2013版高中全程复习方略课件:6.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题(人教A版·数学理).ppt
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1、第三节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题 三年三年1919考高考指数考高考指数:1.1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组;会从实际情境中抽象出二元一次不等式组;2.2.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;次不等式组;3.3.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,并能加以解决加以解决.1.1.以考查线性目标函数的最值为重点,兼顾考查代数式的几何以考查线性目标函数的最值为重点,兼顾考查代数式的几何意义(如斜率、距离、面积等);意义(如斜率、距离、
2、面积等);2.2.多在选择题、填空题中出现,有时也会在解答题中出现,常多在选择题、填空题中出现,有时也会在解答题中出现,常与实际问题相联系,列出线性约束条件,求出最优解与实际问题相联系,列出线性约束条件,求出最优解.1.1.二元一次不等式(组)的解集二元一次不等式(组)的解集满足二元一次不等式(组)的满足二元一次不等式(组)的x x和和y y的取值构成的的取值构成的_,叫做二元一次不等式叫做二元一次不等式(组组)的解,所有这样的的解,所有这样的_构成的集合称为二元一次不等式构成的集合称为二元一次不等式(组组)的解集的解集.有序数有序数对对数数对(对(x x,y y)(x x,y y)有序有序【
3、即时应用即时应用】(1 1)思考:二元一次不等式(组)的解集与平面直角坐标系内)思考:二元一次不等式(组)的解集与平面直角坐标系内的点有何关系?的点有何关系?提示:提示:二元一次不等式(组)的解集可以看成平面直角坐标系二元一次不等式(组)的解集可以看成平面直角坐标系内的点构成的集合内的点构成的集合,所有以不等式(组)的解为坐标的点都在平所有以不等式(组)的解为坐标的点都在平面直角坐标系内面直角坐标系内,就构成了一个平面区域就构成了一个平面区域.(2 2)设点)设点P P(x,yx,y),其中),其中x x,yNyN,满足,满足x+y3x+y3的点的点P P的个数的个数为为 .【解析】【解析】当
4、当x=0 x=0时,时,y y可取可取0 0,1 1,2 2,3,3,有有4 4个点;个点;当当x=1x=1时,时,y y可取可取0 0,1 1,2,2,有有3 3个点;个点;当当x=2x=2时,时,y y可取可取0 0,1,1,有有2 2个点;个点;当当x=3x=3时,时,y y可取可取0,0,有有1 1个点个点,故共有故共有1010个点个点.答案:答案:10102.2.二元一次不等式(组)表示的平面区域二元一次不等式(组)表示的平面区域(1 1)在平面直角坐标系中二元一次不等式(组)表示的平面)在平面直角坐标系中二元一次不等式(组)表示的平面区域区域不等式不等式表示区域表示区域Ax+By+
5、CAx+By+C0 0直线直线Ax+By+C=0Ax+By+C=0某一侧的所某一侧的所有点组成的平面区域有点组成的平面区域不包括不包括_ Ax+By+C0Ax+By+C0包括包括_ 不等式组不等式组各个不等式所表示平面区域的各个不等式所表示平面区域的_ 边界直线边界直线边界直线边界直线公共部分公共部分(2 2)二元一次不等式表示的平面区域的确定)二元一次不等式表示的平面区域的确定二元一次不等式所表示的平面区域的确定,一般是取不在直线二元一次不等式所表示的平面区域的确定,一般是取不在直线上的点(上的点(x x0 0,y,y0 0)作为测试点来进行判定,满足不等式的,则平)作为测试点来进行判定,满
6、足不等式的,则平面区域在测试点位于直线的一侧面区域在测试点位于直线的一侧,反之在直线的另一侧反之在直线的另一侧.【即时应用】【即时应用】(1 1)如图所表示的平面区域(阴影部分)用不等式表示)如图所表示的平面区域(阴影部分)用不等式表示为为 .(2 2)以下各点)以下各点(0,00,0);(-1,1);(-1,3);(2,-3);(-1,1);(-1,3);(2,-3);(2,2)(2,2)在在x+y-10 x+y-10所表示的平面区域内的是所表示的平面区域内的是 .(3 3)如果点()如果点(1 1,b b)在两条平行直线)在两条平行直线6x-8y+1=06x-8y+1=0和和3x-4y+5
7、=03x-4y+5=0之间,则之间,则b b应取的整数值为应取的整数值为 .【解析】【解析】(1 1)由图可知边界直线过()由图可知边界直线过(-1,0-1,0)和()和(0,20,2)点)点,故故直线方程为直线方程为2x-y+2=0.2x-y+2=0.又(又(0,00,0)在区域内)在区域内,故区域应用不等式表示为故区域应用不等式表示为2x-y+20.2x-y+20.(2 2)将各点代入不等式可知()将各点代入不等式可知(0,00,0),(-1,1-1,1),(2,-32,-3)满足)满足不等式不等式,故故在平面区域内在平面区域内.(3 3)令)令x=1,x=1,代入代入6x-8y+1=06
8、x-8y+1=0,解得,解得代入代入3x-4y+5=03x-4y+5=0,解得,解得y=2.y=2.由题意得由题意得 b2,b2,又又b b为整数,为整数,b=1.b=1.答案:答案:(1 1)2x-y+202x-y+20 (2)(2)(3 3)1 13.3.线性规划的有关概念线性规划的有关概念名称名称意义意义约束条件约束条件由变量由变量x,yx,y组成的组成的 _ _ 线性约束线性约束条件条件由由x,yx,y的一次不等式(或方程)组成的的一次不等式(或方程)组成的_ 目标函数目标函数关于关于x,yx,y的函数的函数 ,如,如z=x+2yz=x+2y 线性目标线性目标函数函数关于关于x,yx,
9、y的的 解析式解析式 可行解可行解满足线性约束条件的解满足线性约束条件的解_ 可行域可行域所有所有 组成的集合组成的集合 最优解最优解使目标函数取得使目标函数取得 的可行解的可行解 线性规划线性规划问题问题在线性约束条件下求线性目标函数的在线性约束条件下求线性目标函数的 或或 问题问题 不等式(组)不等式(组)不等式(组)不等式(组)最大值最大值一次一次(x,y)(x,y)可行解可行解最大值或最小值最大值或最小值解析式解析式最小值最小值【即时应用即时应用】(1 1)思考:可行解和最优解有何关系?最优解是否唯一?)思考:可行解和最优解有何关系?最优解是否唯一?提示提示:最优解必定是可行解,但可行
10、解不一定是最优解,最优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,有时只有一个,有时有多个解不一定唯一,有时只有一个,有时有多个.(2 2)已知变量)已知变量x,yx,y满足条件满足条件 则则z=x+yz=x+y的最小值为的最小值为 ,最大值为最大值为 .【解析】【解析】不等式组不等式组所表示的平面区域如图所示所表示的平面区域如图所示,作出直线作出直线x+y=0 x+y=0,可观察知当直线过,可观察知当直线过A A点时点时z z最小最小.由由 得得A(1,1),A(1,1),此时此时z zminmin=1+1=2=1+1=2;当直线过当直线过B B点时点时z z最大最大.由由
11、 得得B(2,2),B(2,2),此时此时z zmaxmax=2+2=4.=2+2=4.答案:答案:2 2 4 4(3 3)若变量)若变量x,yx,y满足约束条件满足约束条件 则则z=x-2yz=x-2y的最大值的最大值为为 .【解析】【解析】不等式组不等式组 所表示的平面区域如图所示所表示的平面区域如图所示.作出直线作出直线x-2y=0 x-2y=0,可观察出当直线过,可观察出当直线过A A点时点时z z取得最大值取得最大值.由由 得得此时此时z zmaxmax=1+2=3.=1+2=3.答案:答案:3 3 二元一次不等式(组)表示的平面区域二元一次不等式(组)表示的平面区域【方法点睛】【方
12、法点睛】1.1.二元一次不等式表示的平面区域的画法二元一次不等式表示的平面区域的画法在平面直角坐标系中在平面直角坐标系中,设有直线设有直线Ax+By+C=0Ax+By+C=0(B B不为不为0 0)及点)及点P P(x x0 0,y,y0 0),则则(1 1)若)若B B0,Ax0,Ax0 0+By+By0 0+C+C0,0,则点则点P P在直线的上方在直线的上方,此时不等式此时不等式Ax+By+CAx+By+C0 0表示直线表示直线Ax+By+C=0Ax+By+C=0的上方的区域的上方的区域.(2 2)若)若B B0,Ax0,Ax0 0+By+By0 0+C+C0,0,则点则点P P在直线的
13、下方在直线的下方,此时不等式此时不等式Ax+By+CAx+By+C0 0表示直线表示直线Ax+By+C=0Ax+By+C=0的下方的区域的下方的区域.(注:若(注:若 B B为负为负,则可先将其变为正)则可先将其变为正)(3 3)若是二元一次不等式组)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则其平面区域是所有平面区域的公共部分共部分.2.2.求平面区域的面积求平面区域的面积求平面区域的面积,要先画出不等式组表示的平面区域,然后根求平面区域的面积,要先画出不等式组表示的平面区域,然后根据区域的形状求面积据区域的形状求面积.提醒提醒:在画平面区域时,当不等式中有等号时画实线,无等号时在
14、画平面区域时,当不等式中有等号时画实线,无等号时画虚线画虚线.【例【例1 1】已知不等式组】已知不等式组(1 1)画出该不等式组所表示的平面区域;画出该不等式组所表示的平面区域;(2)(2)设该平面区域为设该平面区域为S,S,求当求当a a从从-3-3到到6 6连续变化时,连续变化时,x-y=ax-y=a扫过扫过S S中的那部分区域的面积中的那部分区域的面积.【解题指南】【解题指南】(1 1)先画出各个不等式对应的直线(画成实线)先画出各个不等式对应的直线(画成实线),再通过测试点确定区域再通过测试点确定区域.(2 2)通过直线变动确定扫过的图形形状再求面积)通过直线变动确定扫过的图形形状再求
15、面积.【规范解答规范解答】(1)(1)不等式不等式x-y+50 x-y+50表示直线表示直线x-y+5=0 x-y+5=0上的点及右上的点及右下方的点的集合,下方的点的集合,x+y0 x+y0表示直线表示直线x+y=0 x+y=0上的点及右上方的点的上的点及右上方的点的集合,集合,x3x3表示直线表示直线x=3x=3上及其左方的点的集合上及其左方的点的集合.不等式组表示不等式组表示的平面区域即为图示的三角形区域的平面区域即为图示的三角形区域.O-5x3C(3,-3)A(3,8)B(,)x=3x+y=0 x-y+5=0y(2 2)由题意可知)由题意可知x-y=ax-y=a扫过扫过S S的部分区域
16、如图所的部分区域如图所示:示:xyox+y=0 x=3x-y=-3C(3,-3)D(3,6)EDC=9,CDEDC=9,CDE的边的边CDCD上的高为上的高为所求区域的面积所求区域的面积【反思反思感悟感悟】1.1.作平面区域时要作平面区域时要“直线定界直线定界,测试点定域测试点定域”,当不等式无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线,若当不等式无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线,若直线不过原点,测试点常选取原点直线不过原点,测试点常选取原点.2.2.求平面区域的面积求平面区域的面积,要先确定区域要先确定区域,若是规则图形可直接求,若是规则图形可直接求,若不规则可通过分割求解若不规则可
17、通过分割求解.简单的线性规划问题简单的线性规划问题【方法点睛】【方法点睛】1.1.利用线性规划求目标函数最值的步骤利用线性规划求目标函数最值的步骤(1 1)画出约束条件对应的可行域;)画出约束条件对应的可行域;(2 2)将目标函数视为动直线,并将其平移经过可行域,找到最)将目标函数视为动直线,并将其平移经过可行域,找到最优解对应的点;优解对应的点;(3 3)将最优解代入目标函数,求出最大值或最小值)将最优解代入目标函数,求出最大值或最小值.2.2.目标函数最值问题分析目标函数最值问题分析(1 1)线性目标函数的最值一般在可行域的顶点处或边界上取得,)线性目标函数的最值一般在可行域的顶点处或边界
18、上取得,特别地对最优整数解可视情况而定特别地对最优整数解可视情况而定.(2 2)目标函数通常具有相应的几何意义,如截距、斜率、距离)目标函数通常具有相应的几何意义,如截距、斜率、距离等等.【例【例2 2】已知实数】已知实数x,yx,y满足满足(1 1)若)若z=x-2y,z=x-2y,求求z z的最大值和最小值;的最大值和最小值;(2 2)若)若z=xz=x2 2+y+y2 2,求求z z的最大值和最小值;的最大值和最小值;(3 3)若)若 求求z z的最大值和最小值的最大值和最小值.【解题指南】【解题指南】(1 1)作出可行域与直线)作出可行域与直线x-2y=0 x-2y=0,观察确定最优解
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