p -23的直线3x +2y =k 中,使k 值最大的直线必通过点(10,4),即当x =10,y =4时,p 最小. 此时,v =12.5,w =30,p 的最小值为93元.评述:线性规划问题首先要根据实际问题列出表达约束条件的不等式.然后分析要求量的几何意义.【例3】 某矿山车队有4辆载重量为10 t 的甲型卡车和7辆载重量为6 t 的乙型卡车,有9名驾驶员.此车队每天至少要运360 t 矿石至冶炼厂.已知甲型卡车每辆每天可往返6次,乙型卡车每辆每天可往返8次.甲型卡车每辆每天的成本费为252元,乙型卡车每辆每天的成本费为160元.问每天派出甲型车与乙型车各多少辆,车队所花成本费最低?剖析:弄清题意,明确与运输成本有关的变量的各型车的辆数,找出它们的约束条件,列出目标函数,用图解法求其整数最优解.解:设每天派出甲型车x 辆、乙型车y 辆,车队所花成本费为z 元,那么 x +y ≤9,10×6x +6×8x ≥360, 0≤x ≤4, 0≤y ≤7.z =252x +160y , 其中x 、y ∈N .作出不等式组所表示的平面区域,即可行域,如图.xxy += 9作出直线l 0:252x +160y =0在y 轴上的截距最小.观察图形,(2,5)时,满足上述要求. 此时,z =252x +160y 取得最小值,即x =2,y =5时,z min =252×2+160×5=1304. 答:每天派出甲型车2辆,乙型车5辆,车队所用成本费最低.评述:用图解法解线性规划题时,求整数最优解是个难点,对作图精度要求较高,平行直线系f (x ,y )=t 的斜率要画准,可行域内的整点要找准,最好使用“网点法”先作出可行域中的各整点.●闯关训练 夯实基础1.(x -1)2+(y -1)2=1是|x -1|+|y -1|≤1的__________条件. A.充分而不必要 B.必要而不充分 C.充分且必要D.既不充分也不必要 解析:数形结合. 答案:B 2.(x +2y +1)(x -y +4)≤0表示的平面区域为解析:可转化为x +2y +1≥0, x +2y +1≤0, x -y +4≤0 x -y +4≥0. 答案:B3.(2004年全国卷Ⅱ,14)设x 、y 满足约束条件 x ≥0, x ≥y ,2x -y ≤1,则z =3x +2y 的最大值是____________.或解析:如图,当x =y =1时,z max=5.答案:5x -4y +3≤3x +5y -x ≥1,_________.解析:作出可行域,如图.当把z 看作常数时,它表示直线y =zx 的斜率,因此,当直线y =zx 过点A 时,z 最大;当直线y =zx 过点B 时,z 最小.x x yyy 3 +5 =0-255123456789-3-4 +3=0AB Ox =1, 3x +5y -25=0,得A (1,522).x -4y +3=0, 3x +5y -25=0,∴z max =1522=522,z min =52.答案:52 522 5.画出以A (3,-1)、B (-1,1)、C (1,3)为顶点的△ABC 的区域(包括各边),写出该区域所表示的二元一次不等式组,并求以该区域为可行域的目标函数z =3x -2y 的最大值和最小值.分析:本例含三个问题:①画指定区域;②写所画区域的代数表达式——不等式组; ③求以所写不等式组为约束条件的给定目标函数的最值.解:如图,连结点A 、B 、C ,则直线AB 、BC 、CA 所围成的区域为所求△ABC 区域.x 直线AB 的方程为x +2y -1=0,BC x -y +2=0,2x +y -5=0.在△ABC 内取一点P (1,1),分别代入x +2y -1,x -y +2,2x +y -5得x +2y -1>0,x-y +2>0,2x +y -5<0.由 得B (5,2).4.变量x 、y 满足条件x _______,最大值为 由因此所求区域的不等式组为x +2y -1≥0, x -y +2≥0, 2x +y -5≤0.作平行于直线3x -2y =0的直线系3x -2y =t (t 为参数),即平移直线y =23x ,观察图形可知:当直线y =23x -21t 过A (3,-1)时,纵截距-21t 最小.此时t 最大,t max =3×3-2× (-1)=11;当直线y =23x -21t 经过点B (-1,1)时,纵截距-21t 最大,此时t 有最小值为t min = 3×(-1)-2×1=-5.因此,函数z =3x -2y 在约束条件 x +2y -1≥0,x -y +2≥0, 2x +y -5≤06.某校伙食长期以面粉和大米为主食,面食每100 g 含蛋白质6个单位,含淀粉4个单位,售价0.5元,米食每100 g 含蛋白质3个单位,含淀粉7个单位,售价0.4元,学校要求给学生配制盒饭,每盒盒饭至少有8个单位的蛋白质和10个单位的淀粉,问应如何配制盒饭,才既科学又费用最少?解:设每盒盒饭需要面食x (百克),米食y (百克),6+3=x y 4+7=1x y 所需费用为S =0.5x +0.4y ,且x 、y 满足 6x +3y ≥8, 4x +7y ≥10, x ≥0, y ≥0,由图可知,直线y =-45x +25S 过A (1513,1514)时,纵截距25S 最小,即S 最小. 故每盒盒饭为面食1513百克,米食1514百克时既科学又费用最少.培养能力7.配制A 、B 两种药剂,需要甲、乙两种原料,已知配一剂A 种药需甲料3 mg ,乙料5 mg ;配一剂B 种药需甲料5 mg ,乙料4 mg.今有甲料20 mg ,乙料25 mg ,若A 、B 两种药至少各配一剂,问共有多少种配制方法?解:设A 、B 两种药分别配x 、y 剂(x 、y ∈N ),则 x ≥1, y ≥1,3x +5y ≤20, 5x +4y ≤25.下的最大值为11,最小值为-5.上述不等式组的解集是以直线x =1,y =1,3x +5y =20及5x +4y =25为边界所围成的区域,这个区域内的整点为(1,1)、(1,2)、(1,3)、(2,1)、(2,2)、(3,1)、(3,2)、(4,1).所以,在至少各配一剂的情况下,共有8种不同的配制方法.8.某公司计划在今年内同时出售变频空调机和智能洗衣机,由于这两种产品的市场需求量非常大,有多少就能销售多少,因此该公司要根据实际情况(如资金、劳动力)确定产品的月供应量,以使得总利润达到最大.已知对这两种产品有直接限制的因素是资金和劳动力,试问:怎样确定两种货物的月供应量,才能使总利润达到最大,最大利润是多少? 解:设空调机、洗衣机的月供应量分别是x 、y 台,总利润是P ,则P =6x +8y ,由题意有30x +20y ≤300, 5x +10y ≤110, x ≥0, y ≥0,x 、y 均为整数. 由图知直线y =-43x +81P 过M (4,9)时,纵截距最大.这时P 也取最大值P max =6×4+8×9=96(百元).故当月供应量为空调机4台,洗衣机9台时,可获得最大利润9600元. 探究创新9.实系数方程f (x )=x 2+ax +2b =0的一个根在(0,1)内,另一个根在(1,2)内,求:(1)12--a b 的值域; (2)(a -1)2+(b -2)2的值域; (3)a +b -3的值域.f (0)>0f (1)<0 f (2)>0b >0,a +b +1<0, a +b +2>0.如图所示. A (-3,1)、B (-2,0)、C (-1,0).解:由题意知 ⇒又由所要求的量的几何意义知,2)(8,17);(3)(-5,-4). ●思悟小结简单的线性规划在实际生产生活中应用非常广泛,主要解决的问题是:在资源的限制下,如何使用资源来完成最多的生产任务;或是给定一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的资源来完成.如常见的任务安排问题、配料问题、下料问题、布局问题、库存问题,通常解法是将实际问题转化为数学模型,归结为线性规划,使用图解法解决.图解法解决线性规划问题时,根据约束条件画出可行域是关键的一步.一般地,可行域可以是封闭的多边形,也可以是一侧开放的非封闭平面区域.第二是画好线性目标函数对应的平行直线系,特别是其斜率与可行域边界直线斜率的大小关系要判断准确.通常最优解在可行域的顶点(即边界线的交点)处取得,但最优整数解不一定是顶点坐标的近似值.它应是目标函数所对应的直线平移进入可行域最先或最后经过的那一整点的坐标.●教师下载中心 教学点睛线性规划是新增添的教学内容,应予以足够重视.线性规划问题中的可行域,实际上是二元一次不等式(组)表示的平面区域,是解决线性规划问题的基础,因为在直线Ax +By +C =0同一侧的所有点(x ,y )实数Ax +By +C 的符号相同,所以只需在此直线的某一侧任取一点(x 0,y 0)〔若原点不在直线上,则取原点(0,0)最简便〕,把它的坐标代入Ax +By +C =0,由其值的符号即可判断二元一次不等式Ax +By +C >0(或<0)表示直线的哪一侧.这是教材介绍的方法.在求线性目标函数z =ax +by 的最大值或最小值时,设ax +by =t ,则此直线往右(或左)平移时,t 值随之增大(或减小),要会在可行域中确定最优解.解线性规划应用题步骤:(1)设出决策变量,找出线性约束条件和线性目标函数; (2)利用图象在线性约束条件下找出决策变量,使线性目标函数达到最大(或最小).拓展题例【例1】 已知f (x )=px 2-q 且-4≤f (1)≤-1,-1≤f (2)≤5,求f (3)的范围.解:∵-4≤f (1)≤-1,-1≤f (2)≤5, p -q ≤-1,p -q ≥-4, 4p -q ≤5, 4p -q ≥-1. 求z =9p -q 的最值.q -=-4p q -=-1p∴p =0, q =1,z min =-1, p =3,q =7, ∴-1≤f (3)≤20.【例2】 某汽车公司有两家装配厂,生产甲、乙两种不同型号的汽车,若A 厂每小时可完成1辆甲型车和2辆乙型车;B 厂每小时可完成3辆甲型车和1辆乙型车.今欲制造40辆甲型车和20辆乙型车,问这两家工厂各工作几小时,才能使所费的总工作时数最少?解:设A 厂工作x h ,B 厂工作y h ,总工作时数为t h ,则t =x +y ,且x +3y ≥40,2x +y ≥20,x ≥0,y ≥0,可行解区域如图.而符合问题的解为此区域内的格子点(纵、横坐标都是整数的点称为格子点),于是问题变为要在此可行解区域内,找出格子点(x ,y ),使t =x +y 的值为最小.x x y +3=4由图知当直线l :y =-x +t 过Q 格子点,我们还必须看Q 点是否是格子点 x +3y =40,2x +y =20,得Q (4,12)为格子点.故A 厂工作4 h ,B 厂工作12 h ,可使所费的总工作时数最少.如图,∵z max=20, 解方程组。