【答案】 C
角度二 已知线性目标函数的最值(范围)求参数值(范围)
x-3≤0??
(2020·嘉兴市高考模拟)已知实数x,y满足?y-1≥0,若ax+y的最大值为
??x-y+1≥0
10,则实数a=( )
A.4 C.2
B.3 D.1
【解析】 画出满足条件的平面区域,如图所示(阴影部分):
??x=3
由?, ?x-y+1=0?
解得A(3,4),
令z=ax+y,因为z的最大值为10,
所以直线在y轴上的截距的最大值为10,即直线过(0,10), 所以z=ax+y与可行域有交点, 当a>0时,
直线经过A时z取得最大值.即ax+y=10,将A(3,4)代入得,
3a+4=10,解得a=2,当a≤0时,直线经过A时z取得最大值,即ax+y=10,将
A(3,4)代入得,3a+4=10,解得a=2,与a≤0矛盾,综上a=2.
【答案】 C
角度三 求非线性目标函数的最值(范围)
x+y-3≥0,??
若平面区域?2x-y-3≤0,夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直
??x-2y+3≥0
线间的距离的最小值是( )
A.C.35
532
2
B.2 D.5
x+y-3≥0??
【解析】 不等式组?2x-y-3≤0表示的平面区域如图中阴影部分所示,其中A(1,2)、
??x-2y+3≥0B(2,1),当两条平行直线间的距离最小时,两平行直线分别过点A与B,又两平行直线的
斜率为1,直线AB的斜率为-1,所以线段AB的长度就是过A、B两点的平行直线间的距离,易得|AB|=2,即两条平行直线间的距离的最小值是2,故选B.
【答案】 B
(1)利用线性规划求目标函数最值的步骤 ①画出约束条件对应的可行域;
②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; ③将最优解代入目标函数,求出最大值或最小值. 常见的目标函数有:
(ⅰ)截距型:形如z=ax+by;(ⅱ)距离型:形如z=(x-a)+(y-b);(ⅲ)斜率型:形如z=
2
2
y-b. x-a(2)含参数的线性规划问题
参数的位置可能在目标函数中,也可能在约束条件中,求解步骤为:①注意对参数取值的讨论、将各种情况下的可行域画出来;②在符合题意的可行域里,寻求最优解.
[提醒] 求目标函数的最值时,易弄错目标函数的几何意义而求错.如x+y是距离的平方,易忽视平方而求错.
??xy≥0
1.(2020·温州七校联考)实数x,y满足?,使z=ax+y取得最大值的最优
?|x+y|≤1?
2
2
解有2个,则z1=ax+y+1的最小值为( )
A.0 C.1
B.-2 D.-1
解析:选A.画出不等式组所表示的可行域如图中阴影所示,因为z=ax+y取得最大值的最优解有2个,所以-a=1,a=-1,所以当x=1,y=0或x=0,y=-1时,z=ax+y=-x+y有最小值-1,所以ax+y+1的最小值是0,故选A.
y-x+1≥0??
2.(2020·温州市高考模拟)若实数x,y满足?x+y-2≤0,则y的最大值为________,
??x,y≥0y+1
的取值范围是________. x+2
y-x+1≥0??
解析:作出不等式组?x+y-2≤0,对应的平面区域如图(阴影部分):
??x,y≥0
可知A的纵坐标取得最大值2. 设z=
y+1
,则z的几何意义为区域内的点到定点D(-2,-1)的斜率,由图象知BDx+2
2+130+1113
的斜率最小,AD的斜率最大,则z的最大为=,最小为=,即≤z≤,
0+221+2332
则z=
y+1?13?的取值范围是?,?.
x+2?32?
?13?答案:2 ?,?
?32?
y≤x+1??
3.(2020·绍兴一中高三期中)设x,y满足约束条件?y≥2x-1,若目标函数z=abx??x≥0,y≥0
+y(a>0,b>0)的最大值为35,则a+b的最小值为________.
解析:满足约束条件
y≤x+1??1??y≥2x-1的区域是一个四边形,如图所示四个顶点分别是(0,0),(0,1),??2,0?,
????x≥0,y≥0
(2,3),由图易得目标函数在(2,3)取最大值35,即35=2ab+3,所以ab=16,
所以a+b≥2ab=8,当a=b=4时等号成立, 所以a+b的最小值为8. 答案:8
线性规划的实际应用
某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需
要甲材料1.5 kg,乙材料1 kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5 kg,乙材料0.3 kg,用3个工时.生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150 kg,乙材料90 kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为________元.
【解析】 由题意,设产品A生产x件,产品B生产y件,利润z=2 100x+900y,线
??x+0.3y≤90,
性约束条件为?5x+3y≤600,
x≥0,??y≥0,
1.5x+0.5y≤150,
作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,
又由x∈N,y∈N,可知取得最大值时的最优解为(60,100), 所以zmax=2 100×60+900×100=216 000(元). 【答案】 216 000
利用线性规划解决实际问题的步骤
(1)审题:仔细阅读材料,抓住关键,准确理解题意,明确有哪些限制条件,主要变量有哪些.由于线性规划应用题中的量较多,为了了解题目中量与量之间的关系,可以借助表
格或图形;
(2)设元:设问题中起关键作用的(或关联较多的)量为未知量x,y,并列出相应的不等式组和目标函数;
(3)作图:准确作图,平移找点(最优解); (4)求解:代入目标函数求解(最大值或最小值); (5)检验:根据结果,检验反馈.
某旅行社租用A,B两种型号的客车安排900名客人旅行,A,B两种车
辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B型车不多于A型车7辆,则租金最少为( )
A.31 200元 C.36 800元
B.36 000元 D.38 400元
解析:选C.设旅行社租用A型客车x辆,B型客车y辆,租金为z,则约束条件为
x+y≤21,
??y-x≤7,
?36x+60y≥900, ??x,y∈N.
目标函数为z=1 600x+2 400y.画出可行域(图中所示阴影中的整点部分),可知目标函数过点N(5,12)时,有最小值zmin=36 800(元).
[基础题组练]
2x+3y≤12,??
1.二元一次不等式组?2x+3y≥-6,所表示的平面区域的面积为( )
??0≤x≤6A.18 C.36
B.24 D.1213
解析:选C.不等式组所表示的平面区域如图阴影部分,