最新人教A版高中数学必修5同步培优训练3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域

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第三章不等式

3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题

3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域

课后篇巩固提升

基础巩固

1.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.-52,+∞

B.-∞,-52

C.-52,+∞ D.-∞,-52

解析由于不等式Ax+By+5<0表示的平面区域不包括点(2,4),所以2A+4B+5≥0,于是A+2B≥-52,即k≥-52.

答案A

2.如图,图中阴影部分表示的平面区域可用二元一次不等式组表示为( )

A.{𝑥+𝑦-1>02𝑥+3𝑦-6≤0𝑥-𝑦-1≤0𝑥-2𝑦+2>0 B.{𝑥+𝑦-1<02𝑥+3𝑦-6≥0𝑥-𝑦-1≥0𝑥-2𝑦+2<0

C.{𝑥+𝑦-1>02𝑥+3𝑦-6<0𝑥-𝑦-1≥0𝑥-2𝑦+2≤0 D.{𝑥+𝑦-1≥02𝑥+3𝑦-6<0𝑥-𝑦-1<0𝑥-2𝑦+2≥0

解析由过点(-2,0)及(0,1)的直线x-2y+2=0为虚线知,

应排除C,D两选项.

∵点(0,0)不在平面区域内,即x+y-1>0,

∴排除选项B.故选A. 2

答案A

3.若点P(14,𝑎)在{ 0≤𝑥≤12,12≤𝑦≤1,𝑥-𝑦+12≥0所确定的平面区域内,则实数a的取值范围为( )

A.[12,34] B.[14,34]

C.[12,35] D.[14,12]

解析由题意,知{12≤𝑎≤1,14-𝑎+12≥0,解得12≤a≤34.

答案A

4.不等式(x+2y-2)(x-y+1)≥0表示的平面区域是 ( )

解析不等式(x+2y-2)(x-y+1)≥0等价于{𝑥+2𝑦-2≥0,𝑥-𝑦+1≥0或{𝑥+2𝑦-2≤0,𝑥-𝑦+1≤0,由二元一次不等式表示平面区域的判断规则知选项A正确.

答案A

5. 在平面直角坐标系中,若不等式组{𝑥+𝑦-1≥0,𝑥-1≤0,𝑎𝑥-𝑦+1≥0(a为常数)所表示的平面区域的面积为2,则a的值为 ( )

A.-5 B.1 C.2 D.3

3

解析图中的阴影部分即为满足x-1≤0与x+y-1≥0的平面区域,而直线ax-y+1=0恒过点(0,1),故可看作直线绕点(0,1)旋转.当a=-5时,满足题意的平面区域不是一个封闭区域;当a=1时,满足题意的平面区域的面积为1;当a=2时,满足题意的平面区域的面积为32;当a=3时,满足题意的平面区域的面积为2.故选D.

答案D

6.不等式|x|+|y|≤1所表示的平面区域的面积是 .

解析画出不等式|x|+|y|≤1表示的平面区域如图中阴影部分(包括边界)所示,

∴面积S=(√2)2=2.

答案2

7. 若点(1,2)与点(-3,4)在直线x+y+a=0的两侧,则实数a的取值范围是 .

解析由题意,得(1+2+a)(-3+4+a)<0,

解得-3

答案(-3,-1)

8.若不等式组{𝑥-𝑦≥0,2𝑥+𝑦≤2,𝑦≥0,𝑥+𝑦≤𝑎表示的平面区域是一个三角形及其内部,则a的取值范围是 .

解析不等式组{𝑥-𝑦≥0,2𝑥+𝑦≤2,𝑦≥0表示的平面区域如图中的阴影部分所示,画出直线x+y=0,并将其向右上方平行移动,直至直线过点(1,0),均满足题意,此时0

答案a0

9.画出以A(3,-1),B(-1,1),C(1,3)为顶点的△ABC的区域(包括边界),并写出该区域所表示的二元一次不等式组.

解 如图所示,直线AB,BC,CA所围成的区域就是所要画的△ABC的区域,其中直线AB,BC,CA的方程分别为x+2y-1=0,x-y+2=0,2x+y-5=0.

在△ABC内取一点P(1,1),将其代入x+2y-1,得1+2×1-1=2>0;

代入x-y+2,得1-1+2>0;

代入2x+y-5,得2×1+1-5<0.

又所画区域包括边界,

所以该区域所表示的二元一次不等式组为{𝑥+2𝑦-1≥0,𝑥-𝑦+2≥0,2𝑥+𝑦-5≤0.

10.在平面直角坐标系中,求不等式组{𝑦≥𝑥-1,𝑦≤-3|𝑥|+1所表示的平面区域的面积.

解原不等式组可化为{𝑦≥𝑥-1,𝑦≤-3𝑥+1,𝑥≥0或{𝑦≥𝑥-1,𝑦≤3𝑥+1,𝑥<0.

上述不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,则△ABC的面积即为所求.

易知点B的坐标为(12,-12),点C的坐标为(-1,-2),

所以S△ABC=S△ADC+S△ADB=12×2×1+12×2×12=32.

能力提升

1.不等式(x-2y+1)(x+y-3)≤0在直角坐标平面内表示的区域(阴影部分)是下列图形中的( ) 5

解析∵(x-2y+1)(x+y-3)≤0,

∴{𝑥-2𝑦+1≥0,𝑥+𝑦-3≤0或{𝑥-2𝑦+1≤0,𝑥+𝑦-3≥0.故选C.

答案C

2.二元一次不等式组{𝑦-2𝑥≤0,𝑥+2𝑦+3>0,5𝑥+3𝑦-5<0表示的平面区域中的整点的个数为( )

A.3 B.4 C.5 D.6

解析不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,易知图中阴影部分有4个整点,分别是(0,0),(0,-1),(1,-1),(2,-2),故选B.

答案B

3.若不等式组{𝑥-𝑦+5≥0,𝑦≥𝑎,0≤𝑥≤2表示的平面区域是一个梯形,及其内部,则实数a的取值范围是( )

A.(-∞,5) B.[7,+∞)

C.[5,7) D.(-∞,5)∪[7,+∞)

解析作出不等式组{𝑥-𝑦+5≥0,0≤𝑥≤2表示的平面区域(图略),易知当a<5时,原不等式组表示的平面区域为梯形及其内部.故选A.

答案A 6

4.若平面区域{𝑥+𝑦-3≥0,2𝑥-𝑦-3≤0,𝑥-2𝑦+3≥0夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是( )

A.3√55 B.√2 C.3√22 D.√5

解析作出可行域如图.

由{2𝑥-𝑦-3=0,𝑥+𝑦-3=0,得点A(2,1),

由{𝑥+𝑦-3=0,𝑥-2𝑦+3=0,得点B(1,2).

由题意可知,斜率为1的平行直线l1,l2分别过A,B两点时它们之间的距离最小.过A(2,1)的直线l1:y=x-1,过B(1,2)的直线l2:y=x+1,此时两平行直线间的距离d=2√2=√2.故选B.

答案B

5.若直线y=kx+1将不等式组{𝑥-𝑦+2≥0,𝑥-2≤0,𝑥+𝑦≥0表示的平面区域分为面积相等的两部分,则实数k的值为 .

解析

不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,△ABC是等腰直角三角形,且BC⊥x轴,A(-1,1).直线y=kx+1经过点(0,1),要使直线将△ABC的面积等分,则k=0.

答案0

6.求不等式组{3𝑥-2𝑦-2>0,𝑥+4𝑦+4>0,2𝑥+𝑦-6<0的整数解. 7

解作直线l1:3x-2y-2=0,l2:x+4y+4=0,l3:2x+y-6=0.

在平面直角坐标系内画出满足不等式组表示的平面区域,如图阴影部分所示,

则此三角形区域内的整点(2,1),(1,0),(2,0),(1,-1),(2,-1),(3,-1)即为原不等式组的整数解.

7.某公司从银行贷款不足250万元,分配给下属甲、乙两个工厂用以进行技术改造,已知甲厂可以从投入的金额中获取20%的利润,乙厂可以从投入的金额中获取25%的利润.如果该公司计划从这笔贷款中至少获利60万元,请列出甲、乙两个工厂分配到的贷款金额所满足的数学关系式,并画出相应的平面区域.

解设x,y(单位:万元)分别表示甲、乙两个工厂分配到的贷款金额,根据题意,可得{𝑥≥0,𝑦≥0,𝑥+𝑦<250,𝑥·20%+𝑦·25%≥60,

即{ 𝑥≥0,𝑦≥0,𝑥+𝑦<250,15𝑥+14𝑦≥60.

不等式组表示的平面区域如图中的阴影部分所示.