高考数学线性规划题型总结
- 格式:docx
- 大小:175.04 KB
- 文档页数:5
线性规划常见题型及解法 一、已知线性约束条件,探求线性目标关系
最值问题
例1、设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩
⎪
⎨⎧≥+-≥-≤-1122y x y x y x ,则y x z 32+=的最大值为 。
解析:如图1,画出可行域,得在直线2x-y=2与直线x-y=-1的交点A(3,4)处,目标函数z
最大值为18
点评:本题主要考查线性规划问题,由线性约束条件画出可行域,然后求出目标函数的最大值.,是一道较为简单的送分题。数形结合是数学思想的重要手段之一。
习题1、若x 、y 满足约束条件222x y x y ≤⎧⎪
≤⎨⎪+≥⎩
,则z=x+2y 的取值范围是 ( )
A 、[2,6]
B 、[2,5]
C 、[3,6]
D 、(3,5] 解:如图,作出可行域,作直线l :x+2y =0,将
l 向右上方平移,过点A (2,0)时,有最小值
2,过点B (2,2)时,有最大值6,故选A
二、已知线性约束条件,探求非线性目标关系最值问题
例2、已知1,10,220x x y x y ≥⎧⎪
-+≤⎨⎪--≤⎩
则22x y +的最小值是 .
解析:如图2,只要画出满足约束条件的可行域,而22x y +表示可行
域内一点到原点的距离的平方。由图易知A (1,2)是满足条件的最优解。22x y +的最小值是为5。
点评:本题属非线性规划最优解问题。求解关键是在挖掘目标关系几
何意义的前提下,作出可行域,寻求最优解。 习题2、已知x 、y 满足以下约束条件
220240330x y x y x y +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩
,则z=x 2+y 2
的最大值和最小值分别是( ) A 、13,1 B 、13,2
C 、13,
4
5
D 、13,255
解:如图,作出可行域,x 2+y 2是点(x ,y )到原点的距离的平方,故最大值为点A (2,3)到原点的
图2
x
y O
2 2 x=2
y =2 x + y =2
B
A 2x + y - 2= 0 x – 2y + 4 = 0
3x – y – 3 =
O
y
x A
距离的平方,即|AO|2
=13,最小值为原点到直线2x +y -2=0的距离的平方,即为
4
5
,选 C 练习2、已知x ,y 满足⎪⎩
⎪⎨⎧≥-+≥≥≤-+0320,10
52y x y x y x ,则
x y 的最大值为___________,最小值为____________.
2,0
三、设计线性规划,探求平面区域的面积问题
例3、在平面直角坐标系中,不等式组20200x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩
表
示的平面区域的
面积是()(A)42 (B)4 (C) 22 (D)2 20200x y x y y +-≤⎧⎪
-+≥⎨⎪≥⎩
表示解析:如图6,作出可行域,易知不等式组
的平面区域是一个三角形。容易求三角形的三个顶点坐标为A(0,2),B(2,0),C(-2,0).于是三角形的面积为:11||||42 4.2
2
S BC AO =⋅=⨯⨯=从而选B。
点评:有关平面区域的面积问题,首先作出可行域,探求平面区域图形的性质;其次利用面积公式整体或部分求解是关键。
习题3、不等式组260302x y x y y +-≥⎧⎪
+-≤⎨⎪≤⎩
表示的
平面区域的面
积为
( ) A 、4 B 、1 C 、5 D 、无穷大
解:如图,作出可行域,△ABC 的面
积即为所求,由梯形OMBC 的面积减去梯形OMAC 的面积
即可,选B
四、已知平面区域,逆向考查约束条件。
例4、已知双曲线224x y -=的两条渐近线与直线3x =围成一个三角形区域,表示该区域的不
等式组是()
(A)0003x y x y x -≥⎧⎪+≥⎨⎪≤≤⎩ (B)0003x y x y x -≥⎧⎪+≤⎨⎪≤≤⎩ (C) 0003x y x y x -≤⎧⎪+≤⎨⎪≤≤⎩ (D)0003x y x y x -≤⎧⎪
+≥⎨⎪≤≤⎩
解析:双曲线224x y -=的两条渐近线方程为y x =±,与直线3x =围
成一个三角形区域(如图4所示)时有0
03x y x y x -≥⎧⎪
+≥⎨
⎪≤≤⎩。 点评:本题考查双曲线的渐近线方程以及线性规划问题。验证法或排
2x + y – 6= 0
x +y – 3 =
O
y
x A B
C M y =2
除法是最效的方法。
习题4、如图所示,表示阴影部分的二元一次不等式组是
( )
A 232600y x y x ≥-⎧
⎪-+>⎨
⎪<⎩
B 232600y x y x >-⎧⎪-+≥⎨⎪≤⎩
C 232600y x y x >-⎧⎪-+>⎨⎪≤⎩
D .232600y x y x >-⎧⎪-+<⎨⎪<⎩
C
五、约束条件设计参数形式,考查目标函数最值范围问题。
例
5、在约束条件0
24
x y y x s y x ≥⎧⎪≥⎪⎨
+≤⎪⎪+≤⎩下,当35s ≤≤时,目标函数32z x y
=+的最大值的变化范围是()
A.[6,15]
B. [7,15]
C. [6,8]
D. [7,8]
解析:画出可行域如图3所示,当34s ≤<时, 目标函
数32z x y =+在(4,24)B s s --处取得最大值, 即
max 3(4)2(24)4[7,8)z s s s =-+-=+∈;当45s ≤≤时, 目标
函数32z x y =+在点(0,4)E 处取得最大值,即max 30248z =⨯+⨯=,故[7,8]z ∈,从而选D;
点评:本题设计有新意,作出可行域,寻求最优解条件,然后转化为目标函数Z 关于S 的函数关系是求解的关键。
六、求约束条件中参数的取值范围
例6、已知|2x -y +m|<3表示的平面区域
包含点
(0,0)和(-1,1),则m 的取值范围是 ( )
A 、(-3,6)
B 、(0,6)
C 、(0,3)
D 、
(-3,3)
解:|2x -y +m|<3等价于230230x y m x y m -++>⎧⎨-+-<⎩
由右图可知33
30
m m +>⎧⎨
-<⎩ ,故0<m <3,选C
习题6、不等式3|2|<++m y x 表示的平面区域包含点)0,0(和点),1,1(-则m 的取值范围是 ( )
A .32<<-m
B .60< C .63<<-m D .30< A 七、已知最优解成立条件,探求目标函数参数范围问题。 例7、已知变量x ,y 满足约束条件14 22 x y x y ≤+≤⎧⎨ -≤-≤⎩。若 目标函数 z ax y =+(其中0a >)仅在点(3,1)处取得最大值,则 a 的取值范围 为 。 解析:如图5作出可行域,由z ax y y ax z =+⇒=-+其 表示为斜率为 C O 2x – y = y 2x – y + 3 = 0