高考数学线性规划题型总结

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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 +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩

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。

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