2017_18版高中数学第三章不等式4.2简单线性规划学案北师大必修15497.pdf

《2017_18版高中数学第三章不等式4.2简单线性规划学案北师大必修15497.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017_18版高中数学第三章不等式4.2简单线性规划学案北师大必修15497.pdf（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 4.2 简单线性规划 学习目标 1.了解线性规划的意义.2.理解约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念.3.掌握线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题 问题 已知x，y满足条件 x2y8，4x16，4y12，x0，y0.该不等式组所表示的平面区域如图，求 2x3y的最大值 以此为例，尝试通过下列问题理解有关概念 知识点一 约束条件 在上述问题中，不等式组是一组对变量x、y的约束条件，这组约束条件都是关于x、y的_次不等式，故又称线性约束条件 知识点二 目标函数 在上述问题中，是要研究的目标，称为目标函数 因为它是关于变量x、y的_次解析式，这样的目标函数称为二元

2、线性目标函数 知识点三 二元线性规划问题 一般地，在线性约束条件下求_的最大值或最小值问题，统称为二元线性规划问题 知识点四 可行解、可行域和最优解 在线性规划问题中，满足约束条件的解(x，y)称为可行解，由所有可行解组成的集合称为可行域其中，使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解在上述问 题的图中，阴影部分叫_，阴影区域中的每一个点对应的坐标都是一个_，其中能使式取最大值的可行解称为_ 类型一 最优解问题 命题角度 1 唯一最优解 例 1 已知x，y满足约束条件 x2y8，4x16，4y12，x0，y0，该不等式组所表示的平面区域如图，求 2x3y的最大值 反思与感悟(1

3、)图解法是解决线性规划问题的有效方法，基本步骤 确定线性约束条件，线性目标函数；作图画出可行域；平移平移目标函数对应的直线zaxby，看它经过哪个点(或哪些点)时最先接触可行域或最后离开可行域，确定最优解所对应的点的位置；求值解有关的方程组求出最优解的坐标，再代入目标函数，求出目标函数的最值 跟踪训练 1 已知 1xy5，1xy3，求 2x3y的取值范围 命题角度 2 最优解不唯一 例 2 已知x，y满足约束条件 xy0 xy2y0，若目标函数zaxy的最大值有无数个最优解，求实数a的值 反思与感悟 当目标函数取最优解时，如果目标函数与平面区域的一段边界(实线)重合，则此边界上所有点均为最优解

4、 跟踪训练2 给出平面可行域(如图)，若使目标函数zaxy取最大值的最优解有无穷多个，则a等于()A.14 B.35 C4 D.53 类型二 生活中的线性规划问题 例 3 营养学家指出，成人良好的日常饮食应该至少提供 0.075 kg 的碳水化合物，0.06 kg的蛋白质，0.06 kg 的脂肪，1 kg 食物A含有 0.105 kg 碳水化合物，0.07 kg 蛋白质，0.14 kg 脂肪，花费 28 元；而 1 kg 食物B含有 0.105 kg 碳水化合物，0.14 kg 蛋白质，0.07 kg脂肪，花费 21 元为了满足营养专家指出的日常饮食要求，同时使花费最低，需要同时食用食物A和食

5、物B各多少 kg?将已知数据列成下表：食物/kg 碳水化合物/kg 蛋白质/kg 脂肪/kg A 0.105 0.07 0.14 B 0.105 0.14 0.07 反思与感悟(1)目标函数zaxby(b0)在y轴上的截距zb是关于z的正比例函数，其单调性取决于b的正负当b0 时，截距zb越大，z就越大；当b0 时，截距zb越小，z就越大 (2)最优解是谁，和目标函数与边界函数的斜率大小有关 跟踪训练 3 某厂拟用集装箱托运甲、乙两种货物，集装箱的体积、重量、可获利润和托运能力等限制数据列在下表中，那么为了获得最大利润，甲，乙两种货物应各托运的箱数为_ 货物 体积(m3/箱)重量(50 kg/

6、箱)利润(百元/箱)甲 5 2 20 乙 4 5 10 托运限制 24 13 1若变量x，y满足约束条件 y2x，xy1，y1，则x2y的最大值是()A52 B0 C.53 D.52 2设变量x，y满足约束条件 xy3，xy1，2xy3，则目标函数z2x3y的最小值为()A6 B7 C8 D23 3在如图所示的坐标平面的可行域内(阴影部分且包括边界)，目标函数zxay取得最小值的最优解有无数个，则a的值为()A3 B3 C1 D1 4已知实数x、y满足约束条件 x0，y0，xy2，则z2x4y的最大值为_ 1用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤(1)寻找线性约束条件，线性目标函数；(2)作

7、图画出约束条件(不等式组)所确定的平面区域和目标函数所表示的平行直线系中的任意一条直线l；(3)平移将直线l平行移动，以确定最优解所对应的点的位置；(4)求值解有关的方程组求出最优解的坐标，再代入目标函数，求出目标函数的最值 2 作不等式组表示的可行域时，注意标出相应的直线方程，还要给可行域的各顶点标上字母，平移直线时，要注意线性目标函数的斜率与可行域中边界直线的斜率进行比较，确定最优解 3在解决与线性规划相关的问题时，首先考虑目标函数的几何意义，利用数形结合方法可迅速解决相关问题，这时要特别注意zaxby中的b的正负对z最优解的影响 答案精析 问题导学 知识点一 一 知识点二 一 知识点三

8、线性目标函数 知识点四 可行域 可行解 最优解 题型探究 例 1 解 设区域内任一点P(x，y)，z2x3y，则y23xz3，这是斜率为定值23，在y轴上的截距为z3的直线，如图 由图可以看出，当直线y23xz3经过直线x4 与直线x2y80 的交点M(4,2)时，截距z3的值最大，此时 2x3y14.跟踪训练 1 解 作出二元一次不等式组 1xy5，1xy3所表示的平面区域(如图)即为可行域 设z2x3y，变形得y23x13z，则得到斜率为23，且随z变化的一组平行直线 13z是直线在y轴上的截距，当直线截距最大时，z的值最小，由图可见，当直线z2x3y经过可行域上的点A时，截距最大，即z最

9、小 解方程组 xy1，xy5，得A的坐标为(2,3)，zmin2x3y22335.当直线z2x3y经过可行域上的点B时，截距最小，即z最大 解方程组 xy3，xy1，得B的坐标为(2，1)zmax2x3y223(1)7.52x3y7，即 2x3y的取值范围是5,7 例 2 解 约束条件所表示的平面区域如图：由zaxy，得yaxz.当a0 时，最优解只有一个，过A(1,1)时取得最大值；当a0 时，当yaxz与xy2 重合时，最优解有无数个，此时a1；当a0 时，当yaxz与xy0 重合时，最优解有无数个，此时a1.综上，a1 或a1.跟踪训练 2 B 由题意知，当直线yaxz与直线AC重合时，

10、最优解有无穷多个，则a521635，即a35，故选 B.例 3 解 设每天食用x kg 食物A，y kg 食物B，总成本为z，那么 0.105x0.105y0.075，0.07x0.14y0.06，0.14x0.07y0.06，x0，y0 7x7y5，7x14y6，14x7y6，x0，y0.目标函数为z28x21y.作出二元一次不等式组所表示的平面区域，把目标函数z28x21y变形为 y43xz21，它表示斜率为43，且随z变化的一组平行直线，z21是直线在y轴上的截距，当截距最小时，z的值最小 如图可见，当直线z28x21y经过可行域上的点M时，截距最小，即z最小 解方程组 7x7y5，14x7y6，得M点的坐标为17，47.所以为了满足营养专家指出的日常饮食要求，同时使花费最低，需要同时食用食物A17kg，食物B47 kg.跟踪训练 3 4,1 解析 设甲，乙两种货物应各托运的箱数为x，y，则 5x4y24，2x5y13，x0，xN，y0，yN.目标函数z20 x10y，画出可行域如图 由 2x5y13，5x4y24，得A(4,1)易知当直线z20 x10y平移经过点A时，z取得最大值，即甲，乙两种货物应各托运的箱数分别为 4 和 1 时，可获得最大利润 当堂训练 1C 2.B 3.A 4.8