内容正文:
二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
[考试要求] 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.
1.二元一次不等式(组)表示的平面区域
不等式
表示区域
Ax+By+C>0
直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域
不包括边界直线
Ax+By+C≥0
包括边界直线
不等式组
各个不等式所表示平面区域的公共部分
2.线性规划中的相关概念
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
1.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.
2.点P1(x1,y1)和P2(x2,y2)位于直线Ax+By+C=0的两侧的充要条件是(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)<0;位于直线Ax+By+C=0同侧的充要条件是(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)>0.
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)线性目标函数的最优解可能不唯一. ( )
(3)线性目标函数取得最值的点一定在可行域的顶点或边界上. ( )
(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)×
二、教材习题衍生
1.下列各点中,不在x+y-1≤0表示的平面区域内的是( )
A.(0,0) B.(-1,1)
C.(-1,3) D.(2,-3)
C [∵-1+3-1>0,∴点(-1,3)不在x+y-1≤0表示的平面区域内,故选C.]
2.不等式组表示的平面区域是( )
A B C D
C [把点(0,0)代入不等式组可知,点(0,0)不在x-3y+6<0表示的平面区域内,点(0,0)在x-y+2≥0表示的平面区域内,故选C.]
3.投资生产A产品时,每生产100吨需要资金200万元,需场地200平方米;投资生产B产品时,每生产100吨需要资金300万元,需场地100平方米.现某单位可使用资金1 400万元,场地900平方米,则上述要求可用不等式组表示为________.(用x,y分别表示生产A,B产品的吨数,x和y的单位是百吨)
[用表格列出各数据:
A
B
总数
产品吨数
x
y
资金
200x
300y
1 400
场地
200x
100y
900
所以不难看出,x≥0,y≥0,200x+300y≤1 400,200x+100y≤900. ]
4.设x,y满足约束条件则z=x+y的最大值为________.
3 [根据题意作出可行域,如图阴影部分所示,由z=x+y得y=-x+z.
作出直线y=-x,并平移该直线,
当直线y=-x+z过点A时,目标函数取得最大值.
由图知A(3,0),故zmax=3+0=3.]
考点一 二元一次不等式(组)表示的平面区域
1.求平面区域面积的方法
(1)首先画出不等式组表示的平面区域,若不能直接画出,应利用题目的已知条件转化为不等式组问题,从而再作出平面区域.
(2)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.
2.根据平面区域确定参数的方法
在含有参数的二元一次不等式组所表示的平面区域问题中,首先把不含参数的平面区域确定好,然后用数形结合的方法根据参数的不同取值情况画图观察区域的形状,根据求解要求确定问题的答案.
(1)不等式组表示的平面区域的面积为( )
A.1 B.
C.2 D.
(2)(2022·四川南充三模)以坐标原点O为圆心的圆全部都在平面区域内,则圆O的面积的最大值为( )
A. B.
C.2π D.π
(1)A (2)A [(1)不等式组表示的平面区域如图所示(阴影部分),△A