高三数学教案:《简单的线性规划》教学设计.docx
《高三数学教案:《简单的线性规划》教学设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高三数学教案:《简单的线性规划》教学设计.docx(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高三数学教案:简单的线性规划教学设计高二数学教案:简洁的线性规划教学设计(二) 高二数学教案:简洁的线性规划教学设计(二) 教学目标 (1)使学生了解并会用二元一次不等式表示平面区域以及用二元一次不等式组表示平面区域; (2)了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念; (3)了解线性规化问题的图解法,并能应用它解决一些简洁的实际问题; (4)培育学生视察、联想以及作图的实力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的实力; (5)结合教学内容,培育学生学习数学的爱好和“用数学”的意识,激励学生勇于创新 教学建议
2、 一、学问结构 教科书首先通过一个详细问题,介绍了二元一次不等式表示平面区域再通过一个详细实例,介绍了线性规化问题及有关的几个基本概念及一种基本解法图解法,并利用几道例题说明线性规化在实际中的应用 二、重点、难点分析 本小节的重点是二元一次不等式(组)表示平面的区域 对学生来说,二元一次不等式(组)表示平面的区域是一个比较生疏、抽象的概念,按高二学生现有的学问和认知水平难以透彻理解,因此学习二元一次不等式(组)表示平面的区域分为两个大的层次: (1)二元一次不等式表示平面区域首先通过建立新旧学问的联系,自然地给出概念明确二元一次不等式在平面直角坐标系中表示直线某一侧全部点组成的平面区域不包含边
3、界直线(画成虚线)其次再扩大到所表示的平面区域是包含边界直线且要把边界直线画成实线 (2)二元一次不等式组表示平面区域在理解二元一次不等式表示平面区域含义的基础上,画不等式组所表示的平面区域,找出各个不等式所表示的平面区域的公共部分这是学生对代数问题等价转化为几何问题以及数学建模方法解决实际问题的基础 难点是把实际问题转化为线性规划问题,并给出解答 对很多学生来说,从抽象到的化归并不比从详细到抽象遇到的问题少,学生解数学应用题的最常见困难是不会将实际问题提炼成数学问题,即不会建模所以把实际问题转化为线性规划问题作为本节的难点,并紧紧围绕如何引导学生依据实际问题中的已知条件,找出约束条件和目标函
4、数,然后利用图解法求出最优解作为突破这个难点的关键 对学生而言解决应用问题的障碍主要有三类:不能正确理解题意,弄清各元素之间的关系;不能分清问题的主次关系,因而抓不住问题的本质,无法建立数学模型;孤立地考虑单个的问题情景,不能多方联想,形成正迁移针对这些障碍以及题目本身文字过长等因素,将本课设计为计算机协助教学,从而将实际问题鲜活直观地呈现在学生面前,以利于理解;分析完题后,能够抓住问题的本质特征,从而将实际问题抽象概括为线性规划问题另外,利用计算机可以较快地帮助学生驾驭找寻整点最优解的方法 三、教法建议 (1)对学生来说,二元一次不等式(组)表示平面的区域是一个比较生疏的概念,不象二元一次方
5、程表示直线那样已早有所知,为使学生对这一概念的引进不感到突然,应建立新旧学问的联系,以便自然地给出概念 (2)建议将本节新课讲授分为五步(思索、尝试、猜想、证明、归纳)来进行,目的是为了分散难点,层层递进,突出重点,只要学生对旧学问驾驭较好,完全有可能由学生主动去探求新知,得出结论 (3)要举几个典型例题,特殊是似是而非的例子,对理解二元一次不等式(组)表示的平面区域的含义是非常必要的 (4)建议通过本节教学着重培育学生驾驭“数形结合”的数学思想,尽管侧重于用“数”探讨“形”,但同时也用“形”去探讨“数”,这对培育学生视察、联想、揣测、归纳等数学实力是大有好处的 (5)对作业、思索题、探讨性题
6、的建议:作业主要训练学生规范的解题步骤和作图实力;思索题主要供学有余力的学生课后完成;探讨性题综合性较大,主要用于拓宽学生的思维 (6)若实际问题要求的最优解是整数解,而我们利用图解法得到的解为非整数解(近似解),应作适当的调整,其方法应以与线性目标函数的直线的距离为依据,在直线的旁边寻求与此直线距离最近的整点,不要在用图解法所得到的近似解旁边找寻 假如可行域中的整点数目很少,采纳逐个试验法也可 (7)在线性规划的实际问题中,主要驾驭两种类型:一是给定肯定数量的人力、物力资源,问怎样运用这些资源能使完成的任务量最大,收到的效益最大;二是给定一项任务问怎样统筹支配,能使完成的这项任务耗费的人力、
7、物力资源最小 线性规划教学设计方案(一) 教学目标 使学生了解并会作二元一次不等式和不等式组表示的区域 重点难点 了解二元一次不等式表示平面区域 教学过程 【引入新课】 我们知道一元一次不等式和一元二次不等式的解集都表示直线上的点集,那么在平面坐标系中,二元一次不等式的解集的意义是什么呢? 【二元一次不等式表示的平面区域】 1先分析一个详细的例子 简洁的线性规划问题 简洁的线性规划问题运用说明1.课前完成语系学案上的问题导学及例题.2.仔细限时完成,规范书写,课堂小组合作探讨,答疑解惑.学习目标:(1)了解线性规划的意义及线性约束条件、线性目标函数、可行解、可行域、最优解等概念;(2)能依据条
8、件,建立线性目标函数;(3)了解线性规划问题的图解法,并会用图解法求线性目标函数的最大值、最小值问题导学:1.对于关于两个变量x,y的不等关系表示成的不等式(组),称为(),假如约束条件中都是关于x,y的一次不等式,称为()2.在线性约束条件下,欲达到最大值或最小值所涉及的关于变量x,y的函数解析式=f(x,y),称为(),当f(x,y)是关于x,y的一次解析式时,z=f(x,y)称为()3.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,统称为(),满意线性约束条件的解(x,y)叫做()由全部可行解组成的集合叫做(),使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做这个问题的(),使x,y均为整
9、数的最优解叫做()。4.解线性规划应用题的一般步骤:1.设出_.列出_,确定_3.画出_4.作目标函数表示的一族平行直线,使其中某条直线与_有交点,5.推断_求出目标函数的_,并回到原问题中作答。.典型例题:例1.(1)求z=2x+y的最大值,使x、y满意约束条件 (2)求z=3x+5y的最大值和最小值,使x、y满意约束条件 例2.某工厂用A、B两种配件生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品运用4个A配件耗时1h,每生产一件乙产品运用4个B配件耗时2h,该厂每天最多可从配件厂获得16个A配件和12个B配件,生产一件甲产品获利2万元,生产一件乙产品获利3万元,采纳哪种生产支配利润最大?(按每天8h
10、计算) 基础测评:一.选择题.1.若x0,y0,且x+y1,则z=x+y的最大值为()A1B1C2D22.目标函数z=2x-y,将其看成直线方程时,z的意义是()A,该直线的截距B.该直线的纵截距C.该直线的纵截距的相反数D.该直线的横截距3.不等式组xy+50x+y0x3表示的平面区域的面积等于()A、32B、1214C、1154D、632 4.有5辆6吨的汽车,4辆4吨的汽车,要运输最多的货物,完成这项运输任务的线性目标函数为()A,Z=6x+4yBz=5x+4yCz=x+yDz=4x+5y5.如图,表示的平面区域是()6.给出平面区域如图7-28所示,其中A(5,3),B(1,1),C(
11、1,5),若使目标函数z=ax+y(a0)取得最大值的最优解有无穷多个,则a的值是()ABC2D二填空题7z=3x+2y,x、y满意,在直线x=3上找出三个整点可行解为_。8给出下面的线性规划问题:求z=3x+5y的最大值和最小值,使x、y满意约束条件,欲使目标函数z只有最小值而无最大值,请你设计一种变更约束条件的方法(仍由三个不等式构成,且只能变更其中一个不等式),那么结果是_。 9.已知变量x,y满意条件x-4y-33x+5y25x1,设z=2x+y,取点(3,2)可求得z=8;取点(5,2)可求得=12;取点(1,1)可求得=3;取点(0,0)可求得z=0,点(3,2)叫做_。,点(0,
12、0)叫做_。点(5,2)和点(1,1)均叫做_。三解答题;10.已知x、y满意不等式组,求z=3x+y的最小值。 11.已知点(x,y)满意不等式组,求在这些点中,使目标函数k6x+8y取得最大值的点P的坐标;使目标函数k8x+6y取得最大值的点P的坐标. 12.下表给出X、Y、Z三种食品的维生素含量及其成本 XYZ维生素A/单位/千克400500300维生素B/单位/千克700100300成本/(元/千克)643 现欲将三种食物混合成100千克的混合食品,要求至少含35000单位维生素A,40000单位维生素B,采纳何种配比成本最小? 简洁线性规划教案 教学设计35.2简洁线性规划整体设计教
13、学分析本节内容在教材中有着重要的地位与作用线性规划是利用数学为工具,来探讨肯定的人、财、物等资源在肯定条件下,如何精打细算巧支配,用最少的资源,取得最大的经济效益它是数学规划中理论较完整、方法较成熟、应用较广泛的一个分支,并能解决科学探讨、工程设计、经济管理等很多方面的实际问题中学所学的线性规划只是规划论中的微小一部分,但这部分内容体现了数学的工具性、应用性,同时也渗透了化归、数形结合的数学思想,为学生今后解决实际问题供应了一种重要的解题方法数学建模法通过这部分内容的学习,可使学生进一步了解数学在解决实际问题中的应用,培育学生学习数学的爱好、应用数学的意识和解决实际问题的实力把实际问题转化为线
14、性规划问题,并给出解答是本节的重点也是难点对很多学生来说,解数学应用题的最常见的困难是不会将实际问题转化成数学问题,即不会建模,所以把实际问题转化为线性规划问题作为本节的难点对学生而言,解决应用问题的障碍主要有三类:不能正确理解题意,弄清各元素之间的关系;不能分清问题的主次关系,因而抓不住问题的本质,无法建立数学模型;孤立地考虑单个的问题情境,不能多方面联想,形成正迁移针对这些障碍以及题目本身文字过长等因素,将本节设计为计算机协助教学,充分利用现代化教学工具,从而将实际问题鲜活直观地呈现在学生面前,以利于理解实际教学中留意以下几个问题:用图解法解决线性规划问题时,分析题目的已知条件,找出约束条
15、件和目标函数是关键可先将题目中的量分类、列出表格,理清头绪,然后列出不等式组(方程组)寻求约束条件,并就题目所述找到目标函数可行域就是二元一次不等式组所表示的平面区域,可行域可以是封闭的多边形,也可以是一侧开放的无限大的平面区域假如可行域是一个凸多边形,那么一般在其顶点处使目标函数取得最大值或最小值,最优解一般就是多边形的某个顶点究竟哪个顶点为最优解,可有两种确定方法:一是将目标函数的直线平行移动,最先通过或最终通过的顶点便是;另一种方法可利用围成可行域的直线的斜率来推断若实际问题要求的最优解是整数解,而我们利用图解法得到的解为非整数解(近似解),应作适当的调整其方法应以与线性目标函数的直线的
16、距离为依据,在直线的旁边寻求与此直线距离最近的整点,不要在用图解法所得到的近似解旁边找寻假如可行域中的整点数目很少,采纳逐个试验法也是很有效的方法在线性规划的实际问题中,主要驾驭两种类型:一是给定肯定数量的人力、物力资源,问怎样运用这些资源能使完成的任务量最大,收到的效益最大;二是给定一项任务,问怎样统筹支配,能使完成的这项任务耗费的人力、物力资源最小假如条件允许,可将本节的思索与探讨融入课堂三维目标1使学生了解线性规划的意义以及约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念;了解线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简洁的实际问题2通过本节内容的学习,培育学生视察、联想以及作图的实力
17、,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的实力3通过本节学习,理解线性规划求最优解的原理,明确线性规划在现实生活中的意义重点难点教学重点:求线性目标函数的最值问题,培育学生“用数学”的意识,理解线性规划最优解的原理教学难点:把实际问题转化为线性规划问题,并给出解答课时支配2课时教学过程第1课时导入新课思路1.(问题引入)由身边的线性规划问题导入课题,同时阐明其重要意义如6枝玫瑰花与3枝康乃馨的价格之和大于24元而4枝玫瑰与5枝康乃馨的价格之和小于22元假如想买2枝玫瑰与3枝康乃馨,那么价格比较结果是怎样的呢?可由学生列出不等关系,并画出平面区域由此导入新课思路2.(
18、章头问题引入)在生产与营销活动中,我们经常须要考虑:怎样利用现在的资源取得最大的收益,或者怎样以最少的资源投入去完成一项给定的任务我们把这一类问题称为“最优化”问题线性规划学问恰是解决这类问题的得力工具由此绽开新课推动新课新知探究提出问题1回忆二元一次不等式AxByC0在平面直角坐标系中的平面区域的确定方法.2怎样从实际问题中抽象出不等式组,并画出所确定的平面区域?3阅读教材,明确什么是目标函数,线性目标函数,约束条件,线性约束条件,线性规划问题,最优解,可行域.,4你能给出解决线性规划问题的一般步骤吗?活动:老师引导学生回顾二元一次不等式表示平面区域常用的方法是:直线定界、原点定域,即先画出
19、对应直线,再将原点坐标代入直线方程中,看其值比零大还是比零小;不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,是它们平面区域的公共部分老师引导学生探究教材本节开头的问题依据上节所学,学生很简单设出安排生产甲种产品x工时,生产乙种产品y工时,且很简单地列出获得利润总额为f30x40y, 及x,y满意的条件3x2y1200,x2y800,x0,y0.老师引导学生画出上述不等式组表示的区域,如下图结合图形,老师与学生一起探究,原问题就是在x,y满意的状况下,求f的最大值也就是在图中阴影部分内找一点,把它的坐标代入式子30x40y时,使该式值最大若令30x40y0,则此方程表示通过原点的一条
20、直线,记为l0,则在区域OABC内有30x40y0.设这个区域内随意一点P(x,y)到l0的距离为d,则d|30x40y|30240230x40y302402,即30x40y302402d.由此可发觉,点P(x,y)到直线l0的距离d越大,式子30x40y的值就越大这样问题又转化为:在区域OABC内,找与直线l0距离最大的点视察图象易发觉,平移直线l0,最终经过的点为B,易知区域OABC内的点B即为所求解方程组3x2y1200,x2y800,得B(200,300),代入式子,得fmax302004030018000.即问题中,用200工时生产甲种产品,用300工时生产乙种产品,能获得最大利润1
21、8000元进一步探究上述问题,不等式组是一组对变量x、y的约束条件,由于这组约束条件都是关于x、y的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件z2xy是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式,我们把它称为目标函数由于z2xy又是关于x、y的一次解析式,所以又可叫做线性目标函数线性约束条件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示一般地,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例如:我们刚才探讨的就是求线性目标函数z2xy在线性约束条件下的最大值和最小值的问题,即为线性规划问题满意线性约束条件的解(x,y)叫做可行解,由全部可行解组成的集合叫做可行域其中,使目
22、标函数取得最大值或最小值的可行解叫做这个问题的最优解,接着让学生说出上述问题中的目标函数,约束条件,可行域,最优解分别是什么依据以上探究,我们可以得出用图解法解决线性规划问题的一般步骤:(1)分析并将已知数据列出表格;(2)确定线性约束条件;(3)确定线性目标函数;(4)画出可行域;(5)利用线性目标函数求出最优解在可行域内平行移动目标函数,从图中能判定问题有唯一最优解,或者是无穷最优解,或是无最优解;(6)实际问题须要整数解时,应适当调整确定最优解探讨结果:(1)(4)略应用示例例1已知x、y满意不等式x2y2,2xy1,x0,y0,求z3xy的最小值活动:可先找出可行域,平行移动直线l0:
23、3xy0找出可行解,进而求出目标函数的最小值解:不等式x2y2表示直线x2y2上及其右上方的点的集合;不等式2xy1表示直线2xy1上及其右上方的点的集合可行域如图所示作直线l0:3xy0,作一组与直线l0平行的直线l:3xyt(tR)x、y是上面不等式组表示的区域内的点的横纵坐标,由图可知,当直线l:3xyz通过点P(0,1)时,z取到最小值1,即zmin1.点评:简洁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)找寻线性约束条件,线性目标函数;(2)由二元一次不等式表示的平面区域作出可行域;(3)在可行域内求目标函
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 简单的线性规划 数学教案 简单 线性规划 教学 设计
限制150内