内容正文:
第三节 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题
授课提示:对应学生用书第155页
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的一次不等式组成的不等式(组)
目标函数
关于x,y的函数解析式,如z=x+2y
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
确定二元一次不等式(组)表示的平面区域的方法
确定二元一次不等式(组)表示的平面区域时,经常采用“直线定界,特殊点定域”的方法.
(1)直线定界:不等式含等号,直线在区域内;不含等号,直线不在区域内.
(2)特殊点定域:在直线上方(下方)取一点,代入不等式成立,则直线上方(下方)为不等式所表示的平面区域,否则直线下方(上方)为不等式所表示的平面区域.特别地,当C≠0时,常把原点作为测试点;当C=0时,常选点(1,0)或者(0,1)作为测试点.
1.不等式组表示的平面区域是( )
答案:C
2.若变量x,y满足约束条件则z=3x+2y的最小值为( )
A. B.6
C. D.4
答案:C
3.x,y满足约束条件则z=3x+2y的最大值为________.
答案:6
4.不等式组所表示的平面区域的面积等于________.
答案:
5.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)
答案:
授课提示:对应学生用书第156页
题型一 二元一次不等式(组)表示的平面区域
1.(2023·南宁模拟)已知实数x,y满足则点(x,y)所在平面区域的面积为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:依题意点(x,y)所在的平面区域如图中阴影部分所示.易知A(2,0).由得B(4,4).由得C(-2,-2),则点(x,y)所在平面区域的面积为S△ABC=×2×[4-(-2)]=6.
答案:D
2.若不等式组表示的平面区域的形状是三角形,则a的取值范围是( )
A.a≥ B.0<a≤1
C.1≤a≤ D.0<a≤1或a≥
解析:作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分(含边界)所示,且作l1:x+y=0,l2:x+y=1,l3:x+y=.
由图知,要使原不等式组表示的平面区域的形状为三角形,只需动直线l:x+y=a在l1,l2之间(包含l2,不包含l1)或l3上方(包含l3),
即a的取值范围是0<a≤1或a≥.
答案:D
3.设不等式组表示的平面区域为M,若直线y=kx-2上存在M内的点,则实数k的取值范围是( )
A.[1,3] B.(-∞,1]∪[3,+∞)
C.[2,5] D.(-∞,2]∪[5,+∞)
解析:作出不等式组表示的平面区域,如图所示.因为直线l:y=kx-2的图象过定点A(0,-2),且斜率为k,由图知,当直线l过点B(1,3)时,k取最大值=5,当直线l过点C(2,2)时,k取最小值=2,故实数k的取值范围是[2,5].
答案:C
方法总结
1.求平面区域的面积:
(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,可分割成几个规则的图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去求解.
题型二 线性规划中的最值问题
类型 1 不含参数的线性目标函数最值
[例1] (2022·全国乙卷)若x,y满足约束条件则z=2x-y的最大值是( )
A.-2 B.4
C.8 D.12
[解析] 法一:作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分,作出直线y=2x,平移该直线,当直线经过点(4,0)时,z最大,此时z=2×4-0=8.
法二:由得此时z=2×0-2=-2;由得此时z=2×2-0=4;