【高考领航】2015高考数学(理)一轮课时演练:6-3 第3课时 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题]
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A组基础演练
1.设A={(x,y)|x,y,1-x-y是三角形的三边长},则A所表示的平面区域(不含边界的阴影部分)是
()
解析:由已知得
⎩
⎨
⎧x+y>1-x-y,
x+(1-x-y)>y,
y+(1-x-y)>x,
即
⎩⎪
⎨
⎪⎧x+y>
1
2,
y<
1
2,
x<
1
2.
答案:A
2.(2013·湖南)若变量x,y满足约束条件
⎩
⎨
⎧y≤2x,
x+y≤1,
y≥-1,
则x+2y的最大值是
() A.-
5
2B.0
C.
5
3 D.
5
2
解析:由线性约束条件可画出其表示的平面区域为三角形ABC,作出目标函
数z =x +2y 的基本直线l 0:x +2y =0,经平移可知z =x +2y 在点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫
13,23处
取得最大值,最大值为5
3,故选C.
答案:C
3.(2014·东城区模拟)已知约束条件⎩⎨⎧
x -3y +4≥0
x +2y -1≥0
3x +y -8≤0
,若目标函数z =x +ay (a >
0)恰好在点(2,2)处取得最大值,则a 的取值范围为
( )
A .0<a <1
3 B .a ≥1
3 C .a >1
3 D .
0<a <1
2
解析:如图,约束条件为图中的三角形区域ABC .目标函数化为y =-1a x +z
a ,当z 最大时,z a 最大,根据图形只要-1a >k AB =-3,所以a >13. 答案:C
4.设z =x +y ,其中x ,y 满足⎩⎨⎧
x +2y ≥0,
x -y ≤0,
0≤y ≤k .
若z 的最大值为6,则z 的最小值
为
( )
A .-3
B .3
C .2
D .-2
解析:如图,直线z =x +y 过点 A (k ,k )时,z 取最大值6,∴k =3. z =x +y 在点B (-6,3)处取得最小值. ∴z min =-6+3=-3. 答案:A
5.(2013·陕西)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:作出可行域如图所示.
记z =2x -y ,则y =2x -z .
将y =2x 沿y 轴向上平移,过A (-1,2)时,-z 最大,即z 最小,最小值为 -4. 答案:-4
6.(2013·浙江)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:约束条件所表示的区域为如图所示的阴影部分,其中点A (4,4),B (0,2),C (2,0).当-k ≤12即k ≥-1
2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 <-1
2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.综上所述,k =2. 答案:2
7.(2014·北京朝阳二模)若实数x ,y 满足⎩⎨⎧
x -y +1≤0,x ≤0,则x 2+y 2的最小值是
________.
解析:首先正确画出图形,然后利用几何意义求得x 2+y 2的最小值. 原不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示.
∵x 2+y 2表示可行域内任意一点P (x ,y )与原点(0,0)距离的平方, ∴当P 在AB 上且OP ⊥AB 时有最小值, ∴(x 2
+y 2
)min =(|0-0+1|2
)2=1
2.
答案:1
2
8.画出2x -3<y ≤3表示的区域,并求出所有正整数解. 解:先将所给不等式转化为⎩⎨⎧
y >2x -3,
y ≤3.
而求正整数解则意味着x ,y 还有限制条件,
即求⎩⎨⎧
y >2x -3y ≤3
x ,y >0
的整数解.
所给不等式等价于⎩⎨⎧
y >2x -3
y ≤3.
依照二元一次不等式表示平面区域可得如图(1).
对于2x -3<y ≤3的正整数解,再画出⎩⎨⎧
y >2x -3,
y ≤3,
x ,y >0
表示的平面区域.如图(2)所示:
可知,在该区域内有整数解为(1,1)、(1,2)、(1,3)、(2,2)、(2,3)共五组. 9.某玩具生产公司每天计划生产卫兵、骑兵、伞兵这三种玩具共100个,生产一个卫兵需5分钟,生产一个骑兵需7分钟,生产一个伞兵需4分钟,已知总生产时间不超过10小时,若生产一个卫兵可获利润5元,生产一个骑兵可获利润6元,生产一个伞兵可获利润3元.
(1)用每天生产的卫兵个数x 与骑兵个数y 表示每天的利润W (元); (2)怎样分配生产任务才能使每天的利润最大,最大利润是多少? 解:(1)依题意每天生产的伞兵个数为100-x -y , 所以利润W =5x +6y +3(100-x -y )=2x +3y +300. (2)约束条件为
⎩⎨⎧
5x +7y +4(100-x -y )≤600,100-x -y ≥0,
x ≥0,y ≥0,x ∈Z ,y ∈Z ,
整理得⎩⎨⎧
x +3y ≤200,
x +y ≤100,
x ≥0,y ≥0,x ∈Z ,y ∈Z ,
目标函数为W =2x +3y +300,如图所示,作出
可行域.初始直线l 0:2x +3y =0,平移初始直线经过点A 时,W 有最大值. 由⎩⎨⎧
x +3y =200,x +y =100,
得⎩⎨⎧
x =50 ,y =50,最优解为A (50,50), 所以W max =550(元).
答:每天生产卫兵50个,骑兵50个,伞兵0个时利润最大,为550元.
B 组 能力突破
1.若实数x ,y 满足⎩⎨⎧
x -y +1≤0,x >0,
y ≤2,
则
y
x -2
的取值范围是 ( )
A .[-2,-1] B.⎣⎢⎡
⎭⎪⎫-2,-12 C.⎣⎢⎡
⎦
⎥⎤-2,-12 D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫-12,+∞ 解析:画出不等式组表示的平面区域如
图所示:
y
x -2
可看作区域内的点(x ,y )与点P (2,0)连线的斜率,因为k P A =-2,k PB =-12,所以-2≤y x -2<-1
2.
答案:B
2.(2013·北京)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.⎝ ⎛
⎭⎪⎫-∞,43 B.⎝ ⎛
⎭⎪⎫-∞,13 C.⎝ ⎛
⎭
⎪⎫-∞,-23 D.⎝ ⎛
⎭
⎪⎫-∞,-53
解析:由线性约束条件可画出如图所示的
阴影区域,要使区域内存在点
P (x 0,y 0),使x 0-2y 0=2成立,只需点A (-m ,m )在直线x -2y -2=0的下方即可,即-m -2m -2>0,解得m <-2
3,故选C. 答案:C
3.(2013·广东)给定区域D :⎩⎨⎧
x +4y ≥4,
x +y ≤4,
x ≥0,
令点集T ={(x 0,y 0)∈D |x 0,y 0∈Z (x 0,
y 0)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.
解析:画出平面区域D ,如图中阴影部分所
示.
作出z =x +y 的基本直线l 0:x +y =0. 经平移可知目标函数z =x +y 在点A (0,1)处取得最小值,在线段BC 处取得最大值.而集合T 表示z =x +y 取得最大值或最小值时的整点坐标,在取最大值时线段BC 上共有5个整点,分别
为(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0),故T 中的点共确定6条不同的直线. 答案:6
4.若a ≥0,b ≥0,且当⎩⎨⎧
x ≥0,
y ≥0,
x +y ≤1,
时,恒有ax +by ≤1,求以a ,b 为坐标
的点P (a ,b )所形成的平面区域的面积.
解:作出线性约束条件⎩⎨⎧
x ≥0,
y ≥0,
x +y ≤1,
对应的可行域如图
所示,在此条件下,要使ax +by ≤1恒成立,只要ax +
by 的最大值不超过1即可. 令z =ax +by ,则y =-a b x +z
b .
因为a ≥0,b ≥0,则-1<-a b ≤0时,b ≤1,或-a
b ≤-1时,a ≤1. 此时对应的可行域如图,
所以以a ,b 为坐标的点P (a ,b )所形成的面积为1.。