2016年高考数学线性规划
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第2讲 不等式及线性规划一、选择题1.(2015·天津卷)设x ∈R ,则“|x -2|<1”是“x 2+x -2>0”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析 由|x -2|<1得1<x <3,由x 2+x -2>0,得x <-2或x >1,而1<x <3⇒x <-2或x >1,而x <-2或x >1⇒/ 1<x <3,所以,“|x -2|<1”是“x 2+x -2>0”的充分而不必要条件,选A.答案 A2.(2015·临汾模拟)若点A(m ,n)在第一象限,且在直线x 3+y 4=1上,则mn 的最大值是( )A .3B .4C .7D .12解析 因为点A(m ,n)在第一象限,且在直线x 3+y 4=1上,所以m ,n ∈R +,且m 3+n 4=1,所以m 3·n4≤(m 3+n42)2⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当m 3=n 4=12,即m =32,n =2时,取“=”,所以m 3·n 4≤⎝ ⎛⎭⎪⎫122=14,即mn ≤3,所以mn 的最大值为3.答案 A3.(2015·广东卷)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.315 B .6 C.235D .4解析 不等式组所表示的可行域如下图所示,由z =3x +2y 得y =-32x +z2,依题意当目标函数直线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 C4.已知正数x ,y 满足x +22xy ≤λ(x +y)恒成立,则实数λ的最小值为( )A .1B .2C .3D .4解析 ∵x >0,y >0,∴x +2y ≥22xy(当且仅当x =2y 时取等号). 又由x +22xy ≤λ(x +y)可得λ≥x +22xyx +y ,而x +22xy x +y ≤x +(x +2y )x +y=2,∴当且仅当x =2y 时,⎝ ⎛⎭⎪⎫x +22xy x +y max=2.∴λ的最小值为2.答案 B5.(2015·衡水中学期末)已知约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≤0,ax -y ≥0,x ≤1表示的平面区域为D ,若区域D 内至少有一个点在函数y =e x的图象上,那么实数a 的取值范围为( ) A .[e ,4) B .[e ,+∞) C .[1,3)D .[2,+∞)解析 如图:点(1,e)满足ax -y ≥0,即a ≥e.答案 B二、填空题6.(2015·福建卷改编)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________.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.答案 -527.(2015·浙江卷)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2x -3,x ≥1,lg (x 2+1),x <1,则f(f(-3))=________,f(x)的最小值是________.解析 f(f(-3))=f(1)=0,当x ≥1时,f(x)=x +2x -3≥22-3,当且仅当x =2时,取等号;当x <1时,f(x)=lg(x 2+1)≥lg 1=0,当且仅当x =0时,取等号,∴f(x)的最小值为22-3.答案 0 22-38.(2015·日照模拟)已知x >0,y >0,x +3y +xy =9,则x +3y 的最小值为________. 解析 由已知,得xy =9-(x +3y),即3xy =27-3(x +3y)≤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3y 22,令x +3y =t ,则t 2+12t -108≥0, 解得t ≥6或t ≤-18(舍),即x +3y ≥6.答案 6三、解答题 9.已知函数f(x)=2xx 2+6. (1)若f(x)>k 的解集为{x|x <-3,或x >-2},求k 的值; (2)对任意x >0,f(x)≤t 恒成立,求t 的取值范围. 解 (1)f(x)>k ⇔kx 2-2x +6k <0.由已知{x|x <-3,或x >-2}是其解集,得kx 2-2x +6k =0的两根是-3,-2. 由根与系数的关系可知(-2)+(-3)=2k ,即k =-25.(2)因为x >0,f(x)=2x x 2+6=2x +6x ≤226=66,当且仅当x =6时取等号.由已知f(x)≤t 对任意x >0恒成立,故t ≥66,即t 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫66,+∞. 10.如图,建立平面直角坐标系xOy ,x 轴在地平面上,y 轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y =kx -120(1+k 2)x 2(k >0)表示的曲线上,其中k 与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.(1)求炮的最大射程;(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,试问它的横坐标a 不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.解 (1)令y =0,得kx -120(1+k 2)x 2=0,由实际意义和题设条件知x >0,k >0,故x =20k 1+k 2=20k +1k ≤202=10, 当且仅当k =1时取等号. 所以炮的最大射程为10千米.(2)因为a >0,所以炮弹可击中目标⇔存在k >0,使3.2=ka -120(1+k 2)a 2成立⇔关于k 的方程a 2k 2-20ak +a 2+64=0有正根⇔判别式Δ=(-20a)2-4a 2(a 2+64)≥0⇔a ≤6.所以当a 不超过6千米时,可击中目标.11.已知函数f(x)=13ax 3-bx 2+(2-b)x +1在x =x 1处取得极大值,在x =x 2处取得极小值,且0<x 1<1<x 2<2. (1)证明:a >0;(2)若z =a +2b ,求z 的取值范围. (1)证明 求函数f(x)的导数 f′(x)=ax 2-2bx +2-b.由函数f(x)在x =x 1处取得极大值, 在x =x 2处取得极小值,知x 1、x 2是f′(x)=0的两个根, 所以f′(x)=a(x -x 1)(x -x 2). 当x <x 1时,f(x)为增函数,f′(x)>0,由x -x 1<0,x -x 2<0得a >0.(2)解 在题设下,0<x 1<1<x 2<2等价于⎩⎪⎨⎪⎧f′(0)>0,f′(1)<0,f′(2)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧2-b >0,a -2b +2-b <0,4a -4b +2-b >0,化简得⎩⎪⎨⎪⎧2-b >0,a -3b +2<0,4a -5b +2>0.此不等式组表示的区域为平面aOb 上的三条直线:2-b =0,a -3b +2=0,4a -5b +2=0所围成的△ABC 的内部,其三个顶点分别为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫47,67,B(2,2),C(4,2). z 在这三点的值依次为167,6,8.所以z 的取值范围为⎝⎛⎭⎪⎫167,8.。
考纲解读明方向分析解读 1.了解不等式的有关概念及其分类,掌握不等式的性质及其应用,明确各个性质中结论成立的前提条件.2.能利用不等式的相关性质比较两个实数的大小.3.利用不等式的性质比较大小是高考的热点.分值约为5分,属中低档题.分析解读 1.多考查线性目标函数的最值问题,兼顾面积、距离、斜率等问题.2.能用线性规划的方法解决重要的实际问题,使收到的效益最大,耗费的人力、物力资源最少等.3.应重视数形结合的思想方法.4.本节在高考中主要考查与平面区域有关的范围、距离等问题以及线性规划问题,分值约为5分,属中低档题.分析解读 1.掌握利用基本不等式求最值的方法,熟悉利用拆添项或配凑因式构造基本不等式形式的技巧,同时注意“一正、二定、三相等”的原则.2.利用基本不等式求函数最值、求参数范围、证明不等式是高考热点.本节在高考中主要以选择题或填空题的形式进行考查,分值约为5分.分析解读不等式的性质与函数、导数、数列等内容相结合,解决与不等式有关的数学问题和实际问题是高考热点.2018年高考全景展示1.【2018年天津卷文】设变量x,y满足约束条件则目标函数的最大值为A. 6B. 19C. 21D. 45【答案】C【解析】分析:首先画出可行域,然后结合目标目标函数的几何意义确定函数取得最大值的点,最后求解最大值即可.点睛:求线性目标函数z=ax+by(ab≠0)的最值,当b>0时,直线过可行域且在y轴上截距最大时,z值最大,在y轴截距最小时,z值最小;当b<0时,直线过可行域且在y轴上截距最大时,z值最小,在y轴上截距最小时,z值最大.2.【2018年文北京卷】设集合则A. 对任意实数a,B. 对任意实数a,(2,1)C. 当且仅当a<0时,(2,1)D. 当且仅当时,(2,1)【答案】D【解析】分析:求出及所对应的集合,利用集合之间的包含关系进行求解.点睛:此题主要结合充分与必要条件考查线性规划的应用,集合法是判断充分条件与必要条件的一种非常有效的方法,根据成立时对应的集合之间的包含关系进行判断. 设,若,则;若,则,当一个问题从正面思考很难入手时,可以考虑其逆否命题形式.3.【2018年浙江卷】若满足约束条件则的最小值是___________,最大值是___________.【答案】 -2 8【解析】分析:先作可行域,再平移目标函数对应的直线,从而确定最值.详解:作可行域,如图中阴影部分所示,则直线过点A(2,2)时取最大值8,过点B(4,-2)时取最小值-2.点睛:线性规划的实质是把代数问题几何化,即用数形结合的思想解题.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界处取得.4.【2018年天津卷文】已知,且,则的最小值为_____________.【答案】【解析】分析:由题意首先求得a-3b的值,然后结合均值不等式的结论整理计算即可求得最终结果,注意等号成立的条件.点睛:在应用基本不等式求最值时,要把握不等式成立的三个条件,就是“一正——各项均为正;二定——积或和为定值;三相等——等号能否取得”,若忽略了某个条件,就会出现错误.5.【2018年文北京卷】若,y满足,则2y−U最小值是_________.【答案】3【解析】分析:将原不等式转化为不等式组,画出可行域,分析目标函数的几何意义,可知当时取得最小值.详解:不等式可转化为,即,满足条件的在平面直角坐标系中的可行域如下图令,由图象可知,当过点时,取最小值,此时,的最小值为.点睛:此题考查线性规划,求线性目标函数的最值,当时,直线过可行域在轴上截距最大时,值最大,在轴上截距最小时,值最小;当时,直线过可行域在轴上截距最大时,值最小,在轴上截距最小时,值最大.6.【2018年江苏卷】在中,角所对的边分别为,,的平分线交于点D,且,则的最小值为________.【答案】9【解析】分析:先根据三角形面积公式得条件、再利用基本不等式求最值.点睛:在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.7.【2018年全国卷Ⅲ文】若变量满足约束条件则的最大值是________.【答案】3【解析】分析:作出可行域,平移直线可得详解:作出可行域由图可知目标函数在直线与的交点(2,3)处取得最大值3,故答案为3.点睛:本题考查线性规划的简单应用,属于基础题。
【母题来源一】【2016高考浙江理数】【母题原题】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20340xx yx y-≤⎧⎪+≥⎨⎪-+≥⎩中的点在直线x+y-2=0上的投影构成的线段记为AB,则│AB│=()A.22B.4 C.32D.6【答案】C【考点】线性规划.【思路点睛】先根据不等式组画出可行域,再根据题目中的定义确定AB的值.画不等式组所表示的平面区域时要注意通过特殊点验证,防止出现错误.【母题来源二】【2016年高考四川理数】【母题原题】设p:实数x,y满足22(1)(1)2x y-+-≤,q:实数x,y满足1,1,1,y xy xy≥-⎧⎪≥-⎨⎪≤⎩则p是q的( )(A)必要不充分条件(B)充分不必要条件(C)充要条件(D)既不充分也不必要条件【答案】A考点:1.充分条件、必要条件的判断;2.线性规划.【名师点睛】本题考查充分性与必要性的判断问题,首先是分清条件和结论,然后考察条件推结论,结论推条件是否成立.这类问题往往与函数、三角、不等式等数学知识结合起来考,本题条件与结论可以转化为平面区域的关系,利用充分性、必要性和集合的包含关系得结论.【命题意图】本类题主要考查学生线性规划有关知识、作图、识图、计算,考查学生数形结合思想的运用.【考试方向】线性规划问题一般有三种题型。
一是求最值,常考类型包括直线型、距离型、斜率型;二是求区域面积;三是知最优解情况或可行域情况确定参数的值或取值范围。
由此不难预测,对目标函数及参数的几何意义的理解和应用仍将是2016年高考考察的重点,且有可能会加强与向量运算、概率的结合。
因此,应给予充分重视。
【得分要点】1、二元一次不等式所表示的平面区域:在平面直角坐标系中,直线:0l Ax By C ++=将平面分成两部分,平面内的点分为三类:①直线l 上的点(x ,y )的坐标满足:0=++C By Ax ;②直线l 一侧的平面区域内的点(x ,y )的坐标满足:0>++C By Ax ; ③直线l 另一侧的平面区域内的点(x ,y )的坐标满足:0Ax By C ++<.即二元一次不等式0Ax By C ++>或0Ax By C ++<在平面直角坐标系中表示直线0Ax By C ++=的某一侧所有点组成的平面区域,直线0Ax By C ++=叫做这两个区域的边界,(虚线表示区域不包括边界直线,实线表示区域包括边界直线). 由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.2、由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.1. 判断二元一次不等式Ax+By+c>0(或<0)表示直线的哪一侧的方法:因为对在直线Ax+By+C =0同一侧的所有点(x ,y),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),它的坐标代入Ax+By+c ,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.2. 画二元一次不等式0(0)Ax By C ++>≥或0(0)Ax By C ++<≤表示的平面区域的基本步骤:①画出直线:0l Ax By C ++=(有等号画实线,无等号画虚线);②当0≠C 时,取原点作为特殊点,判断原点所在的平面区域;当0C =时,另取一特殊点判断;③确定要画不等式所表示的平面区域.【母题1】.设命题:p 2203600x y x y x k +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪-≤⎩(x ,y ,R k ∈,且0k >);命题:q ()2215x y -+≤(x,Ry∈).若p是q的充分不必要条件,则k的取值范围是.【答案】02k<≤【考点】简单的线性规划、充分条件与必要条件.【名师点晴】本题主要考查了简单的线性规划及充分条件与必要条件,考查了数学结合、转化与化归的数学思想和方法,属于中档题.本题首先把“p是q的充分不必要条件”转化为两个命题中,p q所表示的平面区域之间的真子集关系,然后通过作图,可以发现只需要三角形区域的三个顶点在圆或其内部即可,从而列出不等式组求得参数的取值范围.【母题2】已知点)3,3(A,O为坐标原点,点),(yxP满足⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+-≤-233yyxyx,则满足条件点P所形成的平面区域的面积为______,在方向上投影的最大值为______.【答案】3,3xoy360x y+-=x k=220x y+-=,23kA k⎛⎫-⎪⎝⎭(),22B k k-()0,2C考点:1、线性规划;2、投影的概念.【名师点睛】正确作图,利用向量投影的概念将投影转化为坐标x,y之间的代数式,利用线性规划相关知识求解.【母题3】设实数x,y满足20,250,20,x yx yy--≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩则y xzx y=-的取值范围是.【答案】83,32⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.考点:1、线性规划;2、函数单调性求最值.222=--x52=-+yx2=y)2,1(P)1,3(QyxO【名师点睛】本题主要考查目标函数求取最值(范围)问题,属困难题.由题给不等式组作出相应可行域,取目标函数中txy=,由xy的几何意义:可行域中的点与原点的连线斜率,可知,t取得最大值和最小值的最优解分别为点P和点Q,从而]2,31[∈t,此时目标函数为ttz1-=,结合函数单调性可求∈z83,32⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.【母题4】当实数,x y满不等式组:22xyx y≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩时,恒有3ax y+≤成立,则实数a的取值范围是________.【答案】(],3-∞【解析】作出满足不等式组的平面区域,如图所示,因为对任意的实数,x y不等式3ax y+≤恒成立,由图可知斜率0a-≥或30301ABa k-->==--,解得3a≤,所以实数a的取值范围是(],3-∞.考点:简单的线性规划问题.【名师点睛】(1)求解与平面区域有关的问题的关键是作出平面区域,在含有参数的问题中注意对参数的聚会范围进行讨论;(2)在刻有参数的二元一次不等式组所表示的平面区域问题中,首先把不含参数的平面区域确定好,然后用数形结合的方法根据参数的不同取值情况画图观察区域的形状,根据求解要求确定问题的答案.【母题5】设,x y满足约束条件2601010x yx yx+-≤⎧⎪--≤⎨⎪-≥⎩,若z ax y=+仅在点74,33⎛⎫⎪⎝⎭处取得最大值,则a的值可以为()A.4 B.2 C.2- D.1-【答案】A考点:简单的线性规划.【名师点晴】本题主要考查了简单的线性规划及其简单的应用,其中正确、准去作出线性约束条件所表示的可行域,把目标函数化为直线的斜截式方程,利用直线的平移,找到目标函数的最优解是解得问题的关键,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力及属性结合思想的应用,属于基础题.【母题6】设y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥-≥+≤0,0121y x x y x y ,则目标函数)0,0(>>+=b a y abx z 的最大值为11,则b a +的最小值为( )A .2B .4C .6 D.8 【答案】B考点:简单线性规划.【名师点睛】本题考查的知识点是线性规划,处理的思路为:根据已知的约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥-≥+≤,0121yxxyxy,画出满足约束条件的可行域,再根据目标函数()00z abx y a b=+>>,的最大值为11,求出a b,的关系式,再利用基本不等式求出a b+的最小值.【母题7】设点(),x y在不等式组1,140xyx y≥⎧⎪≥⎨⎪+-≤⎩所表示的平面区域上,若对[]0,1b∈时,不等式ax by b->恒成立,则实数a的取值范围是()A.2,43⎛⎫⎪⎝⎭B.2,3⎛⎫+∞⎪⎝⎭C.()4,+∞D.()2,+∞【答案】C考点:简单的线性规划的应用.【名师点晴】本题主要考查了简单的线性规划的应用及二元一次不等式表示的平面区域的应用,其中根据条件01b <<时,不等式ax by b ->恒成立,得到(3,1)在直线1ay x b<-的下方,列出不等式关系是解得本题的关键,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力、数形结合思想的应用,属于中档试题.【母题8】过平面区域202020x y y x y -+≥⎧⎪+≥⎨⎪++≤⎩内一点P 作圆22:1O x y +=的两条切线,切点分别为,A B ,记APB α∠=,则当α最小时cos α的值为( )A .9510B .1920C .12D .910【答案】D【解析】由题意可知OBP ∆为直角三角形,且90,2OBP OPB α∠=∠=,1OB =,1sin2OP α∴=, 222cos 12sin 12OPαα∴=-=-. 由数形结合可知当APB α∠=最小时OP 取得最大值.考点:1线性规划;2直线与圆的位置关系问题.【名师点晴】本题主要考查的是线性规划,直线与圆的位置关系,属于中档题.从同一点引的两条直线与圆相切,由图像分析可得当两切线夹角最小时,此点与圆心的距离最大.即将问题转化为定点()0,0到可行域内点距离的最值问题.线性规划类问题的解题关键是先正确画出不等式组所表示的平面区域,然后确定目标函数的几何意义,通过数形结合确定目标函数何时取得最值.画不等式组所表示的平面区域时要通过特殊点验证,防止出现错误.【母题9】设不等式组310060360x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪+-≤⎩表示的平面区域为D ,若函数log a y x=(10≠>a a 且)的图象上存在区域D 上的点,则实数a 的取值范围是( ) A .[)+∞⋃⎥⎦⎤ ⎝⎛,321,0 B .[)+∞⋃⎪⎭⎫⎢⎣⎡,31,21C .(]3,121,0⋃⎥⎦⎤ ⎝⎛ D .(]3,11,21⋃⎪⎭⎫⎢⎣⎡【答案】A【解析】画出可行域D ,如图所示,考点:1.简单线性规划;2.对数函数的图象和性质.【名师点睛】本题主要考查线性规划的应用,利用对数函数的图象和性质,通过数形结合是解决本题的关键;结合二元一次不等式(组)与平面区域的关系画出其表示的平面区域,再利用函数log a y x =(10≠>a a 且)的图象特征,结合区域上的点即可解决问题.【母题10】【母题5】已知由不等式组41x yx yx+≤⎧⎪-≤⎨⎪≥⎩所确定的平面区域为Ω,则能够覆盖区域Ω的最小圆的方程为 .【答案】22(1)(2)1x y-+-=【解析】考点:1.线性规划;2.圆的方程.【名师点睛】正确画出可行域为三角形区域,将所求问题转化为求三角形的外接圆方程是解题关键.。
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+z2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 D8.(2013·新课标全国Ⅱ,9)已知a >0,x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3),若z =2x +y的最小值为1,则a 等于( ) A.14B.12C .1D .2解析 作出约束条件表示的可行域如图所示,是△ABC 的内部及边界.由目标函数,得y =-2x +z ,当直线l :y =-2x +z 过点B (1,-2a )时,目标函数z =2x +y 的最小值为1. ∴ 2-2a =1,则a =12.答案 B9.(2015·新课标全国Ⅰ,15)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,x -y ≤0,x +y -4≤0,则yx的最大值为________.解析 约束条件的可行域如下图,由y x =y -0x -0,则最大值为3.答案 310.(2014·大纲全国,14)设x 、y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥0,x +2y ≤3,x -2y ≤1,则z =x +4y 的最大值为________.解析 作出约束条件下的平面区域,如图所示.由图可知当目标函数z =x +4y 经过点B (1,1)时取得最大值,且最大值为1+4×1=5. 答案 511.(2014·湖南,14)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤x ,x +y ≤4,y ≥k ,且z =2x +y 的最小值为-6,则k =________.解析 画出可行域(图略),由题意可知不等式组表示的区域为一三角形,平移参照直线2x +y =0,可知在点(k ,k )处z =2x +y 取得最小值,故z min =2k +k =-6.解得k =-2. 答案 -212.(2013·江苏,9)抛物线y =x 2在x =1处的切线与两坐标轴围成三角形区域为D (包含三角形内部和边界).若点P (x ,y )是区域D 内的任意一点,则x +2y 的取值范围是________.解析 由题意可知抛物线y =x 2在x =1处的切线方程为y =2x -1.该切线与两坐标轴围成的区域如图中阴影部分所示: 当直线x +2y =0平移到过点A ⎝⎛⎭⎪⎫12,0时,x +2y 取得最大值12. 当直线x +2y =0平移到过点B (0,-1)时,x +2y 取得最小值-2.因此所求的x +2y 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2,12. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2,1213.(2013·陕西,13)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________.解析 如图,曲线y =|x -1|与y =2所围成的封闭区域如图中阴影部分,令z =2x -y ,则y =2x -z ,作直线y =2x ,在封闭区域内平行移动直线y =2x ,当经过点(-1,2)时,z 取得最小值,此时z =2×(-1)-2=-4. 答案 -4考点二 与线性规划有关的综合性问题 1.(2014·山东,9)已知x ,y满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y -1≤0,2x -y -3≥0,当目标函数z =ax +by (a >0,b >0)在该约束条件下取到最小值25时,a 2+b 2的最小值为( )A .5B .4C. 5D .2解析 法一 不等式组表示的平面区域如图所示,根据目标函数的几何意义可知,目标函数在点A (2,1)处取得最小值,故2a +b =25,两端平方得4a 2+b 2+4ab =20,又4ab =2×a ×2b ≤a 2+4b 2,所以20≤4a 2+b 2+a 2+4b 2=5(a 2+b 2),所以a 2+b 2≥4,即a 2+b 2的最小值为4,当且仅当a =2b ,即b =25,a =45时等号成立.法二 把2a +b =25看作平面直角坐标系aOb 中的直线,则a 2+b 2的几何意义是直线上的点与坐标原点距离的平方,显然a 2+b 2的最小值是坐标原点到直线2a +b =25距离的平方,即⎝⎛⎭⎪⎫|-25|52=4.答案 B2.(2013·山东,6)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为( ) A .2B .1C .-13D .-12解析 已知的不等式组表示的平面区域如图中阴影所示,显然当点M 与点A 重合时直线OM 的斜率最小,由直线方程x +2y -1=0和3x +y -8=0,解得A (3,-1),故OM 斜率的最小值为-13.答案 C3.(2013·北京,8)设关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1>0,x +m <0,y -m >0表示的平面区域内存在点P (x 0,y 0),满足x 0-2y 0=2,求得m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,43B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,13C.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-23D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-53解析 图中阴影部分表示可行域,要求可行域内包含y =12x -1上的点,只需要可行域的边界点(-m ,m )在y =12x -1下方,也就是m <-12m -1,即m <-23.故选C.答案 C4.(2012·福建,9)若函数y =2x图象上存在点(x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0,x -2y -3≤0,x ≥m ,则实数m 的最大值为( )A.12B .1C.32D .2解析 由约束条件作出其可行域,如图阴影部分所示.由图可知当直线x =m 经过函数y =2x的图象与直线x +y -3=0的交点P 时取得最大值,即得2x=3-x ,即x =1=m . 答案 B5.(2014·新课标全国Ⅰ,9)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -2y ≤4的解集记为D .有下面四个命题:p 1:∀(x ,y )∈D ,x +2y ≥-2, p 2:∃(x ,y )∈D ,x +2y ≥2, p 3:∀(x ,y )∈D ,x +2y ≤3, p 4:∃(x ,y )∈D ,x +2y ≤-1.其中的真命题是( ) A .p 2,p 3B .p 1,p 4C .p 1,p 2D .p 1,p 3解析 画出可行域如图中阴影部分所示,由图可知,当目标函数z =x +2y 经过可行域内的点A (2,-1)时,取得最小值0,故x +2y ≥0,因此p 1,p 2是真命题,选C. 答案 C6.(2013·浙江,13)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 =________. 解析 约束条件所表示的可行域为如图所示的△ABC ,其中点A (4,4),B (0,2),C (2,0).目标函数z =kx +y ,化为y =-kx +z . 当-k ≤12即k ≥-12时,目标函数z =kx +y ,在点A (4,4)取得最大值12,故4k +4=12,k =2,满足题意; 当-k >12即k <-12时,目标函数z =kx +y 在点B (0,2)取得最大值12,故k ·0+2=12,无解,综上可知,k =2. 答案 27.(2012·陕西,14)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x ,x >0,-2x -1,x ≤0,D 是由x 轴和曲线y =f (x )及该曲线在点(1,0)处的切线所围成的封闭区域,则z =x -2y 在D 上的最大值为________. 解析 由题知在点(1,0)处的切线的斜率k =f ′(1)=11=1,则切线方程为y =x -1.区域D 为如图阴影部分所示.则z 的最大值即为直线y =12x -z2在y 轴上的最小截距,此时,(0,-1)为最优解,所以z =0-2×(-1)=2.答案 2。
专题7.2 二元一次不等式(组)与简单的线性规划【三年高考】1. 【2016高考江苏12】已知实数,x y满足240220330x yx yx y-+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩,,,则22x y+的取值范围是 .【答案】4 [,13] 5【考点】线性规划【名师点睛】线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线(一般不涉及虚线),其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等,最后结合图形确定目标函数最值或值域范围.2.【2016高考浙江理数改编】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20340xx yx y-≤⎧⎪+≥⎨⎪-+≥⎩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】32考点:线性规划.【思路点睛】先根据不等式组画出可行域,再根据题目中的定义确定AB 的值.画不等式组所表示的平面区域时要注意通过特殊点验证,防止出现错误.3.【2016年高考北京理数改编】若x ,y 满足2030x y x y x -≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,则2x y +的最大值为 .【答案】4 【解析】试题分析:作出如图可行域,则当y x z +=2经过点P 时,取最大值,而)2,1(P ,∴所求最大值为4.考点:线性规划.xy OP【名师点睛】可行域是封闭区域时,可以将端点代入目标函数,求出最大值与最小值,从而得到相应范围.若线性规划的可行域不是封闭区域时,不能简单的运用代入顶点的方法求最优解.如变式2,需先准确地画出可行域,再将目标函数对应直线在可行域上移动,观察z 的大小变化,得到最优解.4.【2016年高考四川理数改编】设p :实数x ,y 满足22(1)(1)2x y -+-≤,q :实数x ,y 满足1,1,1,y x y x y ≥-⎧⎪≥-⎨⎪≤⎩则p 是q 的 .(在必要不充分条件、充分不必要条件、充要条件、既不充分也不必要条件中选填)【答案】必要不充分条件 【解析】试题分析:画出可行域(如图所示),可知命题q 中不等式组表示的平面区域ABC ∆在命题p 中不等式表示的圆盘内,故是必要不充分条件.考点:1.充分条件、必要条件的判断;2.线性规划.【名师点睛】本题考查充分性与必要性的判断问题,首先是分清条件和结论,然后考察条件推结论,结论推条件是否成立.这类问题往往与函数、三角、不等式等数学知识结合起来考,本题条件与结论可以转化为平面区域的关系,利用充分性、必要性和集合的包含关系得结论.5.【2016高考浙江文数改编】若平面区域30,230,230x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩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 . 352 3252考点:线性规划.【思路点睛】先根据不等式组画出可行域,再根据可行域的特点确定取得最值的最优解,代入计算.画不等式组所表示的平面区域时要注意通过特殊点验证,防止出现错误.6.【2016高考新课标3理数】若,x y 满足约束条件1020220x y x y x y -+≥⎧⎪-≤⎨⎪+-≤⎩则z x y =+的最大值为_____________.【答案】32【解析】试题分析:作出不等式组满足的平面区域,如图所示,由图知,当目标函数z x y =+经过点1(1,)2A 时取得最大值,即max 13122z =+=.考点:简单的线性规划问题.【技巧点拨】利用图解法解决线性规划问题的一般步骤:(1)作出可行域.将约束条件中的每一个不等式当作等式,作出相应的直线,并确定原不等式的区域,然后求出所有区域的交集;(2)作出目标函数的等值线(等值线是指目标函数过原点的直线);(3)求出最终结果. 7.【2016高考山东理数改编】若变量x ,y 满足2,239,0,x y x y x 则22x y 的最大值是 .【答案】10考点:简单线性规划【名师点睛】本题主要考查简单线性规划的应用,是一道基础题目.从历年高考题目看,简单线性规划问题,是不等式中的基本问题,往往围绕目标函数最值的确定,涉及直线的斜率、两点间距离等,考查考生的绘图、用图能力,以及应用数学解决实际问题的能力.8.【2016高考天津理数】设变量x ,y 满足约束条件20,2360,3290.x y x y x y -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪+-≤⎩则目标函数25z x y =+的最小值为 .【答案】6 【解析】试题分析:可行域为一个三角形ABC 及其内部,其中(0,2),(3,0),(1,3)A B C ,直线z 25x y =+过点B 时取最小值6.考点:线性规划【名师点睛】线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线,其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值取法、值域范围.9.【2016高考新课标1卷】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1.5kg,乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2100元,生产一件产品B 的利润为900元.该企业现有甲材料150kg,乙材料90kg,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】216000 【解析】试题分析:设生产产品A 、产品B 分别为x 、y 件,利润之和为z 元,那么 1.50.5150,0.390,53600,0,0.x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩ ①目标函数2100900z x y =+.二元一次不等式组①等价于3300,103900,53600,0,0.x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩ ②作出二元一次不等式组②表示的平面区域(如图),即可行域.将2100900z x y =+变形,得73900z y x =-+,平行直线73y x =-,当直线73900zy x =-+经过点M时,z 取得最大值. 解方程组10390053600x y x y +=⎧⎨+=⎩,得M 的坐标(60,100).所以当60x =,100y =时,max 210060900100216000z =⨯+⨯=. 故生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为216000元. 考点:线性规划的应用【名师点睛】线性规划也是高考中常考的知识点,一般以客观题形式出现,基本题型是给出约束条件求目标函数的最值,常见的结合方式有:纵截距、斜率、两点间的距离、点到直线的距离,解决此类问题常利用数形结合.本题运算量较大,失分的一个主要原因是运算失误.10【2015高考新课标1,文15】若x ,y 满足约束条件20210220x y x y x y +-≤⎧⎪-+≤⎨⎪-+≥⎩,则z =3x +y 的最大值为 .【答案】411.【2015高考重庆,文10】若不等式组2022020x y x y x y m +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩,表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m 的值为__________________. 【答案】1【解析】如图,由于不等式组2022020x y x y x y m +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩,表示的平面区域为ABC ∆,且其面积等于43,再注意到直线:20AB x y +-=与直线:20BC x y m -+=互相垂直,所以ABC ∆是直角三角形,易知,(2,0),(1,1)A B m m -+,2422(,)33m m C -+;从而112222122223ABC m S m m m ∆+=+⋅+-+⋅=43,化简得:2(1)4m +=,解得3m =-,或1m =,检验知当3m =-时,已知不等式组不能表示一个三角形区域,故舍去,所以1m =.12.【2015高考陕西,文11】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)3212B(吨)128【答案】18万元13.【2015高考浙江,文14】已知实数x ,y 满足221x y +≤,则2463x y x y +-+--的最大值是 . 【答案】1514.【2015高考四川,文9】设实数x ,y 满足2102146x y x y x y +≤⎧⎪+≤⎨⎪+≥⎩,则xy 的最大值为_______________.【答案】252【解析】画出可行域如图 在△ABC 区域中结合图象可知 当动点在线段AC 上时xy 取得最大 此时2x +y =10xy =12(2x ·y )≤21225()222x y +=当且仅当x =52,y =5时取等号,对应点(52,5)落在线段AC 上,故最大值为252.15.【2014高考安徽卷文第13题】不等式组20240320x y x y x y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪+-≥⎩表示的平面区域的面积为________.【答案】4A BCyx0 61410A【解析】不等式组所表示的平面区域如下图阴影部分,则其表示的面积112222422ABCD ABD BCD S S S ∆∆=+=⨯⨯+⨯⨯=.16.【2014高考福建卷文第11题】已知圆()()22:1C x a y b -+-=,设平面区域70,30,0x y x y y +-≤⎧⎪Ω=-+≥⎨⎪≥⎩,若圆心C ∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则22a b +的最大值为_________________.【答案】3717. 【2014高考全国1卷文第11题】设x ,y 满足约束条件,1,x y a x y +≥⎧⎨-≤-⎩且z x ay =+的最小值为7,则a =___.【答案】3【解析】根据题中约束条件可画出可行域如下图所示,两直线交点坐标为:11(,)22a a A -+,又由题中z x ay =+可知,当0a >时,z 有最小值:21121222a a a a z a -++-=+⨯=,则22172a a +-=,解得:3a =;当0a <时,z 无最小值18. 【2014高考浙江卷文第12题】若、y 满足和240101x y x y x +-≤⎧⎪--≤⎨⎪≥⎩,则y x +的取值范围是________.【答案】]3,1[【2017年高考命题预测】纵观2016各地高考试题,对二元一次不等式(组)与线性规划及简单应用这部分的考查,主要考查二元一次不等式(组)表示的平面区域、目标函数的最优解问题、与最优解相关的参数问题,高考中一般会以选填题形式考查.从近几年高考试题来看,试题难度较低,属于中低档试题,一般放在选择题的第5-7题或填空题的前两位.从近几年的高考试题来看,二元一次不等式(组)表示的平面区域(的面积),求目标函数的最值,线性规划的应用问题等是高考的热点,题型既有选择题,也有填空题,难度为中、低档题.主要考查平面区域的画法,目标函数最值的求法,以及在取得最值时参数的取值范围.同时注重考查等价转化、数形结合思想.对二元一次不等式(组)表示的平面区域的考查,关键明确二元等式表示直线或曲线,而二元不等式表示直线或曲线一侧的平面区域,以小题形式出现.对目标函数的最优解问题的考查,首先要正确画出可行域,明确目标函数的几何意义,以小题形式出现.对与最优解相关的参数问题,在近几年的高考中频频出现,并且题型有所变化,体现“活”“变”“新”等特点,在备考中予以特别关注.故预测2017年高考仍将以目标函数的最值,特别是含参数的线性规划问题,线性规划的综合运用是主要考查点,重点考查学生分析问题、解决问题的能力.【2017年高考考点定位】高考对二元一次不等式(组)与线性规划及简单应用的考查有以下几种主要形式:一是不等式(组)表示的平面区域;二是线性目标函数最优解问题;三是非线性目标函数最优解问题;四是线性规划与其他知识的交汇.【考点1】不等式(组)表示的平面区域 【备考知识梳理】二元一次不等式所表示的平面区域:在平面直角坐标系中,直线:0l Ax By C ++=将平面分成两部分,平面内的点分为三类: ①直线l 上的点(x ,y )的坐标满足:0=++C By Ax ;②直线l 一侧的平面区域内的点(x ,y )的坐标满足:0>++C By Ax ; ③直线l 另一侧的平面区域内的点(x ,y )的坐标满足:0Ax By C ++<.即二元一次不等式0Ax By C ++>或0Ax By C ++<在平面直角坐标系中表示直线0Ax By C ++=的某一侧所有点组成的平面区域,直线0Ax By C ++=叫做这两个区域的边界,(虚线表示区域不包括边界直线,实线表示区域包括边界直线). 由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.【规律方法技巧】由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各个不等式所表示的平面区域的公共部分. 1. 判断二元一次不等式Ax+By+c>0(或<0)表示直线的哪一侧的方法:因为对在直线Ax+By+C =0同一侧的所有点(x ,y),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),它的坐标代入Ax+By+c ,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.2. 画二元一次不等式0(0)Ax By C ++>≥或0(0)Ax By C ++<≤表示的平面区域的基本步骤: ①画出直线:0l Ax By C ++=(有等号画实线,无等号画虚线);②当0≠C 时,取原点作为特殊点,判断原点所在的平面区域;当0C =时,另取一特殊点判断; ③确定要画不等式所表示的平面区域. 【考点针对训练】1.【江苏省清江中学2016届高三上学期周练数学试题】若点(),x y P 满足约束条件022x x y a x y ≥⎧⎪-≤⎨⎪+≤⎩,且点(),x y P 所形成区域的面积为12,则实数a 的值为 .【答案】8【解析】由题意作出其平面区域,∵点(),x y P 所形成区域的面积为12,∴0a >,由2x y a -=,令x =0得2a y =-, 由22x y a x y -=+=⎧⎨⎩解得44,212832312a a a x S a ++=∴=⨯+⨯=∴=(),.2.【2015届安徽省淮南一中等四校高三5月联考】设不等式组310060360x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪+-≤⎩表示的平面区域为D ,若函数log a y x =(10≠>a a 且)的图象上存在区域D 上的点,则实数a 的取值范围是____________. 【答案】[)+∞⋃⎥⎦⎤ ⎝⎛,321,0【考点2】线性目标函数最优解问题 【备考知识梳理】名称 意义约束条件 由变量x ,y 组成的不等式(组)线性约束条件 由x ,y 的一次不等式(或方程)组成的不等式(组) 目标函数 关于x ,y 的函数解析式,如z =2x +3y 等 线性目标函数 关于x ,y 的一次解析式 可行解 满足线性约束条件的解(x ,y ) 可行域 所有可行解组成的集合最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解【规律方法技巧】线性目标函数z Ax By C =++(A,B 不全为0)中,当0B ≠时,A z Cy x B B-=-+,这样线性目标函数可看成斜率为AB-,且随z 变化的一组平行线,则把求z 的最大值和最小值的问题转化为直线与可行域有公共点,直线在y 轴上的截距的最大值最小值的问题.因此只需先作出直线Ay x B=-,再平行移动这条直线,最先通过或最后通过的可行域的顶点就是最优解.特别注意,当B>0时,z 的值随着直线在y 轴上的截距的增大而增大;当B<0时,z 的值随着直线在y 轴上的截距的增大而减小.通常情况可以利用可行域边界直线的斜率来判断.对于求整点最优解,如果作图非常准确可用平移求解法,也可以取出目标函数可能取得最值的可行域内的所有整点,依次代入目标函数验证,从而选出最优解,最优解一般在可行域的定点处取得,若要求最优整解,则必须满足x ,y 均为整数,一般在不是整解的最优解的附近找出所有可能取得最值的整点,然后将整点分别代入目标函数验证选出最优整解. 【考点针对训练】1. 【南京市、盐城市2016届高三年级第一次模拟考试数学】已知实数,x y 满足50,220,0,x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩则目标函数z x y =-的最小值为 ▲ . 【答案】3-【解析】可行域为一个三角形及其内部,其三个顶点坐标分别为(1,0),(5,0),(1,4)A B C -,当目标函数过点(1,4)C 时z 取最小值3-.2. 【2015届浙江省宁波市高三下学期第二次模拟考试】已知点(x ,y)的坐标满足条件302602290x y a x y x y --<⎧⎪+->⎨-+>⎪⎩,且x ,y 均为正整数.若4x -y 取到最大值8,则整数a 的最大值为___________. 【答案】5【考点3】非线性规划问题 【备考知识梳理】1.距离型:形如z =(x -a )2+(y -b )2. 2.斜率型:形如z =y -bx -a. 【规律方法技巧】对于非线性目标函数的最优解问题,关键要搞清目标函数的几何意义,利用数形结合思想求解. 【考点针对训练】1. 【江苏歌风中学(如皋办学)高三数学九月月考】若变量,x y 满足202300x y x y x -≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩,则2x y+的最大值为 . 【答案】8【解析】作出题设约束条件表示的可行域,如图OAB ∆内部(含边界),再作直线:0l x y +=,向上平移直线l ,z x y =+增大,当l 过点(1,2)B 时,z x y =+取得最大值3,因此2x y +的最大值为8.2. 【2015届湖南省怀化市中小学课改质量检测高三第一次模考】已知实数、x y 满足242y xx y y ⎧≤⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则22)2()1(-+-=y x z 的最小值为____________________.【答案】95 【考点4】线性规划问题与其他知识交汇 【备考知识梳理】线性规划问题与其他知识交叉融合,不仅体现了高中数学常用的数学思想方法,比如数形结合思想,转化与化归思想,而且体现了学生综合分析问题的能力,逻辑思维能力以及解决实际问题的能力. 【规律方法技巧】线性规划问题可以和概率、向量、解析几何等交汇考查,关键是通过转化,最终转化为线性规划问题处理. 【规律方法技巧】1.已知不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-≥+224x y x y x ,表示的平面区域为D ,点)0,1(),0,0(A O .若点M 是D 上的动点,则||OM OM OA ⋅的最小值是____________________.【答案】1010 【解析】设点M 的坐标为(,)x y ,则22||OA OMx OM x y⋅=+,根据约束条件画出可行域可知0x >,故222221||1OA OMx yx yOM x⋅==++,而y x 的几何意义为可行域的点与原点所确定直线的斜率,数形结合可知yx 的最大值为3,则||OM OM OA ⋅的最小值为1010.2.定义,max{,},a a b a b b a b ≥⎧=⎨<⎩,设实数x ,y 满足约束条件22x y ⎧≤⎪⎨≤⎪⎩,则max{4,3}z x y x y =+-的取值范围是_______________. 【答案】[7,10]-【两年模拟详解析】1. 【江苏省扬州中学高三数学月考试卷】已知点x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0y ≥02x +y ≤2,若ax +y ≤3恒成立,则实数a 的取值范围是__________. 【答案】(-∞,3]【解析】不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0y ≥02x +y ≤2表示的平面区域是以(0,0),(0,2),(1,0)O A B 为顶点的三角形内部(含边界),由题意00302303a +≤⎧⎪+≤⎨⎪+≤⎩,所以3a ≤.2.【镇江市2016届高三年级第一次模拟考试】已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤2,x +y ≤8,x ≥1,则z =2x +y 的最小值是________. 【答案】1.【解析】作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y≤2,x +y≤8,x ≥1,,其是由点()1,7A ,()1,1B -,()5,3C 围成的三角形区域(包含边界),对于目标函数z =2x +y ,转化为直线2y x z =-+,过点()1,1B -时,z 最小,即2111z =⨯-=.3.【盐城市2016届高三年级第三次模拟考试】已知实数,x y 满足约束条件152x x y x y ≥⎧⎪+≤⎨⎪-≤-⎩,则2123y x -+的最大值为 . 【答案】75【解析】可行域为一个三角形ABC 及其内部,其中)27,23(),3,1(),4,1(C B A ,而2321321y 2+-=+-x y x 表示可行域的点),(y x P到点)21,23(-E 连线的斜率,因此其最大值为.57231214=+-=EA k 4.【江苏省苏北三市(徐州市、连云港市、宿迁市)2016届高三最后一次模拟考试】若实数,x y 满足约束条件1300x y x y y +≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩,则|3410|x y --的最大值为 .【答案】494【解析】1300x y x y y +≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩表示一个三角形ABC 及其内部,其中13(1,0),(0,0),(,)44A B C ,且可行域在直线上方34100x y --=,因此|3410|3410x y x y --=-++,过点13(,)44C 时取最大值,为494.5.【2016高考押题卷(2)【江苏卷】】某工厂用A ,B 两种配件分别生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用4个A 配件、耗时1小时,每生产一件乙产品使用4个B 配件、耗时2小时,该厂每天最多可从配件厂获得16个A 配件和12个B 配件,每天生产甲、乙两种产品总耗时不超过8小时.若生产一件甲产品获利2万元,生产一件乙产品获利3万元,那么该工厂每天可获取的最大利润为________万元. 【答案】146.【2016年第一次全国大联考【江苏卷】】设不等式组204020xy xy y,,表示的平面区域为D ,若指数函数(0,1)xy a a a =>≠的图象上存在区域D 上的点,则a 的取值范围是_______. 【答案】(0,1)[3)+∞,【解析】可行域D 为一个开放的区域,如图(阴影部分).当01a <<时,指数函数xy a =的图像与可行域D 恒有交点;当1a >时,需满足13a ≥,才能使指数函数x y a =的图像与可行域D 有交点;综上a 的取值范围是(0,1)[3)+∞,7.【江苏省扬州中学2015届高三4月双周测】若实数,a b 满足20101a b b a a +-≥⎧⎪--≤⎨⎪≤⎩,则22a ba b ++的最大值为_________. 【答案】75【解析】作出约束条件表示的可行域,如图ABC ∆内部(含边界),13(,)22A ,(1,1)C ,设(,)P a b 是可行域内任一点,则OP b k a =的最大值为32312OA k ==,最小值为111OC k ==,23322222a b a b a b a b a +=-=-+++,可见当b a 取最大值3时,22a b a b ++也取最大值为75.8.【泰州市2015届高三第三次调研测试】已知实数x ,y 满足条件||1||1x y ⎧⎨⎩≤≤,,则z 2x +y 的最小值是 ▲ .【答案】3-【解析】如下图所示,当直线2y x z =-+经过或行域||1||1x y ⎧⎨⎩≤≤,,的边界点(1,1)A --时,目标函数的最小值3-.9.【2015年高考模拟(南通市数学学科基地命题)(4)】设实数x ,y ,b 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≥0,y ≥x ,y ≥-x +b ,若z =2x +y 的最小值为3, 则实数b 的值为 . 【答案】94【解析】作出约束条件表示的可行域,如图射线OA ,OB 所夹区域且在直线AB 上方(含边界)(AB 待定),作直线:20l x y +=,平移直线l ,可见当l 过点A 时,z 取得最小值,此时2y x =代入得223x x +=,34x =,故有33(,)42A ,因此3324b =-+,94b =.10.【2015年高考模拟(南通市数学学科基地命题)(6)】实数x ,y 满足121,y y x x y m ≥⎧⎪≤-⎨⎪+≤⎩如果目标函数z=x —y的最小值为-2,则实数m 的值为______. 【答案】8【解析】如图,约束条件表示的可行域应该是ABC ∆内部(含边界)(否则可行域不存在),作直线:0l x y -=,当把直线l 向上平移时,z 减小,因此其最小值点是直线21y x =-与直线x y m +=的交点,由212y x x y =-⎧⎨-=-⎩得(3,5)B ,代入x y m +=得8m =.11.【南京市2015届高三年级第三次模拟考试】若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,x ≥1,y ≥0,则z =2x +y 的最大值是 . 【答案】4【解析】作出题中约束条件表示的可行域,如图ABC ∆内部(含边界),再作直线:20l x y +=,当直线l 过点(2,0)C 时,z 取最大值4.12.【徐州市2014~2015学年度高三第三次质量检测】已知实数y x ,满足条件⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-+≤-,03,05,0y y x y x 若不等式222)()(y x y x m +≤+恒成立,则实数m 的最大值是 .【答案】2513a ≤【解析】画出由条件05030x y x y y -≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩决定的的可行域如下图所示,因为22222222()22()()11x y xy m x y x y m x y x y x y y x++≤+⇔≤=+=++++令y t x =,由线性规划知识可知312t ≤≤,则22111x y t y x t+=+++,令13(),(1)2f t t t t =+≤≤,由函数()f t 单调性可知,当32t =时,函数()f t 有最大值136,此时222()x y x y ++有最小值2513,所以2513a ≤及.13.【盐城市2015届高三年级第三次模拟考试】若,x y 满足约束条件+20020x y x y x y -≤⎧⎪-≥⎨⎪+≥⎩, 则目标函数z 2x y =+的最大值为 .【答案】6【解析】不等式组+20020x y x y x y -≤⎧⎪-≥⎨⎪+≥⎩表示的区域如图阴影部分所示:当直线20x y z +-=经过点(4,2)B -时,z 取得最大值6.故答案为6.14.【2015届山东师大附中高三第九次模拟】若关于,x y 的不等式组0010x x y kx y ≤⎧⎪+≥⎨⎪-+≥⎩,表示的平面区域是直角三角形区域,则正数k 的值为_____________. 【答案】1【解析】由题意得:010x y kx y +=-+=与垂直,因此10, 1.k k -==15.【2015届吉林省东北师大附中高三第四次模拟】已知实数,x y 满足平面区域10:220220x y D x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩,则22x y +的最大值为_______________.【答案】816.【2015届浙江省桐乡一中高三下学期联盟学校高考仿真测试】设x y 、满足约束条件360200,0x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥≥⎩,若目标函数()0,0z ax by a b =+>>的最大值为10,则23a b+的最小值为_______________. 【答案】517.【2015届河南省南阳市一中高三下学期第三次模拟】设⎩⎨⎧<≥-=,2,,2,y x y y x y x z 若22,22≤≤-≤≤-y x ,则z 的最小值为______________. 【答案】-1【解析】符合22,22≤≤-≤≤-y x 的区域如图所示:当2x y ≥时,目标函数z x y =-在A 点取得最小值-1;当2x y <时,目标函数z y =在A 点处取得最小值-1,综上可得:z 的最小值为-1.18.【2015届甘肃省天水市一中高三高考信息卷一】已知不等式组220,22,22x y x y ⎧+-≥⎪⎪≤⎨⎪≤⎪⎩表示平面区域Ω,过区域Ω中的任意一个点P ,作圆221x y +=的两条切线且切点分别为,A B ,当APB ∠最大时,PA PB ⋅的值为_____________. 【答案】3219.【2015届浙江省余姚市高三第三次模拟考试】已知实数变量,x y 满足⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤--≥-≥+,0121,0,1y mx y x y x 且目标函数3z x y =-的最大值为4,则实数m 的值为_____________.【答案】1拓展试题以及解析1.设不等式组204020x yx yy表示的平面区域为D,若指数函数xy a的图像上存在区域D上的点,则a的取值范围是__________________. 【答案】(1]3,【入选理由】本题主要考了简单的线性规划,以及指数函数的图像等相关概念,体现了分类讨论的数学思想,意在考查学生的数形结合能力和计算能力.本题考查线性规划与函数图象性质的交汇,通过研究函数xy a =的性质,来确定a 的取值范围,这是线性规划问题涉及不多,故选此题.2.执行如图的程序框图,如果输入,x y R ∈,那么输出的S 的的最小值是_______________.【答案】255121416182022243x+y-6=0x-y+1=0x+2y-2=0C 621A BOyx【入选理由】本题考查考查程序框图中的顺序结构,条件结构以及相应语句,线性规划的应用等基础知识知识,意在考查画图、用图,分析问题、解决问题、及基本运算能力.该题新颖独特,故选此题.3.已知不等式组202020x y y x y -+≥⎧⎪+≥⎨⎪++≤⎩表示的平面区域,则231x y z x +-=-的最大值 .【答案】7【入选理由】本题主要考查线性规划的应用等基础知识知识,意在考查学生的画图、用图,以及数形结合能力和计算能力.此题给出的目标函数231x y z x +-=-,似乎不好入手,但整理后2311211x y y z x x +--==+--,转化为斜率,就转化为常规题,高考线性规划问题的命题越来多变灵活,故选此题.。
高中线性规划线性规划是运筹学中的一种优化方法,用于在给定的约束条件下寻觅一个线性目标函数的最优解。
在高中数学中,线性规划是一个重要的内容,它可以匡助我们解决一些实际问题,例如资源分配、生产计划等。
一、线性规划的基本概念线性规划的基本概念包括目标函数、约束条件和可行解。
目标函数是我们要优化的线性函数,通常表示为最大化或者最小化某个变量。
约束条件是限制目标函数变量的取值范围的条件,可以是等式或者不等式。
可行解是满足所有约束条件的解。
二、线性规划的数学模型线性规划可以通过数学模型来表示。
设有n个决策变量x1, x2, ..., xn,目标函数为f(x1, x2, ..., xn),约束条件为g1(x1, x2, ..., xn)≤b1, g2(x1, x2, ..., xn)≤b2, ...,gm(x1, x2, ..., xn)≤bm。
其中,f(x1, x2, ..., xn)为线性函数,g1(x1, x2, ..., xn)≤b1,g2(x1, x2, ..., xn)≤b2, ..., gm(x1, x2, ..., xn)≤bm为线性不等式。
三、线性规划的求解方法线性规划可以使用图形法、单纯形法等方法进行求解。
其中,图形法适合于二维问题,通过绘制约束条件的直线和目标函数的等高线,找到最优解。
而单纯形法适合于多维问题,通过构造初始单纯形表,不断迭代求解,找到最优解。
四、线性规划的应用举例1.资源分配问题:某工厂生产两种产品A和B,每天可用的资源有限,产品A和B的生产所需资源不同,且每种产品的利润也不同。
如何合理分配资源,使得利润最大化?2.生产计划问题:某工厂需要生产多种产品,每种产品的生产时间、所需资源和利润不同。
如何安排生产计划,使得产量最大化同时资源利用率最高?3.投资组合问题:某投资者有多种投资标的可选,每种标的的收益率、风险和投资额不同。
如何合理选择投资标的,使得收益最大化同时风险最小化?五、线性规划的局限性线性规划方法在解决一些实际问题时可能存在一些局限性。
不等式及线性规划1. 四类不等式的解法(1)一元二次不等式的解法先化为一般形式ax 2+bx +c >0(a ≠0),再求相应一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的根,最后根据相应二次函数图象与x 轴的位置关系,确定一元二次不等式的解集. (2)简单分式不等式的解法①变形⇒f (x )g (x )>0(<0)⇔f (x )g (x )>0(<0);②变形⇒f (x )g (x )≥0(≤0)⇔f (x )g (x )≥0(≤0)且g (x )≠0.(3)简单指数不等式的解法①当a >1时,a f (x )>a g (x )⇔f (x )>g (x ); ②当0<a <1时,a f (x )>a g (x )⇔f (x )<g (x ). (4)简单对数不等式的解法①当a >1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )>g (x )且f (x )>0,g (x )>0; ②当0<a <1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )<g (x )且f (x )>0,g (x )>0. 2. 五个重要不等式(1)|a |≥0,a 2≥0(a ∈R ). (2)a 2+b 2≥2ab (a 、b ∈R ). (3)a +b 2≥ab (a >0,b >0).(4)ab ≤(a +b 2)2(a ,b ∈R ).(5)a 2+b 22≥a +b 2≥ab ≥2aba +b(a >0,b >0). 3. 二元一次不等式(组)和简单的线性规划(1)线性规划问题的有关概念:线性约束条件、线性目标函数、可行域、最优解等. (2)解不含实际背景的线性规划问题的一般步骤:①画出可行域;②根据线性目标函数的几何意义确定其取得最优解的点;③求出目标函数的最大值或者最小值. 4. 两个常用结论(1)ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧ a >0,Δ<0.(2)ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立的条件是⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.考点一 一元二次不等式的解法例1 已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),则实数c 的值为________. 答案 9【详细分析】由题意知f (x )=x 2+ax +b =⎝⎛⎭⎫x +a 22+b -a 24. ∵f (x )的值域为[0,+∞),∴b -a 24=0,即b =a 24.∴f (x )=⎝⎛⎭⎫x +a22. 又∵f (x )<c .∴⎝⎛⎭⎫x +a22<c , 即-a 2-c <x <-a2+c .∴⎩⎨⎧-a2-c =m , ①-a2+c =m +6. ②②-①,得2c =6,∴c =9.二次函数、二次不等式是高中数学的重要基础知识,也是对口升学的热点.本题考查了二次函数的值域及一元二次不等式的解法.突出考查将二次函数、二次方程、二次不等式三者进行相互转化的能力和转化与化归的数学思想方法.(1)已知关于x 的一元二次不等式ax 2+2x +b >0的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠-1a ,则a 2+b 2+7a -b (其中a >b )的最小值为________.(2)设命题p :{x |0≤2x -1≤1},命题q :{x |x 2-(2k +1)x +k (k +1)≤0},若p 是q 的充 分不必要条件,则实数k 的取值范围是__________. 答案 (1)6 (2)⎣⎡⎦⎤0,12 【详细分析】(1)由题意知a >0且Δ=4-4ab =0, 即ab =1,则由a >b 得a -b >0.故a 2+b 2+7a -b =(a -b )2+2ab +7a -b =a -b +9a -b ≥29=6,当且仅当a -b =3时取“=”. (2)p :{x |12≤x ≤1},q :{x |k ≤x ≤k +1},由p ⇒q 且qD ⇒/p ,则⎩⎪⎨⎪⎧ k ≤121<k +1或⎩⎪⎨⎪⎧k <121≤k +1,∴0≤k ≤12,即k 的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,12. 考点二 利用基本不等式求最值问题例2 (1)若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是________.(2)设x ,y 为实数,若4x 2+y 2+xy =1,则2x +y 的最大值是________. 答案 (1)5 (2)2105【详细分析】(1)∵x >0,y >0,由x +3y =5xy 得15⎝⎛⎭⎫1y +3x =1. ∴3x +4y =15(3x +4y )⎝⎛⎭⎫1y +3x =15⎝⎛⎭⎫3xy +4+9+12y x =135+15⎝⎛⎭⎫3x y+12y x ≥135+15×23x y ·12yx=5(当且仅当x =2y 时取等号), ∴3x +4y 的最小值为5. (2)方法一 ∵4x 2+y 2+xy =1,∴(2x +y )2-3xy =1,即(2x +y )2-32·2xy =1,∴(2x +y )2-32·⎝⎛⎭⎫2x +y 22≤1,解之得(2x +y )2≤85,即2x +y ≤2105.等号当且仅当2x =y >0,即x =1010,y =105时成立. 方法二 令t =2x +y ,则y =t -2x ,代入4x 2+y 2+xy =1, 得6x 2-3tx +t 2-1=0,由于x 是实数, 故Δ=9t 2-24(t 2-1)≥0,解得t 2≤85,即-2105≤t ≤2105,即t 的最大值也就是2x +y 的最大值,为2105.方法三 化已知4x 2+y 2+xy =1为⎝⎛⎭⎫2x +14y 2+⎝⎛⎭⎫154y 2=1,令2x +14y =cos α,154y =sin α,则34y =155sin α,则2x +y =2x +14y +34y =cos α+155sin α=2105sin(α+φ)≤2105.在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.解题时应根据已知条件适当进行添(拆)项,创造应用基本不等式的条件.(1)已知关于x 的不等式2x +2x -a ≥7在x ∈(a ,+∞)上恒成立,则实数a 的最小值为________. 答案 32【详细分析】2x +2x -a =2(x -a )+2x -a +2a≥22(x -a )·2x -a+2a =4+2a ,由题意可知4+2a ≥7,得a ≥32,即实数a 的最小值为32.(2)设正实数x ,y ,z 满足x 2-3xy +4y 2-z =0,则当xy z 取得最大值时,2x +1y -2z 的最大值为________. 答案 1【详细分析】由已知得z =x 2-3xy +4y 2(*)则xy z =xy x 2-3xy +4y 2=1x y +4yx -3≤1,当且仅当x =2y 时取等号,把x =2y 代入(*)式,得z =2y 2,所以2x +1y -2z =1y +1y -1y 2=-⎝⎛⎭⎫1y -12+1≤1, 所以当y =1时,2x +1y -2z 的最大值为1.考点三 简单的线性规划问题例3 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1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B 型车不多于A 型车7辆.则租金最少为________元. 答案 36 800【详细分析】设租A 型车x 辆,B 型车y 辆时租金为z 元 则z =1 600x +2 400yx 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤21y -x ≤736x +60y ≥900,x ,y ≥0,x 、y ∈N画出可行域如图直线y =-23x +z2 400过点A (5,12)时纵截距最小,∴z min =5×1 600+2 400×12=36 800, 故租金最少为36 800元.(1)线性规划问题一般有三种题型:一是求最值;二是求区域面积;三是确定目标函数中的字母系数的取值范围.(2)解决线性规划问题首先要找到可行域,再注意目标函数所表示的几何意义,利用数形结合找到目标函数的最优解.(3)对于应用问题,要准确地设出变量,确定可行域和目标函数.(1)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y -2≥0,x +2y -1≥0,3x +y -8≤0所表示的区域上一动点,则直线OM 斜率的最小值为________. (2)设关于x 、y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1>0,x +m <0,y -m >0表示的平面区域内存在点P (x 0,y 0),满足x 0-2y 0=2,求得m 的取值范围是________. 答案 (1)-13(2)⎝⎛⎭⎫-∞,-23 【详细分析】(1)由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -1=0,3x +y -8=0得A (3,-1).此时线OM 的斜率最小,且为-13.(2)当m ≥0时,若平面区域存在,则平面区域内的点在第二象限,平面区域内不可能存在点P (x 0,y 0)满足x 0-2y 0=2,因此m <0.如图所示的阴影部分为不等式组表示的平面区域.要使可行域内包含y =12x -1上的点,只需可行域边界点(-m ,m )在直线y =12x -1的下方即可,即m <-12m -1,解得m <-23.1. 三个“二次”的关系一元二次不等式解集的端点值是相应一元二次方程的根,也是相应的二次函数图象与x 轴交点的横坐标,即二次函数的零点. 2. 基本不等式的作用二元基本不等式具有将“积式”转化为“和式”或将“和式”转化为“积式”的放缩功能,常常用于比较数(式)的大小或证明不等式或求函数的最值或解决不等式恒成立问题.解决问题的关键是弄清分式代数式、函数解析式、不等式的结构特点,选择好利用基本不等式的切入点,并创设基本不等式的应用背景,如通过“代换”、“拆项”、“凑项”等技巧,改变原式的结构使其具备基本不等式的应用条件.利用基本不等式求最值时要注意“一正、二定、三相等”的条件,三个条件缺一不可.3.二元一次不等式表示平面区域的快速判断法:为“同上异下”,这叫B的值判断法.解决线性规划问题首先要找到可行域,再注意目标函数表示的几何意义,数形结合找到目标函数达到最值时可行域的顶点(或边界上的点),但要注意作图一定要准确,整点问题要验证解决.。
2016届高三数学跨越一本线精品问题二 线性规划中的参数问题简单的线性规划有很强的实用性,线性规划问题常有以下几种类型:(1)平面区域的确定问题;(2)区域面积问题;(3)最值问题;(4)逆向求参数问题.而逆向求参数问题,是线性规划中的难点,其主要是依据目标函数的最值或可行域的情况决定参数取值.类型一 目标函数中含参数若目标函数中含有参数,则一般会知道最值,此时要结合可行域,确定目标函数取得最值时所经过的可行域内的点(即最优解),将点的坐标代入目标函数求得参数的值.1.目标函数中x 的系数为参数【例1】【湖北省武汉市2015届高三9月调研测试7】x ,y 满足约束条件20220220x y x y x y +-≤⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩,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- 【答案】D .【解析】如图,画出线性约束条件所表示的可行域,坐出直线y ax =,因此要使线性目标函数取得最大值的最优解不唯一,直线y ax =的斜率,要与直线220x y -+=或20x y +-=的斜率相等,∴2a =或1-.【点评】本题主要考查最优解的求法以及两直线的位置关系.通过本题应进一步明确两点:(1)线性规划问题可能没有最优解;(2)当线性目标函数所表示的直线与可行域的某一条边界平行时,线性规划问题可以有无数个最优解.【牛刀小试】【2016届湖南省常德市一中高三上第五次月考】已知,x y 满足约束条件020x y x y y -≥⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,若z ax y =+的最大值为4,则a =( )(A )3 (B )2 (C )-2 (D )-32.目标函数中y 的系数为参数【例2】已知变量,x y 满足约束条件 23110,480,20,x y x y x y +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩若目标函数()0z x ay a =->的最大值为1,则a = .【答案】3.【解析】约束条件所满足的区域如图所示,目标函数过B (4,1)点是取得最大值,∴141a =-⨯,∴3a =.【点评】这类问题应根据图形特征确定最优解,进而用代入法求参数的值.3.目标函数中,x y 的系数均含参数【例3】设x ,y 满足约束条件221x x y y x ≥⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩,若目标函数)0,0(>>+=b a by ax z 的最小值为2,则ab的最大值为 .【答案】41.【解析】不等式组表示的平面区域如图阴影部分,易求得)3,2(),2,2(B A ,要目标函数)0,0(>>+=b a by ax z 的最小值为2,∴222=+b a ,即1==b a ,∴41)2(2=+≤b a ab ,当且仅当21==b a 等号成立.故ab 的最大值为41. 【点评】本题主要考查最优解的求法以及均值不等式的应用.应明确若可行域是封闭的多边形,最优解一般在多边形的顶点处取得.应用均值不等式时需注意“一正、二定、三相等”,缺一不可.【牛刀小试】【2016届重庆市巴蜀中学高三上学期一诊模拟】设x y ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≥+-≤--0,002063y x y x y x ,若目标函数)0,0(>>+=b a by ax z 的最大值为12,则ba 32+的最小值为( ) A .625 B .38 C .311D .4 4.目标函数为非线性函数且含有参数【例4】设不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≥-≥-≤+01,0,4x x y y x 表示的平面区域为D .若圆()()22211:r y x C =+++ ()0>r 不经过区域D 上的点,则r 的取值范围是( )A .[]52,22 B .(]23,22 C .(]52,23D .()()+∞⋃,5222,0【答案】D .【解析】不等式对应的区域为ABE ∆.圆心为(1,1)--,区域中A 到圆心的距离最小,B 到圆心的距离最大,∴要使圆不经过区域D ,则有0r AC <<或r BC >.由1x y x =⎧⎨=⎩得11x y =⎧⎨=⎩,即(1,1)A .由14x y x =⎧⎨=-+⎩,得13x y =⎧⎨=⎩,即(1,3)B.∴AC =,BC =,∴0r <<或r >,即r 的取值范围是(25,)+∞,选D .【点评】本题的关键是给出目标函数的实际意义,即圆与可行域无公共点的问题.对于目标函数为平方型:()()22z x a y b =-+-,可看成可行域内的点(),P x y 与定点(),Q a b 两点连线的距离的平方,即()()222PQ x a y b =-+-;也可看成是以(),Q a b为半径的圆,转换为圆与可行域有无公共点的问题.【牛刀小试】【2016届吉林省吉林大学附中高三上第四次摸底】设二元一次不等式组所表示的平面区域为M ,使函数y =a x(a >0,a ≠ 1)的图象过区域M 的a 的取值范围是( ) (A )[1,3] (B )[2,] (C )[2,9] (D )[,9]类型二 约束条件中含参数由于约束条件中存在参数,∴可行域无法确定,此时一般是依据所提供的可行域的面积或目标函数的最值,来确定含有参数的某不等式所表示的坐标系中的某区域,从而确定参数的值.【例5】“3m ≥错误!未找到引用源。
专题15 不等式性质,线性规划与基本不等式提条件2能利用不等式的相关性质比较两个实数的大小 3利用不等式的性质比较大小是高考的热点 •分分析解读1.多考查线性目标函数的最值问题,兼顾面积、距离、斜率等问题 2能用线性规划的方法解决重要的实际问题,使收到的效益最大,耗费的人力、物力资源最少等3应重视数形结合的思想方法4本节在高考中主要考查与平面区域有关的范围、距离等问题以及线性规划问题分值约为分属中低档题分析解读 1.掌握利用基本不等式求最值的方法 ,熟悉利用拆添项或配凑因式构造基本不等式形式的技巧 同时注意“一正、二定、三相等”的原则 2利用基本不等式求函数最值、求参数范围、证明不等式是高考 热点•本节在高考中主要以选择题或填空题的形式进行考查 ,分值约为分分析解读 不等式的性质与函数、导数、数列等内容相结合 ,解决与不等式有关的数学问题和实际问题是高考热占<7 八、、八 \、-2018年咼考全景展示/ + y < 5.2x-y<\,-x + y < 1,1. 【2018年理数天津卷】设变量 x , y 满足约束条件I贝U 目标函数卫=弘+ 5卩的最大值为A. 6B. 19C. 21D. 45【答案】C【解析】分析:首先画出可行域,然后结合目标目标函数的几何意义确定函数取得最大值的点,最后求解最大值即可•详解:绘制不等式组表示的平面区域如囲所示,结合目标雷数的几何意义可知目标函数在点討处取得最大值,联立直线方程:,可得点卫的坐标为:砲3),剣匕可知目标酗的最犬值为:点睛:求线性目标函数z= ax+ by(ab^0)的最值,当b>0时,直线过可行域且在y轴上截距最大时,z值最大,在y轴截距最小时,z值最小;当b v 0时,直线过可行域且在y轴上截距最大时,z值最小,在y 轴上截距最小时,z值最大•2. 【2018年理新课标I卷】已知集合.!,贝y ;A. <-1 •'凡B. ■'! — mC {x|x <- 1} U {x|x > 2} D{x|x <- 1} U {x|x > 2}【答案】B【解析】分析:首先利用一元二次不等式的解法,求出疋-丄-2 > 0的解集『从而求得集合A,之后根据集合补集中元素的特征'求得结果.详解:解不等式* 一x - 2 > 0得菱<-1或工> 2,所以/ = (x|x < -1或i > 2}?所以可叹求得= {-r|-l<^< 2},故选丑点睛:该题考查的是有关一元二次不等式的解法以及集合的补集的求解问题,在解题的过程中,需要明确一元二次不等式的解集的形式以及补集中元素的特征,从而求得结果3. 【2018年全国卷川理】设,则A. a + b <ab< 0B. ab < a + b < 0C.a b <Q <abD. ai < 0 < a + b【答案】B1 (心1 ,2 1 1-=/0(?0.3°,-=也#0.3』-+ -【解析】分析:求出^ ,得到的范围,进而可得结果。
2016年高考数学线性规划一、选择题1、(2016年山东高考)若变量x,y满足2,239,0,x yx yx+≤⎧⎪-≤⎨⎪≥⎩则x2+y2的最大值是(A)4(B)9(C)10(D)12 【答案】C2、(2016年浙江高考)若平面区域30,230,230x yx yx y+-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩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()【答案】B二、填空题2、(2016江苏省高考)已知实数x,y满足240220330x yx yx y-+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩,则x2+y2的取值范围是▲ . 【答案】4[,13]54、(2016上海高考)若,x y满足0,0,1,xyy x≥⎧⎪≥⎨⎪≥+⎩则2x y-的最大值为_______.【答案】2-5、(2016全国I卷高考)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2100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】2160006、(2016全国II卷高考)若x,y满足约束条件103030x yx yx-+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩,则2z x y=-的最小值为__________ 【答案】5-7、(2016全国III卷高考)若,x y满足约束条件210,210,1,x yx yx-+≥⎧⎪--≤⎨⎪≤⎩则235z x y=+-的最大值为_____________.【答案】10-1、(2016年天津高考)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车皮乙中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表示生产甲、乙两种肥料的车皮数.(Ⅰ)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;(Ⅱ)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. (Ⅰ)解:由已知yx,满足的数学关系式为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≤+≤+≤+3001033605820054yxyxyxyx,该二元一次不等式组所表示的区域为图1中的阴影部分.(1)(Ⅱ)解:设利润为z 万元,则目标函数y x z 32+=,这是斜率为32-,随z 变化的一族平行直线.3z 为直线在y 轴上的截距,当3z 取最大值时,z 的值最大.又因为y x ,满足约束条件,所以由图2可知,当直线y x z 32+=经过可行域中的点M 时,截距3z 的值最大,即z 的值最大.解方程组⎩⎨⎧=+=+30010320054y x y x 得点M 的坐标为)24,20(M ,所以112243202max =⨯+⨯=z . 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.。
【名师精讲指南篇】 【高考真题再现】1.【2013⋅新课标全国】设,x y 满足约束条件 13,10x x y ≤≤⎧⎨-≤-≤⎩,则2z x y =-的最大值为______. 【答案】3;【解析】做出可行域可知,当3,3x y ==的时候z 有最大值3. 2.【2014全国1高考理】不等式组1,24,x y x y +≥⎧⎨-≤⎩的解集为D,有下面四个命题:1:(x,y)D,x 2y 2p ∀∈+≥-, 2:(x,y)D,x 2y 2p ∃∈+≥, 3:(x,y)D,x 2y 3p ∀∈+≤ 4:(x,y)D,x 2y 1p ∃∈+≤-,其中的真命题是( )A .23,p pB .12,p pC .13,p pD .14,p p 【答案】Bxy –1–2–3–41234–1–2–3–41234OA3.【2014高考全国1卷文】设x ,y 满足约束条件,1,x y a x y +≥⎧⎨-≤-⎩且z x ay =+的最小值为7,则a =( )(A )-5 (B )3 (C )-5或3 (D )5或-3 【答案】B4.【2015全国2文】若x 、y 满足约束条件50210210x y x y x y +-⎧⎪--⎨⎪-+⎩………,则y x z +=2的最大值为 . 【答案】8【解析】三个顶点为()11,,()23,及()32,,代入2z x y =+得,当3x =,2y =时,max 8Z =.5.【2015全国1文】若,x y 满足约束条件20210220x y x y x y +-⎧⎪-+⎨⎪-+⎩………,则3z x y =+的最大值为 . 【答案】4【解析】画出满足不等式组的可行域,如图中阴影部分所示.联立()1122y x y x ⎧=+⎪⎨⎪=-+⎩,得()1,1B . 由图可知当直线3y x =-经过点()1,1B 时,z 取得最大值.max 134z =+=.故填4.6.【2015全国1理】若x ,y 满足约束条件10040x x y x y -⎧⎪-⎨⎪+-⎩………,则y x 的最大值为.【答案】37.【2015全国2理】若x ,y 满足约束条件1020220x y x y x y -+⎧⎪-⎨⎪+-⎩………,则z x y =+的最大值为______ .【答案】32【解答】根据题意,画出可行域,如上图所示,将目标函数z x y =+变形为y x z =-+,当z 取到最大值时,直线y x z =-+的纵截距最大,故将直线尽可能地向上平移到点1(1,)2D 处,则z x y =+有最大值32. 【热点深度剖析】关于线性规划的考查,在2013年高考中考查了线性规划,利用可行域求最值,但是理科没有考查,在2014年高考中文科考查了线性规划,利用可行域求最值,理科考查了二元一次不等式组表示的可行域,命题真假的判断;在2015年高考中文理4套试卷均考查了目标函数最值的求法,其中全国卷1理首次出现利用斜率求最值.从近几年高考试题来看,试题难度较低,属于中低档试题,一般放在选择题的第5-7题或填空题的前两位.从近几年的高考试题来看,二元一次不等式(组)表示的平面区域(的面积),求目标函数的最值,线性规划的应用问题等是高考的热点,题型既有选择题,也有填空题,难度为中、低档题.主要考查平面区域的画法,目标函数最值的求法,以及在取得最值时参数的取值范围.同时注重考查等价转化、数形结合思想.从近几年高考试题,都没涉及含参数的线性规划问题,故预测2016年高考仍将以目标函数的最值为主,理科可能会出现含参数的线性规划问题,高考中理科线性规划试题,一般比文科稍大,线性规划的综合运用是主要考查点,重点考查学生分析问题、解决问题的能力.【重点知识整合】1.平面区域的确定方法是“直线定界,特殊点定域”,二元一次不等式组所表示的平面区域是各个不等式所表示的半平面的交集.确定平面区域中单个变量的范围、整点个数等,只需把区域画出来,结合图形通过计算解决.2.线性目标函数z ax by =+中的z 不是直线ax by z +=在y 轴上的截距,把目标函数化为y=x+a z b b 可知zb是直线ax by z +=在y 轴上的截距,要根据b 的符号确定目标函数在什么情况下取得最大值、什么情况下取得最小值. 3.线性规划中常见目标函数的转化公式: (1)截距型:,x z z ax by y b b =+⇒=-+与直线的截距相关联.若b>0,当zb的最值情况和z 的一致;若b<0,当zb 的最值情况和z 的相反;(2)斜率型:()()11(,)(,);11;()()by y b ay b x y b y c b x b a z a b x y a ak k y c x a x c x c x c x c y ck x b---+++---=⇒⇔⨯=⇔+=+⇔=--+--+----与的斜率.常见的变形式:;(3)点点距离型:2222()()z x y ax by c z x m x n =++++⇒=-+-表示(,)x y 到(,)m n 两点距离的平方;(4)点线距离型:z ax by c z =++⇒=表示(,)x y 到直线0ax by c ++=.【应试技巧点拨】1.二元一次不等式组表示平面区域的画法:(1)把二元一次不等式改写成y kx b >+或y kx b <+的形式,前者表示直线的上方区域,后者表示直线的下方区域;(2)用特殊点判断.判断0Ax By C ++>(或0Ax By C ++<)所表示的平面区域时,只要在直线0=++C By Ax 的一侧任意取一点),(00y x ,将它的的坐标代入不等式,如果该点的坐标满足不等式,不等式就表示该点所在一侧的平面区域;如果不满足不等式,就表示这个点所在区域的另一侧平面区域.特殊的,当0C ≠时,常把原点作为特殊点.无等号时用虚线表示不包含直线l ,有等号时用实线表示包含直线l ;(3)设点11(,)P x y ,22(,)Q x y ,若11Ax By C ++与22Ax By C ++同号,则P,Q 在直线l 的同侧,异号则在直线l 的异侧. 2. 线性规划中的分类讨论思想随着对线性规划的考查逐年的加深,数学思想也开始渗透其中,此类试题给人耳目一新的感觉.其中分类讨论思想先拔头筹.主要类型有:可行域中含有参数引起的讨论和目标函数中含有参数引起的讨论.解法思路关键在于分类标准的得到. 3.应用线性规划解决简单的实际问题在线性规划的实际问题中把实际问题提炼成数学问题,根据实际问题中的已知条件,找出约束条件和目标函数,然后利用图解法求出最优解.若实际问题要求的最优解是整数解,而我们利用图解法得到的解为非整数解,应作适当的调整,其方法应以目标函数的直线的距离为依据,在直线的附近寻求与此直线距离最近的整点. 4. 线性规划和其它知识交汇点与线性规划相关的知识非常丰富,如与不等式、函数、函数最值等.所以这些为命题者提供了丰富的素材,与线性规划相关的新颖试题也就层出不穷.此类题目着重考查划归思想和数形结合思想,掌握线性规划问题的“画---移---求---答”四部曲,理解线性规划解题程序的实质是解题的关键.5.含参变量的线性规划问题是近年来高考命题的热点,由于参数的引入,提高了思维的技巧,增加了解题的难度.参变量的设置形式通常有如下两种:(1)条件不等式组中含有参变量,由于不能明确可行域的形状,因此增加了解题时画图分析的难度,求解这类问题时要有全局观念,结合目标函数逆向分析题意,整体把握解题的方向; (2)目标函数中设置参变量,旨在增加探索问题的动态性和开放性.从目标函数的结论入手,对图形的动态分析,对变化过程中的相关量的准确定位,是求解这类问题的主要思维方法. 二元一次不等式组所表示的平面区域,包括平面区域的形状判断、面积以及与平面区域有关的最值问题,简单的线性规划模型在解决实际问题中的应用.【考场经验分享】1.解线性规划问题的思维精髓是“数形结合”,其关键步骤是在图上完成的,所以作图应尽可能精确,图上操作尽可能规范,假如图上的最优点并不明显易变时,不妨将几个有可能是最优点的坐标都求出来,然后逐一检验,从而得正确解. 2.在通过求直线的截距z b 的最值间接求出z 的最值式时,要注意:当0b >时,截距zb取最大值时,z 也取最大值;截距z b 取最小值时,z 也取最小值;当0b <时,截距zb取最大值时,z 取最小值;截距zb取最小值时,z 取最大值. 3.平面区域的确定方法是“直线定界、特殊点定域”,二元一次不等式组所表示的平面区域是各个不等式所表示的半平面的交集.线性目标函数z ax by =+中的z 不是直线ax by z +=在y 轴上的截距,把目标函数化为a z y x b b =-+可知zb是直线ax by z +=在y 轴上的截距,要根据b 的符号确定目标函数在什么情况下取得最大值、什么情况下取得最小值.4.线性规划的实质是把代数问题几何化,即数形结合的思想.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界上取得. 【名题精选练兵篇】1.【2016届湖北省沙市中学高三下第三次测试】已知不等式组022020x x y kx y ≤≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩所表示的平面区域的面积为4,则k 的值为( )A .1B .﹣3C .1或﹣3D .0 【答案】A【解析】作出可行域,如图,不等式组所表示的平面区域为图中阴影部分,可知面积为以PQ 为底,高为2的三角形的面积,又)22,2(+k P ,故42)22(21=⨯+⨯k ,解得1=k .2.【2016届河北省邯郸一中高三下第一次模拟】若,x y满足不等式组201050yx yx y-≥⎧⎪-+≥⎨⎪+-≤⎩,则yx的最大值是()A.32B.1 C.2 D.3【答案】Cx3.【2016届四川省成都市七中高三考试】在约束条件:1210xyx y≤⎧⎪≤⎨⎪+-≥⎩下,目标函数z ax by=+(0,0)a b>>的最大值为1,则ab的最大值等于()A.12B.38C.14D.18【答案】D【解析】在直角坐标系中作出可行域如下图所示,又0,0a b >>,由线性规划知识可知,当目标函数z ax by =+经过可行域中的点(1,2)C 时有最大值,所以有21a b +=,21121(2)2228a b ab a b +⎛⎫=≤= ⎪⎝⎭,当且仅当122a b ==时成立,故选D.4.【2016届河北省衡水中学高三下学期一模考试】已知,x y R ∈,且4300x y x y y +≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩,则存在R θ∈,使得()4cos sin 20x y θθ-++=的概率为( )A .4π B .8π C .24π- D .18π- 【答案】5.【2016届重庆市巴蜀中学高三3月月考】已知实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≤-+≥>0620y x x y x ,则x y x 22++的最小值为( )A .1B .3C .4D .6 【答案】C6.【2016届福建省漳州市高三下学期第二次模拟】设x ,y 满足约束条件1,3,,x y y m y x +-⎧⎪⎨⎪⎩≤≤≥若3z x y =+的最大值与最小值的差为7,则实数m =( ) (A )32 (B )32-(C )14 (D )14-【答案】C【解析】作出不等式组表示的平面区域,即可行域(如图所示).解方程组⎩⎨⎧=+=-31y x x y ,得⎩⎨⎧==21y x ,即()2,1A ,解方程组⎩⎨⎧=-=1x y m y ,得⎩⎨⎧=-=my m x 1,即()m m B ,1-,由目标函数为y x z 3+=,作出直线z x y 3131+-=,可知直线经过点A 时,z 取得最大值,7231max =⨯+=z ;直线经过点B 时,z 取得最小值,m m z 31min +-=,则()714-7=-m ,解得41=m ,故选C . 7.【2016届甘肃省天水市一中高三下第四次模拟】已知实数x y 、满足121y y x x y m ≥⎧⎪≤-⎨⎪+≤⎩,如果目标函数z x y =-的最小值为-1,则实数m =( )A .6B .5C . 4D .3 【答案】B8.【2016届福建省厦门一中高三下学期周考】若,x y满足条件356023150x yx yy-+≥⎧⎪+-≤⎨⎪≥⎩,当且仅当3x y==时,z ax y=+取得最大值,则实数a的取值范围是()A.23,35⎛⎫-⎪⎝⎭B.32,,53⎛⎫⎛⎫-∞-+∞⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C.3253⎛⎫-⎪⎝⎭, D.23,,35⎛⎫⎛⎫-∞-+∞⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】9.【2016届浙江省宁波市“十校”高三联考】若实数x,y满足条件:30320x yx yy-≤+≥⎨⎪≥⎪⎩,则yx+3的最大值为()A.0 B3.23.332【答案】C.【解析】试题分析:如下图所示,画出不等式组所表示的区域,作直线l:30x y+=,平移l,从而可知,当1x=,3y=,max(3)23x y+=,故选C.10.【2016届江西省高安中学等九校高三下学期联考】已知实数y x ,满足401010x y y x +-≤⎧⎪-≥⎨⎪-≥⎩,则2y z x=的最大值是( )A.13B. 1 C . 3 D. 9 【答案】D11.【2016届辽宁省沈阳东北育才学校高三上二模】不等式组⎪⎩⎪⎨⎧+-≥+-≥-≥142117x y x y x y 表示的平面区域为D ,若对数函数)10(log ≠>=a a x y a 且上存在区域D 上的点,则实数a 的取值范围是_________. 【答案】()(]0,11,3⋃【解析】依题意得对数函数log a y x =图象与平面区域D 有公共点.作出可行域如下图所示,当01a <<时,显然成立,当1a >时,最低点不能低于()9,2B ,此时3a ==,所以实数a 的取值范围是()(]0,11,3⋃.12.【2016届宁夏六盘山高中高三第二次模拟考试】若实数,x y 满足不等式组-20-102-0x y x y a <⎧⎪<⎨⎪+≥⎩的目标函数2t x y =-的最大值为2,则实数a 的值是_______. 【答案】213.【2016届重庆市巴蜀中学高三3月月考】设变量y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧-≥≥+≤632x y y x x y ,则目标函数y x z +=2的最小值为______. 【答案】3【解析】画出变量y x ,满足的约束条件所表示的可行域,如图所示,可求得可行域内点(2,0),(1,1),(3,3)A B C ,则目标函数y x z +=2经过点B 是取得最小值,此时最小值为min 2113z =⨯+=.14.【2016届福建省厦门一中高三下学期模拟】已知实数,x y 满足212x y x y x+≤⎧⎪⎪≥⎨⎪≥⎪⎩,且数列4,,2x z y 为等差数列,则实数z 的最大值是_________.【答案】315.【2016届江西师大附中、鹰潭一中高三下第一次联考】x,y 满足约束条件20220220x y x y x y +-≤⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩,则22x y +的取值范围为____________.【答案】[]0,8【解析】作出可行域如图:22x y +表示可行域内的点与原点的距离的平方,由图可知2208x y ≤+≤.16.【2016届浙江省宁波市“十校”高三联考】已知实数m ,n ,且点(1,1)在不等式组2221mx ny ny mx ny +≤⎧⎪-≤⎨⎪≥⎩表示的平面区域内,则2m n +的取值范围为 ,22m n +的取值范围为 .【答案】3[,4]2,[1,4].【名师原创测试篇】1.已知不等式组202020x y y x y -+≥⎧⎪+≥⎨⎪++≤⎩表示的平面区域,则231x y z x +-=-的最大值 .【答案】()()22224x y +++=2.已知不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≥-≥-≤+011y y x y x 所表示的平面区域为D ,若直线3y kx =-与平面区域D 有公共点,则k 的取值范围为是A .[3,3]-B .11(,][,)33-∞-+∞ C .(,3][3,)-∞-+∞ D .11[,]33- 【答案】C【解析】不等式组表示的平面区域如图ABC ∆,3-=kx y 表示的过定点()3,0-的直线,3=OC k ,从OC 向OA 转动的过程中,斜率越来越大,转过y 轴,斜率从∞-逐渐增大到3-=OB k ,斜率的取值范围是(,3][3,)-∞-+∞,故答案为C.3. 设)2,1(A ,点P 在平面区域⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≥-≤-+02201202y x y y x 内,则向量⋅的最大值为 .【答案】4.4. 设点(,)P x y 在不等式组14x y x y y t -≥-⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩表示的平面区域内,若32z x y =-的最小值为4-,则||OP 的最大值为( )A.C.2【答案】B【解析】如图,做出不等式组表示的平面区域,目标函数32z x y =-的几何意义是直线320x y z --=在x 轴上的截距的3倍,由图可知当直线过点B 时取得最小值.由10x y y t-+=⎧⎨=⎩,解得(1,)B t t -,代入点的坐标得3(1)23z t t t =--=-.故由34t -=-,解得1t =-.所以(2,1)B --;由41x y y +=⎧⎨=-⎩,解得(5,1)A -,由410x y x y +=⎧⎨-+=⎩,解得35(,)22C .而||OA =||OB =,||OC =,显然||OP的最大值为||OA =.故选B. 5.若实数,x y 满足31x y -≤≤,则2x yz x y+=+的最小值为( ) A.53 B.2 C.35 D.12【答案】C.6.已知实数,x y 满足40210440x y x y x y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪+-≥⎩,则3z x y =+-的取值范围是 .【答案】[1,7]【解析】平面区域如图所示:。
1. 若实数x 、y 满足4x +4y =2x +1+2y +1,则t =2x +2y 的取值范围是________.答案 (2,4]【详细分析】依题意得,(2x +2y )2-2×2x ×2y =2(2x +2y ), 则t 2-2t =2×2x×2y≤2×(2x +2y 2)2=t 22;即t 22-2t ≤0,解得0≤t ≤4; 又t 2-2t =2×2x ×2y >0,且t >0, 因此有t >2,故2<t ≤4.2. 已知点A (2,-2),点P (x ,y )在⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +y +1≥0,2x -y -1≤0所表示的平面区域内,则OP →在OA →方向上投影的取值范围是________. 答案 [-22,22] 【详细分析】不等式组表示的平面区域,如图所示:由向量投影的几何意义知,当点P 与点D 重合时投影最大,当点P 与点B 或点C 重合时投影最小.又C (-1,0),D (0,-1), ∴OC →=(-1,0),OD →=(0,-1), ∴OD →在OA →方向上的投影为OD →·OA →|OA →|=22,OC →在OA →方向上的投影为OC →·OA →|OA →|=-22,故OP →在OA →方向上投影的取值范围是[-22,22].(推荐时间:60分钟)一、填空题1. (2012·福建改编)下列不等式一定成立的是________.(填序号)①lg ⎝⎛⎭⎫x 2+14≥lg x (x >0); ②sin x +1sin x ≥2(x ≠k π,k ∈Z );③x 2+1≥2|x |(x ∈R ); ④1x 2+1>1(x ∈R ). 答案 ①③【详细分析】应用基本不等式:x ,y ∈R +,x +y 2≥xy (当且仅当x =y 时取等号)逐个分析,注意基本不等式的应用条件及取等号的条件. 当x >0时,x 2+14≥2·x ·12=x ,所以lg ⎝⎛⎭⎫x 2+14≥lg x (x >0),故①正确; 运用基本不等式时需保证一正二定三相等,而当x ≠k π,k ∈Z 时,sin x 的正负不定,故②不正确; 由基本不等式可知,③正确;当x =0时,有1x 2+1=1,故④不正确.2. 设a >b >1,c <0,给出下列三个结论:①c a >cb ;②ac <b c ;③log b (a -c )>log a (b -c ). 其中所有的正确结论的序号是________. 答案 ①②③【详细分析】由不等式的基本性质可知①对; 幂函数y =x c (c <0)在(0,+∞)上单调递减, 又a >b >1,所以②对;由对数函数的单调性可得log b (a -c )>log b (b -c ), 又由对数的换底公式可知log b (b -c )>log a (b -c ), 所以log b (a -c )>log a (b -c ),故选项①②③正确.3. 设A ={x |x 2-2x -3>0},B ={x |x 2+ax +b ≤0},若A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则a +b =________. 答案 -7【详细分析】依题意,A =(-∞,-1)∪(3,+∞), 又因为A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则B =[-1,4]. 所以a =-(-1+4)=-3,b =-1×4=-4, 于是a +b =-7.4. 已知p :x -1x≤0,q :4x +2x -m ≤0,若p 是q 的充分条件,则实数m 的取值范围是________.答案 [6,+∞)【详细分析】由p 得:0<x ≤1,若p 是q 的充分条件, 则有对∀x ∈(0,1],4x +2x -m ≤0恒成立, 即m ≥4x +2x 恒成立,只需m ≥(4x +2x )max ,而(4x +2x )max =6,∴m ≥6.5. 函数y =a 1-x (a >0,a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在直线mx +ny -1=0 (mn >0)上,则1m+1n 的最小值为________. 答案 4【详细分析】定点A (1,1),又A 在mx +ny -1=0上, ∴m +n =1.∴1m +1n =(m +n )⎝⎛⎭⎫1m +1n =2+n m +m n≥4.当且仅当m =n =12时取等号.6. 在平面直角坐标系xOy 中,过坐标原点的一条直线与函数f (x )=2x的图象交于P ,Q 两点,则线段PQ 长的最小值是________. 答案 4【详细分析】过原点的直线与f (x )=2x 交于P 、Q 两点,则直线的斜率k >0,设直线方程为y =kx ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx ,y =2x ,得⎩⎪⎨⎪⎧ x = 2k ,y =2k 或⎩⎪⎨⎪⎧x =-2k ,y =-2k ,∴P (2k,2k ),Q (-2k,-2k )或P (-2k,-2k ),Q ( 2k,2k ).∴PQ =(2k +2k)2+(2k +2k )2 =2 2k +1k≥4. 7. 已知a >0,x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y ≤3,y ≥a (x -3),若z =2x +y 的最小值为1,则a =________.答案 12【详细分析】作出不等式组表示的可行域,如图(阴影部分). 易知直线z =2x +y 过交点A 时,z 取最小值,由⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =a (x -3), 得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2a , ∴z min =2-2a =1, 解得a =12.8. 已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +3≥0,x -3y +3≤0,y -1≤0,若目标函数z =y -ax 仅在点(-3,0)处取到最大值,则实数a 的取值范围为________. 答案 ⎝⎛⎭⎫12,+∞【详细分析】如图所示,在坐标平面内画出不等式组表示的平面区域 及直线y -ax =0,要使目标函数z =y -ax 仅在点(-3,0)处取到 最大值(即直线z =y -ax 仅当经过该平面区域内的点(-3,0)时, 在y 轴上的截距达到最大), 结合图形可知a >12.9. 已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥0,y -x +1≤0,y -2x +4≥0,若z =y -ax 取得最大值时的最优解(x ,y )有无数个,则a 的值为________. 答案 1【详细分析】依题意,在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,如图所示.要使z =y -ax 取得最大值时的最优解(x ,y )有无数个, 则直线z =y -ax 必平行于直线y -x +1=0,于是有a =1. 10.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 =________.答案 2【详细分析】作出可行域如图阴影部分所示:由图可知当0≤-k <12时,直线y =-kx +z 经过点M (4,4)时z 最大,所以4k +4=12,解得k =2(舍去);当-k ≥12时,直线y =-kx +z 经过点(0,2)时z 最大,此时z 的最大值为2,不合题意;当-k <0时,直线y =-kx +z 经过点M (4,4)时z 最大,所以4k +4=12,解得k =2,符合题意.综上可知,k =2. 二、解答题11.求解关于x 的不等式ax 2-(a +1)x +1<0.解 (1)当a =0时,原不等式变为-x +1<0,此时不等式的解集为{x |x >1}. (2)当a ≠0时,原不等式可化为a (x -1)⎝⎛⎭⎫x -1a <0. 若a <0,则上式即为(x -1)⎝⎛⎭⎫x -1a >0, 又因为1a<1,所以此时不等式的解集为{x |x >1或x <1a }.若a >0,则上式即为(x -1)⎝⎛⎭⎫x -1a <0. ①当1a<1,即a >1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1a <x <1;②当1a =1,即a =1时,原不等式的解集为∅;③当1a >1,即0<a <1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1<x <1a .综上所述,当a <0时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <1a 或x >1;当a =0时,原不等式的解集为{x |x >1}; 当0<a <1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1<x <1a ;当a =1时,原不等式的解集为∅;当a >1时,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1a <x <1.12.某工厂利用辐射对食品进行灭菌消毒,现准备在该厂附近建一职工宿舍,并对宿舍进行防辐射处理,建防辐射材料的选用与宿舍到工厂距离有关.若建造宿舍的所有费用p (万元)和宿舍与工厂的距离x (km)的关系式为p =k3x +5(0≤x ≤8),若距离为1 km 时,测算宿舍建造费用为100万元.为了交通方便,工厂与宿舍之间还要修一条道路,已知购置修路设备需5万元,铺设路面每公里成本为6万元.设f (x )为建造宿舍与修路费用之和. (1)求f (x )的表达式;(2)宿舍应建在离工厂多远处,可使总费用f (x )最小,并求最小值. 解 (1)根据题意得100=k3×1+5,所以k =800,故f (x )=8003x +5+5+6x,0≤x ≤8.(2)因为f (x )=8003x +5+2(3x +5)-5≥80-5,当且仅当8003x +5=2(3x +5)即x =5时f (x )min =75.所以宿舍应建在离厂5 km 处,可使总费用f (x )最小,最小为75万元.13.已知函数f (x )=13ax 3-bx 2+(2-b )x +1在x =x 1处取得极大值,在x =x 2处取得极小值,且0<x 1<1<x 2<2. (1)证明:a >0;(2)若z =a +2b ,求z 的取值范围.(1)证明 求函数f (x )的导数f ′(x )=ax 2-2bx +2-b . 由函数f (x )在x =x 1处取得极大值,在x =x 2处取得极小值,知x 1、x 2是f ′(x )=0的两个根, 所以f ′(x )=a (x -x 1)(x -x 2).当x <x 1时,f (x )为增函数,f ′(x )>0,由x -x 1<0,x -x 2<0得a >0. (2)解 在题设下,0<x 1<1<x 2<2等价于⎩⎪⎨⎪⎧f ′(0)>0,f ′(1)<0,f ′(2)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧ 2-b >0,a -2b +2-b <0,4a -4b +2-b >0,化简得⎩⎪⎨⎪⎧2-b >0,a -3b +2<0,4a -5b +2>0.此不等式组表示的区域为平面aOb 上的三条直线:2-b =0,a -3b +2=0,4a -5b +2=0所围成的△ABC 的内部,其三个顶点分别为:A ⎝⎛⎭⎫47,67,B (2,2),C (4,2). z 在这三点的值依次为167,6,8.所以z 的取值范围为(167,8).。
第七章 不等式利用线性规划求目标函数的最值【背一背重点知识】1.平面区域的确定方法是“直线定界,特殊点定域”,二元一次不等式组所表示的平面区域是各个不等式所表示的半平面的交集.确定平面区域中单个变量的X 围、整点个数等,只需把区域画出来,结合图形通过计算解决.2. 线性规划问题解题步骤:①作图——画出可行域所确定的平面区域和目标函数所表示的平行直线系中的一条直线l ; ②平移——将直线l 平行移动,以确定最优解的对应点A 的位置;③求值——解有关方程组求出A 点坐标(即最优解),代入目标函数,求出目标函数的最值. 3.最优解的确定方法:线性目标函数z =ax +by 取最大值时的最优解与b 的正负有关,当b >0时,最优解是将直线ax +by =0在可行域内向上方平移到端点(一般是两直线交点)的位置得到的;当b <0时,则是向下方平移. 【讲一讲提高技能】1.必备技能:(1)线性目标函数z ax by =+中的z 不是直线ax by z +=在y 轴上的截距,把目标函数化为y=x+a z b b 可知zb是直线ax by z +=在y 轴上的截距,要根据b 的符号确定目标函数在什么情况下取得最大值、什么情况下取得最小值. (2)数形结合思想要牢记,作图—定要准确,整点问题要验证解决. (3)求解线性规划中含参问题的基本方法:线性规划中的含参问题主要有两类:一是在条件不等式组中含有参数;二是在目标函数中含有参数.解决此类问题的基本方法有两种:一是把参数当成常数用,根据线性规划问题的求解方法求出最优解,代入目标函数确定最值,通过构造方程或不等式求解参数的值或取值X 围;二是先分离含有参数的式子,然后通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件.2.典型例题:例1.已知关于,x y的不等式组044040xx ykx y≤≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩,所表示的平面区域的面积为16,则k的值为()A.-1或3 B.1 C.1或3-D.3-【答案】C【解析】试题分析:作出可行域(如图所示),且直线04=+-ykx可化为4+=kxy,即恒过点)4,0(A,联立⎩⎨⎧=+=44xkxy,得)44,4(+kC,则ABC∆的面积为1644421=+⨯⨯k,解得1=k或3-=k;故选C.例2已知实数,x y满足1,21,yy xx y m≥⎧⎪≤-⎨⎪+≤⎩如果目标函数z x y=-的最小值为-1,则实数m等于()A.7 B.5 C.4 D.3【答案】B【解析】例3yx,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≤--≤-+22222yxyxyx,若axyz-=取得最大值的最优解不唯一...,则实数a的值为()A,121-或 B.212或 C.2或1 D.12-或分析:目标函数取得最大值的最优解不唯一...,一般是平移直线使其与平面区域的边界重合. 【答案】D【解析】【练一练提升能力】1. 已知不等式组11x yx yy+≤⎧⎪-≥-⎨⎪≥⎩,表示的平面区域为M,若直线3y kx k=-与平面区域M有公共点,则k 的取值X 围是( )A. 1,03⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B. 1,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦C. 10,3⎛⎤ ⎥⎝⎦D. 1,3⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦【答案】A 【解析】试题分析:由题意可知,不等式表示的可行域如下图:由于直线3y kx k =-恒过点(3,0),所以当直线过点C 时斜率最小为13k =-.最大值为0.故选A. 2.给定区域D :,令点集()()000000{,|,,,T x y D x y Z x y =∈∈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】6 【解析】3.若实数满足条件则的最大值是( )A .B .C .D .【答案】C【解析】由约束条件作出可行域如图中阴影部分,将化为,作出直线并平移,使之经过可行域,易知经过点时,纵截距最小,同时z 最大为,故C 正确.基本不等式【背一背重点知识】 已知00x y >,>,则(1)如果积xy 是定值p ,那么当且仅当x y =时,x y +有最小值是2p (简记:积定和最小).(2)如果和x y +是定值p ,那么当且仅当x y =时,xy 有最大值是24p (简记:和定积最大).【讲一讲提高技能】1.必备技能:(1)在利用基本不等式求最值时,要特别注意“拆、拼、凑”等技巧,使其满足基本不等式中“正”(即条件要求中字母为正数)、“定”(不等式的另一边必须为定值)、“等”(等号取得的条件)的条件才能应用,否则会出现错误.而“定”条件往往是整个求解过程中的一个难点和关键.(2).对于公式2a b 2a b ab +⎛⎫≥≤ ⎪⎝⎭+要理解它们的作用和使用条件及内在联系,两个公式也体现了ab 和a +b 的转化关系.(3).在应用均值定理求最值时,要把握定理成立的三个条件,就是“一正——各项均为正;二定——积或和为定值;三相等——等号能否取得”.若忽略了某个条件,就会出现错误. 2.典型例题:例1设正实数,,x y z 满足22340x xy y z -+-=,则当xyz取得最大值时,212x y z +- 的最大值为 ( )A .0B .1C .94D .3 【答案】B 【解析】试题分析:222234034x xy y z z x xy y -+-=∴=-+22114343xy xy x y z x xy y y x ∴==≤=-++-(当且仅当y x 2=时取“=”), ()222223423242z x xy y y y y y y ∴=-+=-⨯⨯+=222121111111x y z y y y y ⎛⎫∴+-=+-=--+≤ ⎪⎝⎭,当且仅当1=y 时取得“=”,满足题意,212x y z+-的最大值为1 例2某项研究表明,在考虑行车安全的情况下,某路段车流量F (单位时间内测量点的车辆数,单位:辆/小时)与车流速度v (假设车辆以相同速度v 行驶,单位:米/秒)平均车长l (单位:米)的值有关,其公式为lv v vF 2018760002++=(1)如果不限定车型,05.6=l ,则最大车流量为_______辆/小时;(2)如果限定车型,5=l ,则最大车流量比(1)中的最大车流量增加辆/小时.分析:作为函数的应用问题,其处理方法一般有三种思路,一是利用函数的单调性;二是利用基本不等式;三是利用导数.本题通过变换函数的表达式,创造了应用基本不等式的条件----一正、二定、三等,体现了处理问题的灵活性. 【解析】【练一练提升能力】 1.已知0,0>>y x ,且112=+yx ,若m m y x 222+>+恒成立,则实数m 的值取值X 围是()A .4≥m 或2-≤mB .4-≤m 或2≥mC .42<<-mD .24<<-m 【答案】D【解析】 试题分析:因为()842444212=⋅+≥++=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛+y x x y y x x y y x y x ,所以822<+m m , 解得24<<-m .2.若b a ab b a +=+则)(,log 43log 24的最小值是( )A.326+B.327+C.346+D.347+ 【答案】D 【解析】3.若正实数,a b 满足1a b +=,则( )A .11a b+有最大值 B .ab 有最小值14C a b 2D .22a b +2 【答案】C 【解析】 试题分析:A 中()11112224a ba b a b a b b a⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭,最小值为4;B 中2124a b ab +⎛⎫≤= ⎪⎝⎭,有最大值为14;C 中由22222a b a b ++⎛⎫≤⎪⎝⎭可知21222a b a b a b ⎛⎫++≤=∴+≤ ⎪ ⎪⎝⎭,最大值为2, D 中由22222a b a b ++⎛⎫≤ ⎪⎝⎭可知22a b +有最小值12错误!未找到引用源。
2016年高考数学线性规划一、选择题
1、(2016年山东高考)若变量x,y满足
2,
239,
0,
x y
x y
x
+≤
⎧
⎪
-≤
⎨
⎪≥
⎩
则x2+y2的最大值是
(A)4(B)9(C)10(D)12 【答案】C
2、(2016年浙江高考)若平面区域
30,
230,
230
x y
x y
x y
+-≥
⎧
⎪
--≤
⎨
⎪-+≥
⎩
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.35
5
B.2
C.
32
2
D.5
【答案】B 二、填空题
2、(2016江苏省高考)已知实数x,y满足
240
220
330
x y
x y
x y
-+≥
⎧
⎪
+-≥
⎨
⎪--≤
⎩
,则x2+y2的取值范围是▲ .
【答案】
4 [,13] 5
4、(2016上海高考)若,x y满足
0,
0,
1,
x
y
y x
≥
⎧
⎪
≥
⎨
⎪≥+
⎩
则2
x y
-的最大值为_______.
【答案】2
-
5、(2016全国I卷高考)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2100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】216000
6、(2016全国II 卷高考)若x ,y 满足约束条件103030x y x y x -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩
,则2z x y =-的最小值为__________
【答案】5-
7、(2016全国III 卷高考)若,x y 满足约束条件210,210,1,x y x y x -+≥⎧⎪--≤⎨⎪≤⎩
则235z x y =+-的最大值为
_____________.
【答案】10-
1、(2016年天津高考)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车皮乙中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 表示生产甲、乙两种肥料的车皮数.
(Ⅰ)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;
(Ⅱ)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.
(Ⅰ)解:由已知y x ,满足的数学关系式为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≤+≤+≤+0
03001033605820054y x y x y x y x ,该二元一次不等式组所表示的区域
为图1中的阴影部分.
(1)3x+10y=300
4x+5y=2008x+5y=360
10
10
y
x O
(Ⅱ)解:设利润为z 万元,则目标函数y x z 32+=,这是斜率为32-
,随z 变化的一族平行直线.3z 为直线在y 轴上的截距,当3
z 取最大值时,z 的值最大.又因为y x ,满足约束条件,所以由图2可知,当直线y x z 32+=经过可行域中的点M 时,截距3
z 的值最大,即z 的值最大.解方程组⎩
⎨⎧=+=+30010320054y x y x 得点M 的坐标为)24,20(M ,所以112243202max =⨯+⨯=z . 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.。