内容正文:
第7讲 二元一次不等式(组)及线性规划
1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组.
2.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.
3.会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题,并能加以解决.
考向预测:对线性规划的考查常以线性目标函数的最值为重点,兼顾考查代数式的几何意义,有时也考查用线性规划知识解决实际问题.
核心素养:直观想象、数学建模、数学运算.
[知识梳理]
1.二元一次不等式表示的平面区域
(1)一般地,在平面直角坐标系中,二元一次不等式Ax+By+C>0表示直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域(半平面),__不包括__边界直线,把边界直线画成虚线;不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域(半平面)__包括__边界直线,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(x,y),使得Ax+By+C的值符号相同,也就是位于同一半平面的点,如果其坐标满足Ax+By+C>0,则位于另一个半平面内的点,其坐标满足__Ax+By+C<0__.
(3)可在直线Ax+By+C=0的一侧任取一点,一般取特殊点(x0,y0),从Ax0+By0+C的__符号__就可以判断Ax+By+C>0(或Ax+By+C<0)所表示的区域.
(4)由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各不等式所表示的平面区域的__公共部分__.
2.线性规划中的有关概念
名称
意义
约束条件
由变量x,y组成的__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)
目标函数
欲求__最大值__或__最小值__的函数
线性目标函数
关于x,y的__一次__解析式
可行解
满足__线性约束条件__的解(x,y)
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__的可行解
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
[基础自测]
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”).
(1)不等式Ax+By+C>0表示的平面区域一定在直线Ax+By+C=0的上方.( )
(2)任何一个二元一次不等式组都表示平面上的一个区域.( )
(3)线性目标函数的最优解可能是不唯一的.( )
(4)目标函数z=ax+by(b≠0)中,z的几何意义是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.点(3,1)和(-4,6)在直线3x-2y+a=0的两侧,则( )
A.a<-7或a>24 B.-7<a<24
C.a=-7或a=24 D.以上都不正确
答案 B
解析 点(3,1)和(-4,6)在直线3x-2y+a=0的两侧,说明将这两点坐标代入3x-2y+a后,符号相反,所以(9-2+a)(-12-12+a)<0,解得-7<a<24.故选B项.
3.不等式组所表示的平面区域的面积等于( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示.解可得A(1,1),易得B(0,4),C,则|BC|=4-=,所以S△ABC=××1=.故选C项.
4.(2020·全国Ⅰ)若x,y满足约束条件则z=x+7y的最大值为________.
解析 画出可行域如图中阴影部分所示.
平移直线l0:x+7y=0,当直线l0过点A时z最大.由
得即A(1,0),所以zmax=1+7×0=1.
答案 1
5.(2020·浙江改编)若实数x,y满足约束条件则z=x+2y的取值范围是________.
解析 如图所示,l1:x-3y+1=0,l2:x+y-3=0.不等式组表示的平面区域为图中阴影部分.设初始直线为l:y=-x,直线l通过向上平移经过可行域内的第一个点为l1与l2的交点P(2,1),因此z的最小值zmin=2+2×1=4,所以z=x+2y的取值范围是[4,+∞).
答案 [4,+∞)
考点一 二元一次不等式(组)表示的平面区域…………自主练透
1.(2022·1月浙江)不等式表示的平面区域(用阴影表示)是( )
答案 B
解析 画出直线x-2y+5=0,经过一、二、三象限,对应图中的实线,代入(0,0)可得5≥0成立,所以x-2y+5≥0表示的区域为直线x-2y+5=0及直线右下方;画出直线x+y+2=0,经过二、三、四象限,对应题图中的虚线,代入(0,0)可得2<0不成立,所以x+y+2<0表示的区域为直线x+y+2=0的左下方,所以对应的平面区域为B项中的图象.故选B项.
2.如图阴影部分表示的区域可用