2023届高考数学一轮复习(全国版)——第44课线性规划学案(有答案)

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2023届高考数学一轮复习(全国版)——第44课线性规划学案(有答案)

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第44课 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
一、目标导引
1.作出满足约束条件 所表示的平面区域。
【解析】:形如表示的区域为直线的上方,所以分别作出三条直线后,可得如图阴影所示区域.
二、知识梳理
1.二元一次不等式(组)表示平面区域
(1)一般地,直线把直角坐标平面分成了三个部分:
①直线l上的点(x,y)的坐标满足 ;
②直线l一侧的平面区域内的点(x,y)的坐标满足 ;
③直线l另一侧的平面区域内的点(x,y)的坐标满足 .
所以,只需在直线l的某一侧的平面区域内,任取一特殊点,从值的正负,即可判断不等式表示的平面区域.
(2)由于对直线同一侧的所有点,把它的坐标代入所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点,由的符号即可判断表示直线哪一侧的平面区域.即:线定界,点定域
2.线性规划的相关概念
名 称 意 义
目标函数 欲求 或 的函数
约束条件 目标函数中的变量所要满足的不等式组
线性约束条件 由x,y的一次不等式(或方程)组成的不等式组
线性目标函数 目标函数是关于变量的一次函数
可行解 满足 的解
可行域 所有 组成的集合
最优解 使目标函数取得 或 的点的坐标
线性规划问题 在线性约束条件下,求线性目标函数的最大值或最小值问题
3.线性规划问题中常见的目标函数
(1)截距式 ;
(2)斜率式;
(3)距离式: 和
三、问题研讨
问题1(二元一次不等式(组)表示平面区域)
例题1.(1) 图中阴影(包括直线)表示的区域满足的不等式是(  )
A. B. C. D.
(2)在平面直角坐标系中,不等式组表示图形的面积等于(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
问题2(线性目标函数的最值)
例题2. 已知实数满足,求:
(1)的取值范围是_________________;
(2)的取值范围是_________________;
(3)的取值范围是_________________;
问题3(线性规划的实际应用)
例题3.某企业生产A,B两种产品,生产每一吨产品所需的劳动力、煤和电耗如下表:
产品品种 劳动力(个) 煤(吨) 电(千瓦)
A产品 3 9 4
B产品 10 4 5
已知生产每吨A产品的利润是7万元,生产每吨B产品的利润是12万元,现因条件限制,该企业仅有劳动力300个,煤360吨,并且供电局只能供电200千瓦,试问该企业如何安排生产,才能获得最大利润?
四、总结提升
求解线性规划问题首先要根据线性约束条件画出可行域,再根据目标函数的几何意义,寻找使目标函数取得最优解的点。
五、随堂小测
1.(2019·浙江卷) 若,满足约束条件,则的最大值为
A. B.1 C.10 D.12
2. (2018北京卷) 若 ,y满足,则2y 的最小值是_________.
第44课 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
一、目标导引
1.作出满足约束条件 所表示的平面区域。
【解析】:形如表示的区域为直线的上方,所以分别作出三条直线后,可得如图阴影所示区域.
二、知识梳理
1.二元一次不等式(组)表示平面区域
(1)一般地,直线把直角坐标平面分成了三个部分:
①直线l上的点(x,y)的坐标满足;
②直线l一侧的平面区域内的点(x,y)的坐标满足;
③直线l另一侧的平面区域内的点(x,y)的坐标满足.
所以,只需在直线l的某一侧的平面区域内,任取一特殊点,从值的正负,即可判断不等式表示的平面区域.
(2)由于对直线同一侧的所有点,把它的坐标代入所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点,由的符号即可判断表示直线哪一侧的平面区域.即:线定界,点定域
2.线性规划的相关概念
名 称 意 义
目标函数 欲求最大值或最小值的函数
约束条件 目标函数中的变量所要满足的不等式组
线性约束条件 由x,y的一次不等式(或方程)组成的不等式组
线性目标函数 目标函数是关于变量的一次函数
可行解 满足线性约束条件的解
可行域 所有可行解组成的集合
最优解 使目标函数取得最大值或最小值的点的坐标
线性规划问题 在线性约束条件下,求线性目标函数的最大值或最小值问题
3.线性规划问题中常见的目标函数
(1)截距式 ;
(2)斜率式;
(3)距离式: 和
三、问题研讨
问题1(二元一次不等式(组)表示平面区域)
例题1.(1) 图中阴影(包括直线)表示的区域满足的不等式是(  )
A. B. C. D.
【解析】:直线对应的方程为对应的区域,在直线的下方,
当x=0,y=0时,0﹣0﹣1<0,
即原点在不等式对应的区域内,
则阴影(包括直线)表示的区域满足的不等式是,
故选:A.
(2)在平面直角坐标系中,不等式组表示图形的面积等于(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】:不等式组对应的平面区域如图:
对应的区域为正方形ABCD,
其中,,
边长,
则正方形的面积,
故选:B.
问题2(线性目标函数的最值)
例题2. 已知实数满足,求:
(1)的取值范围是_________________;
(2)的取值范围是_________________;
(3)的取值范围是_________________;
【解析】:实数满足,
满足的可行域如图所示为△ABC,
三个顶点的坐标为,,.
如图可得
(1)的取值范围是[0,5].
(2)的取值范围是
(3)的取值范围是
问题3(线性规划的实际应用)
例题3.某企业生产A,B两种产品,生产每一吨产品所需的劳动力、煤和电耗如下表:
产品品种 劳动力(个) 煤(吨) 电(千瓦)
A产品 3 9 4
B产品 10 4 5
已知生产每吨A产品的利润是7万元,生产每吨B产品的利润是12万元,现因条件限制,该企业仅有劳动力300个,煤360吨,并且供电局只能供电200千瓦,试问该企业如何安排生产,才能获得最大利润?
【解析】:设生产A,B两种产品分别为x吨,y吨,利润为z万元,依题意得
目标函数为.
作出可行域,如图阴影所示.
当直线向右上方平行移动时,经过M(20,24)时z取最大值.
∴该企业生产A,B两种产品分别为20吨和24吨时,才能获得最大利润.
四、总结提升
求解线性规划问题首先要根据线性约束条件画出可行域,再根据目标函数的几何意义,寻找使目标函数取得最优解的点。
五、随堂小测
1.(2019·浙江卷) 若,满足约束条件,则的最大值为
A. B.1 C.10 D.12
答案:C
2. (2018北京卷) 若 ,y满足,则2y 的最小值是_________.
答案:3

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