内容正文:
第二节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
课程标准
[由教材回扣基础]
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.确定二元一次不等式(组)表示平面区域的步骤
画线
在平面直角坐标系中画出不等式所对应方程表示的直线(注意不等式中有无等号,无等号时直线画成虚线,有等号时直线画成实线)
定侧
将某个区域位置明显的特殊点的坐标代入不等式,根据“同侧同号,异侧异号”的规律确定不等式所表示的平面区域在直线的哪一侧.若直线不过原点,特殊点常选取原点
求“交”
若平面区域是由不等式组决定的,则在确定了各个不等式所表示的区域后,再求这些区域的公共部分
以上简称为“直线定界,特殊点定域”
3.线性规划的有关概念
名称
意义
线性约束条件
由变量x,y组成的一次不等式(等式)
目标函数
关于x,y的函数解析式
线性目标函数
目标函数为关于x,y的一次函数解析式
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
使目标函数达到最大值或最小值的可行解
线性规划问题
求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题
(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)判定二元一次不等式表示的区域
①若B(Ax+By+C)>0时,区域为直线Ax+By+C=0的上方.
②若B(Ax+By+C)<0时,区域为直线Ax+By+C=0的下方.
[练小题巩固基础]
一、准确理解概念(判断正误)
(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是不唯一的.( )
(3)在目标函数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)×
二、练牢教材小题
1.(人教A版必修⑤ P84例1改编)不等式组表示的平面区域是( )
解析:选C x-3y+6<0表示直线x-3y+6=0左上方部分,x-y+2≥0表示直线x-y+2=0及其右下方部分.故不等式组表示的平面区域为选项C所示阴影部分.
2.(人教A版必修⑤ P93 T2改编)关于x,y的不等式组表示的平面区域的面积为( )
A.3 B. C.2 D.
解析:选C 平面区域为一个直角三角形ABC,其中A(3,1),B(2,0),C(1,3),所以面积为|AB|·|AC|=××=2,故选C.
3.(人教A版必修⑤P91 T1改编)若x,y满足约束条件则z=3x-4y的最小值为________.
解析:画出可行域如图中阴影部分所示.由z=3x-4y,得y=x-,
作出直线y=x,平移使之经过可行域,观察可知,当直线经过点A(1,1)处时z取最小值,故zmin=3×1-4×1=-1.
答案:-1
三、练清易错易混
1.(不清楚截距的意义)已知实数x,y满足不等式组则z=x-2y的最大值为________.
解析:作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示.易知当直线y=x-z经过点B时,z取得最大值,最大值为-2×=.
答案:
2.(混淆目标函数的几何意义)已知则x2+y2的最小值是________.
解析:作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,易求得点A(1,2),B(3,4).x2+y2的几何意义为可行域内的点到原点O的距离的平方.由图知,可行域内的点A到原点的距离最小,所以x2+y2的最小值是12+22=5.
答案:5
3.(不理解最优解的意义)已知实数x,y满足不等式组若z=y-ax取得最大值时的最优解有无数个,则a的值为________.
解析:画出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,由z=y-ax,得y=ax+z,要使z取最大值时的最优解有无数个,则直线y=ax+z必平行于y-x+1=0,所以a=1.
答案:1
命题视角一 二元一次不等式(组)表示的平面区域(自主练通)
1.不等式组在坐标平面内表示的图形的面积为( )
A. B.
C. D.
解析:选B 作出不等式组表示的平面区域,如图,平面区域为矩形OABC及其内部,其中B(3,0),
由解得
即C,∴矩形OABC的面积S=2S△OBC=2××3×=,故选B.
2.(2023·清远质检)设变量x,y满足约束条件若满足条