简单线性规划问题ppt课件.ppt
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1、重庆市万州武陵中学重庆市万州武陵中学邓静邓静3.3.2-1简单线性规划问题简单线性规划问题(一一)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一一.复习回顾复习回顾1.在同一坐标系上作出下列直线在同一坐标系上作出下列直线:2x+y=0;2x+y=1;2x+y=-3;2x+y=4;2x+y=7.02)0(2:平平行行的的直直线线与与形形如如结结论论 yxttyxxYo我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物20
2、22-8-355x=1x-4y+3=03x+5y-25=01ABCC: (1, 4.4)A: (5, 2)B: (1, 1)Oxy问题问题1 1:x x 有无最大(小)值?有无最大(小)值?问题问题2 2:y y 有无最大(小)值?有无最大(小)值?问题问题3 3:2x+y 2x+y 有无最大(小)值?有无最大(小)值?1255334xyxyx2.作出下列不作出下列不等式组的所表等式组的所表示的平面区域示的平面区域我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3二二.提出问题提出问题把上面两
3、个问题综合起来把上面两个问题综合起来:1255334xyxyx设设z=2x+y,求满足求满足时时,求求z的最大值和最小值的最大值和最小值.我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-355x=1x-4y+3=03x+5y-25=01ABCC: (1.00, 4.40)A: (5.00, 2.00)B: (1.00, 1.00)Oxy.1255334. 1所表示的区域所表示的区域先作出先作出 xyxyx02 yx02:. 20 yxl作作直直线线Rttyxll ,2:. 30直线直线平行的平
4、行的作一组与直线作一组与直线直线直线L L越往右平越往右平移移,t,t随之增大随之增大. .以经过点以经过点A(5,2)A(5,2)的的直线所对应的直线所对应的t t值值最大最大; ;经过点经过点B(1,1)B(1,1)的直线所对应的的直线所对应的t t值最小值最小. .3112,12252minmax ZZ 可以通过比较可行域边界顶可以通过比较可行域边界顶点的目标函数值大小得到。点的目标函数值大小得到。思考:还可以运用怎样的方法得到目标函数思考:还可以运用怎样的方法得到目标函数的最大、最小值?的最大、最小值?我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我
5、也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3线性线性规划规划问题:设z=2x+y,式中变量满足下列条件: 求z的最大值与最小值。 1255334xyxyx 目标函数(线性目标函数)线性约束条件象这样关象这样关于于x,yx,y一一次不等式次不等式组的约束组的约束条件称为条件称为线性约束线性约束条件条件Z=2x+yZ=2x+y称为目标函数称为目标函数,( ,(因因这里目标函数为关于这里目标函数为关于x,yx,y的的一次式一次式, ,又称为线性目标函又称为线性目标函数数我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测
6、没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3线性规划线性规划线性规划: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,统称为线性规划问题 可行解 :满足线性约束条件的解(x,y)叫可行解; 可行域 :由所有可行解组成的集合叫做可行域; 最优解 :使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解。 可行域可行域2x+y=32x+y=12(1,1)(5,2)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-31255334xyxyx设设z=2x+y,求满足求满足时时,求求z的最大值和最
7、小值的最大值和最小值.线性目线性目标函数标函数线性约线性约束条件束条件线性规线性规划问题划问题任何一个满足任何一个满足不等式组的不等式组的(x,yx,y)可行解可行解可行域可行域所有的所有的最优解最优解目标函数所表目标函数所表示的几何意义示的几何意义在在y轴上轴上的截距或其相的截距或其相反数。反数。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3线性规划线性规划例例1 解下列线性规划问题:解下列线性规划问题: 求求z=2x+y的最大值和最小值,使式中的最大值和最小值,使式中x、y满足下满足下
8、列条件:列条件:11yyxxy解线性规划问题的一般步骤:第一步:在平面直角坐标系中作出可行域;第二步:在可行域内找到最优解所对应的点;第三步:解方程的最优解,从而求出目标函数的最大值或最小值。探索结论2x+y=02x+y=-32x+y=3答案:当x=-1,y=-1时,z=2x+y有最小值3.当x=2,y=-1时,z=2x+y有最大值3. 也可以通过比较可行域边界也可以通过比较可行域边界顶点的目标函数值大小得到。顶点的目标函数值大小得到。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3线性规划
9、线性规划 例例2 解下列线性规划问题:解下列线性规划问题: 求求z=300 x+900y的最大值和最小的最大值和最小值,使式中值,使式中x、y满足下列条件:满足下列条件:探索结论x+3y=0300 x+900y=0300 x+900y=112500答案:当x=0,y=0时,z=300 x+900y有最小值0.当x=0,y=125时,z=300 x+900y有最大值112500.0025023002yxyxyx我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3课前练习课前练习(1)已知已知求求z
10、=2x+y的最大值和最小值。的最大值和最小值。01y01-yx0y-x我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3551Oxyy-x=0 x+y-1=01-1y+1=0A(2,-1)B(-1,-1)3max zmin3z 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3例例1: 某工厂用某工厂用A,B两种配件生产甲两种配件生产甲,乙两种产品乙两种产品,每生产一件甲种产每生产一件甲种产品
11、使用品使用4个个A配件耗时配件耗时1h,每生产一件乙种产品使用每生产一件乙种产品使用4个个B配件耗时配件耗时2h,该厂每天最多可从配件厂获得该厂每天最多可从配件厂获得16个个A配件和配件和12个个B配件配件,按每天工作按每天工作8小时计算小时计算,该厂所有可能的日生产安排是什么该厂所有可能的日生产安排是什么? 若生产若生产1件甲种产品获利件甲种产品获利2万元万元,生产生产1 件乙种产品获利件乙种产品获利3万元万元,采用哪种生产安排利润最大采用哪种生产安排利润最大?把例把例1的有关数据列表表示如下的有关数据列表表示如下:32利润(万元)821所需时间1240B种配件1604A种配件资源限额 乙产
12、品 (1件)甲产品 (1件)产产品品消消 耗耗 量量资资 源源我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-32841641200 xyxyxy 0 xy4348将上面不等式组表示成平面上的区域将上面不等式组表示成平面上的区域, ,区域内区域内所有坐标为整数的点所有坐标为整数的点P(x,y),P(x,y),安排生产任务安排生产任务x,yx,y都是有意义的都是有意义的. .解:设甲解:设甲, ,乙两种产品分别生产乙两种产品分别生产x,yx,y件件, ,由己知条件可得由己知条件可得: :问题:求
13、利润问题:求利润2x+3y的最大值的最大值.线性约束条件线性约束条件我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-32841641200 xyxyxy 0 xy434823yx M(4,2)142yx 问题:求利润问题:求利润z=2x+3y的最大值的最大值.143224max Z变式:若生产一件甲产品获利变式:若生产一件甲产品获利1万元,生产一件乙万元,生产一件乙产品获利产品获利3万元,采用哪种生产安排利润最大?万元,采用哪种生产安排利润最大?我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把
14、它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-32841641200 xyxyxy 0 xy434813yx N N(2 2,3 3)142yx 变式:求利润变式:求利润z=x+3y的最大值的最大值.max23 311z 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3解线性规划应用问题的一般步骤:解线性规划应用问题的一般步骤:2)设好变元并列出不等式组和目标函数)设好变元并列出不等式组和目标函数3)由二元一次不等式表示的平面区域作出可
15、行域;)由二元一次不等式表示的平面区域作出可行域;4)在可行域内求目标函数的最优解)在可行域内求目标函数的最优解1)理清题意,列出表格:)理清题意,列出表格:5)还原成实际问题还原成实际问题( (准确作图,准确计算准确作图,准确计算) )画出线性约束条件所表示的可行域,画图力保准确;画出线性约束条件所表示的可行域,画图力保准确;法法1 1:移在线性目标函数所表示的一组平行线中,利用平移的:移在线性目标函数所表示的一组平行线中,利用平移的方法找出与可行域有公共点且纵截距最大或最小的直线;方法找出与可行域有公共点且纵截距最大或最小的直线; 法法2 2:算线性目标函数的最大(小)值一般在可行域的顶点
16、处:算线性目标函数的最大(小)值一般在可行域的顶点处取得,也可能在边界处取得(当两顶点的目标函数值相等时最优取得,也可能在边界处取得(当两顶点的目标函数值相等时最优解落在一条边界线段上)。此法可弥补作图不准的局限。解落在一条边界线段上)。此法可弥补作图不准的局限。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3例例2 2、一个化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,生产、一个化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,生产1 1车车皮甲种肥料的主要原料是磷酸盐皮甲种肥料的主要原料是磷酸盐4t4t、硝酸盐、硝酸盐18
17、t18t;生产;生产1 1车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐1t1t、硝酸盐、硝酸盐15t15t。现库存磷酸盐。现库存磷酸盐10t10t、硝酸盐、硝酸盐66t66t,在此基础上生,在此基础上生产这两种混合肥料。列出满足生产条件的数学关系式,产这两种混合肥料。列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域。并计算生产甲、乙两种肥料并画出相应的平面区域。并计算生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?各多少车皮,能够产生最大的利润?分析:设分析:设x x、y y分别为计划生产甲、乙两种混合肥料的车分别为计划生产甲、乙两种混合肥料的车皮数,于是满足以下条
18、件:皮数,于是满足以下条件:xyo4 4 x x y y 1 1 0 01 1 8 8 x x 1 1 5 5 y y 6 6 6 6x x 0 0y y 0 0我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-3解:设生产甲种肥料解:设生产甲种肥料x x车皮、乙种肥料车皮、乙种肥料y y车皮,车皮, 能够产生利润能够产生利润Z Z万元。目标函数为万元。目标函数为Z Zx x0.5y0.5y,约束条件为下例不等式组,可行域如图红色阴影部分:约束条件为下例不等式组,可行域如图红色阴影部分:xyo答
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