2019年高考数学一轮复习课时分层训练33二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题文北师大版

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课时分层训练(三十三) 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.已知点(-3,-1)和点(4,-6)在直线3x -2y -a =0的两侧,则a 的取值范围为( )A .(-24,7)B .(-7,24)C .(-∞,-7)∪(24,+∞)D .(-∞,-24)∪(7,+∞)B [根据题意知(-9+2-a )·(12+12-a )<0, 即(a +7)(a -24)<0,解得-7<a <24.]2.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,x +3y ≥4,3x +y ≤4所表示的平面区域的面积等于( )A .32 B .23 C .43D .34C [平面区域如图中阴影部分所示.解⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =4,3x +y =4得A (1,1),易得B (0,4),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,43,|BC |=4-43=83,∴S △ABC =12×83×1=43.]3.(2016·北京高考)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x +y ≤3,x ≥0,则2x +y 的最大值为( )A .0B .3C .4D .5C [根据题意作出可行域如图阴影部分所示,平移直线y =-2x ,当直线平移到虚线处时,目标函数取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y =0,x +y =3,可得A (1,2),此时2x +y 取最大值为2×1+2=4.]4.(2018·郑州模拟)若x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧3x -y +3≥0,3x +y -3≤0,y ≥0,则当y +1x +3取最大值时,x +y 的值为( ) 【导学号:00090194】A .-1B .1C .- 3D . 3D [作出可行域如图中阴影部分所示,y +1x +3的几何意义是过定点M (-3,-1)与可行域内的点(x ,y )的直线的斜率,由图可知,当直线过点A (0,3)时,斜率取得最大值,此时x ,y 的值分别为0,3,所以x +y = 3.故选D .]5.(2017·贵阳适应性考试(二))若函数y =kx 的图像上存在点(x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0,x -2y -3≤0,x ≥1,则实数k 的最大值为( )A .1B .2C .32D .12B [约束条件对应的平面区域是以点(1,2),(1,-1)和(3,0)为顶点的三角形,当直线y =kx 经过点(1,2)时,k 取得最大值2,故选B .]二、填空题6.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x +y -4≤0,x -3y +4≤0,则目标函数z =3x -y 的最大值为__________.4 [根据约束条件作出可行域,如图中阴影部分所示,∵z =3x -y ,∴y =3x -z ,当该直线经过点A (2,2)时,z 取得最大值,即z max =3×2-2=4.]7.(2016·江苏高考)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +4≥0,2x +y -2≥0,3x -y -3≤0,则x 2+y 2的取值范围是________.【导学号:00090195】⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,13 [根据已知的不等式组画出可行域,如图阴影部分所示,则 (x ,y )为阴影区域内的动点.d =x 2+y 2可以看做坐标原点O 与可行域内的点(x ,y )之间的距离.数形结合,知d 的最大值是OA 的长,d 的最小值是点O 到直线2x +y -2=0的距离.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +4=0,3x -y -3=0可得A (2,3),所以d max =22+32=13,d min =|-2|22+12=25,所以d 2的最小值为45,最大值为13,所以x 2+y 2的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,13.]8.(2016·郑州第二次质量预测)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +y ≥0,x -y ≥0,0≤x ≤a ,设b =x -2y ,若b的最小值为-2,则b 的最大值为__________.10 [画出可行域,如图阴影部分所示.由b =x -2y ,得y =12x -b2.易知在点(a ,a )处b取最小值,故a -2a =-2,可得a =2.在点(2,-4)处b 取最大值,于是b 的最大值为2+8=10.]三、解答题9.若直线x +my +m =0与以P (-1,-1),Q (2,3)为端点的线段不相交,求m 的取值范围.[解] 直线x +my +m =0将坐标平面划分成两块区域,线段PQ 与直线x +my +m =0不相交,5分则点P ,Q 在同一区域内,于是⎩⎪⎨⎪⎧-1-m +m >0,2+3m +m >0,或⎩⎪⎨⎪⎧-1-m +m <0,2+3m +m <0,所以m 的取值范围是m <-12.12分10.若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥1,x -y ≥-1,2x -y ≤2.(1)求目标函数z =12x -y +12的最值;(2)若目标函数z =ax +2y 仅在点(1,0)处取得最小值,求a 的取值范围.【导学号:00090196】[解] (1)作出可行域如图,可求得A (3,4),B (0,1),C (1,0).2分平移初始直线12x -y +12=0,过A (3,4)取最小值-2, 过C (1,0)取最大值1, 所以z 的最大值为1, 最小值为-2.6分(2)直线ax +2y =z 仅在点(1,0)处取得最小值,由图像可知-1<-a2<2,解得-4<a <2.故所求a 的取值范围为(-4,2).12分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2015·重庆高考)若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≤0,x +2y -2≥0,x -y +2m ≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m 的值为( )A .-3B .1C .43D .3B [作出可行域,如图中阴影部分所示,易求A ,B ,C ,D 的坐标分别为A (2,0),B (1-m,1+m ),C ⎝⎛⎭⎪⎫2-4m 3,2+2m 3,D (-2m,0).S △ABC =S △ADB -S △ADC =12|AD |·|y B -y C |=12(2+2m )·⎝⎛⎭⎪⎫1+m -2+2m 3=(1+m )⎝⎛⎭⎪⎫1+m -23=43,解得m =1或m =-3(舍去).] 2.(2018·安阳模拟)已知z =2x +y ,其中实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x ,x +y ≤2,x ≥a ,且z 的最大值是最小值的4倍,则a 的值是( ) 【导学号:00090197】 A .211 B .14 C .4D .112B [作出不等式组对应的平面区域如图:由z =2x +y 得y =-2x +z , 平移直线y =-2x ,由图可知当直线y =-2x +z 经过点A 时,直线的纵截距最大, 此时z 最大, 由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =x解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1,即A (1,1),z max =2×1+1=3,当直线y =-2x +z 经过点B 时,直线的纵截距最小, 此时z 最小,由⎩⎪⎨⎪⎧x =a ,y =x解得⎩⎪⎨⎪⎧x =a ,y =a ,即B (a ,a ),z min =2×a +a =3a , ∵z 的最大值是最小值的4倍, ∴3=4×3a ,即a =14,故选B .]3.(2017·天津高考)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: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.(1)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; (2)问电视台每周播出甲、乙两套连续剧各多少次,才能使总收视人次最多? [解] (1)由已知,x ,y 满足的数学关系式为⎩⎪⎨⎪⎧ 70x +60y ≤600,5x +5y ≥30,x≤2y ,x ≥0,x ∈N ,y ≥0,y ∈N ,即⎩⎪⎨⎪⎧7x +6y ≤60,x +y ≥6,x -2y ≤0,x ≥0,x ∈N ,y ≥0,y ∈N ,该二元一次不等式组所表示的平面区域为图①中的阴影部分中的整数点.(2)设总收视人次为z 万,则目标函数为z =60x +25y .考虑z =60x +25y ,将它变形为y =-125x +z 25,这是斜率为-125,随z 变化的一族平行直线.z 25为直线在y 轴上的截距,当z25取得最大值时,z 的值就最大.又因为x ,y 满足约束条件,所以由图②可知,当直线z =60x +25y 经过可行域上的点M 时,截距z25最大,即z 最大. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧7x +6y =60,x -2y =0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =6,y =3,则点M 的坐标为(6,3).所以,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.。