高考复习专题:简单的线性规划
专题要点
简单的线性规划:能从实际问题中抽象出二元一次不等式组。 理解二元一次不等式组表示平面的区域,能够准确的画出可行域。能够将实际问题抽象概括为线性规划问题,培养应用线性规划的知识解决实际问题的能力。
线性规划等内容已成为高考的热点, 在复习时要给于重视 ,另外,不等式的证明、繁琐的推理逐渐趋于淡化 ,在复习时也应是注意。
考查主要有三种:一是求给定可行域的最优解;二是求给定可行域的面积;三
是给出可行域的最优解,求目标函数(或者可行域)中参数的范围。多以选择填空
题形式出现,不排除以解答题形式出现。 考纲要求
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;了解
线性规划的意义并会简单应用。 典例精析
线性规划是高考热点之一 ,考查内容设计最优解 ,最值 ,区域面积与形状等 ,通常通过画可行域 ,移线 ,数形结合等方法解决问题。考点 1:求给定可行域的最优解
x y 1 x 1 0
例 1. (2012
广东文) 已知变量 x 、 y 满足约束条件 x
y 1 , 则 z x 2 y 的最小值为
(
)
值 . 5 .
A.3 B.1 C. 5 D. 6
解析 :C. 画出可行域 , 可知当代表直线过点 A 时, 取到最小
x x 1
联立 , 所以 z x 2y 的最小值为 1 , 解得
y x 1
y 2
x 2x
y 3 例 2.( 2009 天津)设变量 x,y 满足约束条件: x
y 1 . y 3
则
目标函数 z=2x+3y的最小值为
(A)6 (B)7 (C)8
(D)23
x y 3 2x y 3
解析:画出不等式 x y
1 表示的可行域,如右图,
让目标函数表示直线 y
值,解方程组 x y
3
2x 3
z
在可行域上平移,知在点 B 自目标函数取到最小
3
得 (2,1) ,所以 zmin 4 3 7 ,故选择 B.
2x
y
3
发散思维: 若将目标函数改为求 z
y 的取值范围;或者改为求 x
z
x
y
的取值范围;
3
y 2 的最大值。 或者改为求 z
x2
y 2 的最大值;或者或者改为求 z
x 1 2 方法思路: 解决线性规则问题首先要作出可行域,再注意目标函数所表示的几 何意义,数形结合找出目标函数达到最值时可行域的顶点(或边界上的点),但要
注意作图一定要准确,整点问题要验证解决。
2x y x 1
2 0 0
练习 1.(2012
天津)设变量 x, y 满足约束条件 x 2y
4 0 , 则目标函数 z
3x 2 y 的
最小值为
( )
A. 5 B. 4 C. 2
【解析】做出不等式对应的可行域如图 , 由 z 3x
D.3
z , 由图象可知当直线 2 y 得 y 3 x 2
y
3 x 2
z 经过点 C (0,2) 时, 直线 y
3 x 2
2
4,选
2
的截距最大 , 而此时 z 2
z
3x 2 y 最小为
z 3x 2 y
B.
0≤ x≤1, 0≤ y≤ 2, 2y- x≥ 1,
练习 2.在约束条件
下, x-1 2+ y2的最小值为 ________.
解析 在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域,注意到
x- 1 2+y2 可视为该区域内的点 (x, y)
|- 1- 1|
5
与点 (1,0) 之间距离,结合图形可知, 该距离的最小值等于点 (1,0)到直线 2y- x= 1 的距离,即为
2 5 案
5
= 5 5 .
2
答
练习 3、( 2011 广东文、理数)已知平面直角坐标系 xOy 上的区域 D 由不等式组
给定.若 M(x,y)为 D 上的动点,点 A 的坐标为
,则 z= ? 的
最大值为( )
C、3 A、3 B、4 D、4
解答:解:首先做出可行域,如图所示:
z= ? = ,即 y=﹣ x+z 做出 l0:y=﹣ x,将此直线平行移动,当直线 y= ﹣ x+z 经过点 A 时,直线在 y 轴上截距最大时, z 有最大值.
因为 A( ,2),所以 z 的最大值为 4 故选 B
x+y≥2,
练习 4.( 2011 福建) 已知 O是坐标原点, 点 A( -1,1) ,若点 M(x,y) 为平面区域 x≤1,
上的一个动点,
y≤2
→ →
则 OA· OM的取值范围是 ( A. [ - 1,0] B
)
.[0,1] C. [0,2]
D
.[ - 1,2] x+y≥2,
→ →
【分析】 由于 OA· OM=- x+ y,实际上就是在线性约束条件 x≤1,
y≤2
下,求线性目标函数 z=- x+ y 的
最大值和最小值.
→ →
【解析】 画出不等式组表示的平面区域 ( 如图 ) ,又 OA· OM=- x+ y,取目标函数 z=- x+ y,即 y= x+ z, 作斜率为 1 的一组平行线.
当它经过点 C(1,1) 时, z 有最小值,即 zmin =- 1+ 1=0;当它经过点 B(0,2) 时, z 有最大值,即 zmax=- 0+ 2= 2.
→ →
∴ z 的取值范围是 [0,2] ,即 OA·OM的取值范围是 [0,2] ,故选 C.
考点 2:求给定可行域的面积
x 0 3x y 4
例3.在平面直角坐标系中,不等式组 x 3 y 4 表示的平面区域的面积为(
)
A. D.
3
2
B.
2
3
C.
4
3
3
4
答案 c
考点 3:给出最优解求目标函数(或者可行域)中参数 例4.(2012广州一模文数 )在平面直角坐标系中,若不等式组
x y 2≥0, x y 2≥0, 表示的 x≤ t
平面区域的面积为 4,则实数 t 的值为 A.1 B.2
答案 B
C.3
D.4 1 0 0
x y 1 ax y
练习 5.(2009 福建卷文)在平面直角坐标系中,若不等式组 x
( 为常数)
1 0
所表示的平面区域内的面积等于 2,则 a 的值为 A. -5 B. 1 C. 2 解析解析 如图可得黄色即为满足 x 1 0与 x
D. 3
y 1 0的可行域,而 ax y 1 0 的直
线恒过( 0,1),故看作直线绕点( 0,1)旋转,当 a=-5 时,则可行域不是一个封
3
闭区域,当 a=1 时,面积是 1;a=2 时,面积是 ;当 a=3 时,面积恰好为 2,故选
2
D.