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押第13题 线性规划
线性规划前几年是高考全国卷每年必考知识点,近两年由于新教材的实施,热度有所降低,但考查频率依然比较高,此类问题均为基础题,且以小题的形式进行考查,考查热点是给出可行域求线性目标函数的最值,偶尔也会考查线性规划在实际问题中的应用.
1.二元一次不等式表示的平面区域
(1)一般地,二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域.我们把直线画成虚线,以表示区域不包括边界直线.当我们在坐标系中画不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,此区域应包括边界直线,则把边界直线画成实线.
(2)对于直线Ax+By+C=0同一侧的所有点,把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C,所得的符号都相同,所以只需在此直线的同一侧取一个特殊点(x0,y0)作为测试点,由Ax0+By0+C的符号即可断定Ax+By+C>0表示的是直线Ax+By+C=0哪一侧的平面区域.
2.画二元一次不等式表示的平面区域的直线定界,特殊点定域:
(1)直线定界:不等式中无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线.
(2)特殊点定域:若直线不过原点,特殊点常选原点;若直线过原点,则特殊点常选取(0,1)或(1,0)来验证.
3.利用“同号上,异号下”判断二元一次不等式表示的平面区域
对于Ax+By+C>0或Ax+By+C<0,则有
(1)当B(Ax+By+C)>0时,区域为直线Ax+By+C=0的上方;
(2)当B(Ax+By+C)<0时,区域为直线Ax+By+C=0的下方.
4.平面区域的面积
(1)求平面区域的面积,对平面区域进行分析,若为三角形应确定底与高,若为规则的四边形(如平行四边形或梯形),可利用面积公式直接求解,若为不规则四边形,可分割成几个三角形,分别求解再求和即可.
(2)利用几何意义求解的平面区域问题,也应作出平面图形,利用数形结合的方法求解.
5.求目标函数的最值
根据线性规划求解目标函数的最值问题的常见形式:
(1)截距型:形如
.求这类目标函数的最值常将函数
转化为直线的斜截式:
,通过求直线的截距
的最值间接求出
的最值;
(2)距离型:形如
,转化为可行域内的点到定点的距离的平方,结合点到直线的距离公式求解;
(3)斜率型:形如
,转化为可行域内点与定点的连线的斜率,结合直线的斜率公式,进行求解.
6.解线性规划应用问题的一般步骤
(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,借助表格或图形理清变量之间的关系.
(2)设元:设问题中起关键作用(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:准确作出可行域,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.
1.(2020年高考全国Ⅰ卷理)若x,y满足约束条件
则z=x+7y的最大值为______________.
【答案】1
【解析】绘制不等式组表示的平面区域如图所示,
目标函数
即:
,其中z取得最大值时,其几何意义表示直线系在y轴上的截距最大,据此结合目标函数的几何意义可知目标函数在点A处取得最大值,联立直线方程:
,可得点A的坐标为:
,据此可知目标函数的最大值为:
.
2.(2020年高考全国Ⅲ卷理)若x,y满足约束条件
,则z=3x+2y的最大值为_________.
【答案】7
【解析】不等式组所表示的可行域如图因为
,所以
,易知截距
越大,则
越大,
平移直线
,当
经过A点时截距最大,此时z最大,由
,得
,
,
所以
.
3.(2018年高考全国Ⅰ卷理)若
,
满足约束条件
,则
的最大值为__.
【答案】6
【解析】作出可行域为如图所示的
所表示的阴影区域,作出直线
,并平移该直线,当直
线过点
时,目标函数
取得最大值:且
.
4.(2018年高考全国II卷理)若
满足约束条件
则
的最大值为___.
【答案】9
【解析】画出不等式组所表示的平面区域,如图中阴影部分所示.作出直线
,平移该直线,当直
线过点
时,
取得最大值,
.
1.(2021. 云南师大附中学高三下学期月考)若实数x,y满足
则不等式组表示的平面区域的面积为___________.
【答案】4
【解析】可行域如图所示的阴影部分,A(2,2),B(2,﹣2),故
.
2.(2021. 陕西省商洛市高三上学期期末)若x,y满足约束条件
,则
的最大值为________.
【答案】15
【解析】画出可行域如下图所示,由图可知,平移基准直线
到可行域边界
处,
取得最大值为
.
3.(2021. 黑龙江省哈尔滨市高三第二次模拟)设
满足约束条件
,则目标函数
的最小值为_____________________