求线性规划问题中目标函数最值专题
- 格式:ppt
- 大小:253.00 KB
- 文档页数:20


高考数学丨线性规划知识点汇总
一、知识梳理
1 目标函数:P=2x+y是一个含有两个变量x和y的函数,称为目标函数。
2 可行域:约束条件表示的平面区域称为可行域。
3 整点:坐标为整数的点叫做整点。
4 线性规划问题:求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,通常称为线性规划问题。只含有两个变量的简单线性规划问题可用图解法来解决。
5 整数线性规划:要求量整数的线性规划称为整数线性规划。
二难知识导析
线性规划是一门研究如何使用最少的人力、物力和财力去最优地完成科学研究、工业设计、经济管理中实际问题的专门学科,主要在以下两类问题中得到应用:一是在人力、物力、财务等资源一定和条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务。
1 对于不含边界的区域,要将边界画成虚线。
2 确定二元一次不等式所表示的平面区域有种方法,常用的一种方法是“选点法”:任选一个不在直线上的点,检验它的坐标是否满足所给的不等式,若适合,则该点所在的一侧即为不等式所表示的平面区域;否则,直线的另一端为所求的平面区域。若直线不过原点,通常选择原点代入检验。
3 平移直线y=-kx+P时,直线必须经过可行域。
4 对于有实际背景的线性规划问题,可行域通常是位于第一象限内的一个凸多边形区域,此时变动直线的最佳位置一般通过这个凸多边形的顶点。
5 简单线性规划问题就是求线性目标函数在线性约束条件下的最优解,无论此类题目是以什么实际问题提出,其求解的格式与步骤是不变的:
(1)寻找线性约束条件,线性目标函数;
(2)由二元一次不等于表示的平面区域做出可行域;
(3)在可行域内求目标函数的最优解。
基础知识:
一、
1.占P(x0,y0)在直线Ax+By+C=0上,则点P坐标适合方程,即Ax0+
y0+C=0
2.点P(x0,y0)在直线Ax+By+C=0上方(左上或右下),则当B>0时,Ax0+ y0+C >0;当B<0时,Ax0+ y0+C<0 3.点P(x0+,y0)D在直线Ax0+ y0+C=0下方(左下或右下),当B>0时,Ax0+ y0+C<0;当B>0时,Ax0+ y0+C>0
1.二元一次不等式表示的平面区域
(1)一般地,二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域.我们把直线画成虚线以表示区域不包括边界直线.当我们在坐标系中画不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,此区域应包括边界直线,则把边界直线画成实线.
(2)由于对直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C,所得的符号都相同,所以只需在此直线的同一侧取一个特殊点(x0,y0)作为测试点,由Ax0+By0+C的符号即可判断Ax+By+C>0表示的直线是Ax+By+C=0哪一侧的平面区域.
2.线性规划相关概念
名称 意义
约束条件 由变量x,y组成的一次不等式
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 欲求最大值或最小值的函数
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
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
线性规划问题 在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题
3.重要结论
(1)画二元一次不等式表示的平面区域的直线定界,特殊点定域:
①直线定界:不等式中无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线;
②特殊点定域:若直线不过原点,特殊点常选原点;若直线过原点,则特殊点常选取(0,1)或(1,0)来验证. (2)利用“同号上,异号下”判断二元一次不等式表示的平面区域:
对于Ax+By+C>0或Ax+By+C<0,则有
①当B(Ax+By+C)>0时,区域为直线Ax+By+C=0的上方;
②当B(Ax+By+C)<0时,区域为直线Ax+By+C=0的下方.
(3)最优解和可行解的关系:
最优解必定是可行解,但可行解不一定是最优解.最优解不一定唯一,有时唯一,有时有多个.
【思考辨析】
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
1.二元一次不等式(组)表示的平面区域
不等式(组) 表示区域
Ax+By+C>0(<0) 直线Ax+By+C=0某一侧
的所有点组成的平面区域 不包括边界直线
Ax+By+C≥0(≤0) 包括边界直线
不等式组 各个不等式所表示的平面区域的公共部分
2.二元一次不等式(组)的解集
满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成的有序数对(x,y),叫做二元一次不等式(组)的解,所有这样的有序数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集.
3.线性规划的有关概念
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 关于变量x,y的函数解析式,如z=x+2y
线性目标函数 关于变量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
线性规划问题 在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题
常用结论
1.画二元一次不等式表示的平面区域的直线定界,特殊点定域
(1)直线定界:不等式中无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线.
(2)特殊点定域:若直线不过原点,特殊点常选原点;若直线过原点,则特殊点常选取(0,1)或(1,0)来验证.
2.利用“同号上,异号下”判断二元一次不等式表示的平面区域
对于Ax+By+C>0或Ax+By+C<0,则有
(1)当B(Ax+By+C)>0时,区域为直线Ax+By+C=0的上方;
(2)当B(Ax+By+C)<0时,区域为直线Ax+By+C=0的下方. 3.平移规律
当b>0时,直线z=ax+by向上平移z变大,向下平移z变小;当b<0时,直线z=ax+by向上平移z变小,向下平移z变大.
一、思考辨析
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)不等式Ax+By+C>0表示的平面区域一定在直线Ax+By+C=0的上方.( )
专题35 线性规划求解技巧
一.【学习目标】
1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组,了解二元一次不等式的几何意义,能用平面区域表示二元一次不等式组,会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.
2.掌握确定平面区域的方法;理解目标函数的几何意义,注意线性规划问题与其他知识的综合.
二.【知识要点】
1.二元一次不等式表示的平面区域
(1)二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的
平面区域(半平面),不包括边界直线.
不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域(半平面)包括边界直线.
(2)在平面直角坐标系中,设直线Ax+By+C=0(B不为0)及点P(x
0,y
0),则
①若B>0,Ax
0+By
0+C>0,则点P(x
0,y
0)在直线的上方,此时不等式Ax+By+C>0表示直线
Ax+By+C=0的上方的区域.
②若B>0,Ax
0+By
0+C<0,则点P在直线的下方,此时不等式Ax+By+C<0表示直线Ax+By+C=0的下方的区域.
③若是二元一次不等式组,则其平面区域是所有平面区域的公共部分.
2.线性规划相关概念
名称意义
约束条件目标函数中的变量所要满足的不等式组
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
可行解满足线性约束条件的解
可行域所有可行解组成的集合
线性目标函数目标函数是关于变量的一次函数
最优解使目标函数取得最大或最小值的可行解
线性规划问题在线性约束条件下,求线性目标函数的最大值或最小值
3.常见简单的二元线性规划实际问题
一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下,如何使用它们完成最多的任务;二是给定一项任务,
如何合理安排和规划,能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务.
解线性规划问题的一般步骤:
审题、设元——列出约束条件 (通常为不等式组)——建立目标函数作出可行域求最优解.
三.解题方法总结
1.二元一次不等式(组)表示的平面区域确定的方法