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例1.(2012广东文)已知变量x、y满足约束条件??x?y?1,则z?x?2y的最小
?x?1?0?值为
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,取到最小值.
联立??x??1?x??1,解得?,所以z?x?2y的最小值为?5. y?x?1y??2??( )
?x?y?3?例2.(2009天津)设变量x,y满足约束条件:?x?y??1.
?2x?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?解析:画出不等式?x?y??1表示的可行域,如右图,
?2x?y?3?让目标函数表示直线y??最小值,解方程组?2xz知在点B自目标函数取到?在可行域上平移,
33?x?y?3得(2,1),所以zmin?4?3?7,故选择B.
?2x?y?3yy发散思维:若将目标函数改为求z?的取值范围;或者改为求z?的取值
xx?3范围;
或者改为求z?x2?y2的最大值;或者或者改为求z??x?1?2?y2的最
大值。
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?2?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
?x?1?0?z?3x?2y的最小值为
( )
C.?2
D.3
32z2A.?5 B.?4
【解析】做出不等式对应的可行域如图,由z?3x?2y得y?x?,由图象可知当
直线y?x?经过点C(0,2)时,直线y?x?的截距最大,而此时
3z3222z?3x?2y最小为z?3x?2y??4,选B.
z20≤x≤1,??
练习2.在约束条件?0≤y≤2,
??2y-x≥1,
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)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25
5
|-1-1|
5
=
25
. 答案 5
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( )
A、3 B、4 C、3 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
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x+y≥2,??
域?x≤1,??y≤2
上的一个动点,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?例3.在平面直角坐标系中,不等式组?x?3y?4表示的平面区域的面积为( )
?3x?y?4?
下,
A.D.
34324 B. C. 233答案c
考点3:给出最优解求目标函数(或者可行域)中参数
?x?y?2≥0,?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,表示的
?x≤t?