4、過定點(diǎn)D(-1,0),作出不等式組對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域如圖陰影所示,當(dāng)m=0時(shí),直線為x=-1,此時(shí)直線和平面區(qū)域沒有公共點(diǎn),故m≠0.x+my+1=0的斜截式方程為y=-x-,斜率k=-.
要使直線和平面區(qū)域有公共點(diǎn),則直線x+my+1=0的斜率k>0,即k=->0,即m<0,且滿足kCD≤k≤kAD.
由解得即C(2,1),CD的斜率kCD==.由解得即A(2,4),AD的斜率kAD==,即≤k≤,則≤-≤,解得
-3≤m≤-,故選D.
對(duì)點(diǎn)練(二) 簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題
1.(2018·河南八市重點(diǎn)高中聯(lián)考)已知△ABC中,A(1,1),B(1,3),C(1+,2),若點(diǎn)(x,y)在三
5、角形內(nèi)部(不包含邊界),則z=-2x+y的取值范圍是( )
A.(-,-1) B.(-1,1)
C.(-2,1) D.(-1,)
解析:選C 如圖,畫出三角形ABC,其內(nèi)部即為可行域.當(dāng)直線y=2x+z經(jīng)過點(diǎn)B時(shí),zmax=-2+3=1,經(jīng)過點(diǎn)C時(shí),zmin=-2×(1+)+2=-2.故選C.
2.(2017·河南鄭州二模)若實(shí)數(shù)x,y滿足且z=2x+y的最小值為4,則實(shí)數(shù)b的值為( )
A.1 B.2
C. D.3
解析:選D 作出不等式組表示的平面區(qū)域如圖陰影所示,由圖可知z=2x+y在點(diǎn)A處取得最小值,且由解得∴A(1,2).
又由題意可知A在直線y=-x+b上,
6、
∴2=-1+b,解得b=3,故選D.
3.(2018·山東泰安檢測(cè))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,M為不等式組所表示的區(qū)域上一動(dòng)點(diǎn),已知點(diǎn)A(-1,2),則直線AM斜率的最小值為( )
A.- B.-2
C.0 D.
解析:選B 作出不等式組對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域如圖四邊形OBCD及其內(nèi)部,其中B(2,0),C(4,6),D(0,2).
點(diǎn)A(-1,2),當(dāng)M位于O時(shí),AM的斜率最?。藭r(shí)AM的斜率k==-2,故選B.
4.(2018·四川南充高中模擬)若實(shí)數(shù)x,y滿足約束條件則z=的最大值為________.
解析:作出不等式組表示的平面區(qū)域,如圖所示.z=的幾何意義是可行域內(nèi)的
7、點(diǎn)與點(diǎn)D(-1,0)連線的斜率,由圖象知直線AD的斜率最大.由得所以A(1,3),此時(shí)z==,即為要求的最大值.
答案:
5.(2018·湖北黃石模擬)已知變量x,y滿足約束條件則z=x-2y的最大值為________.
解析:作出不等式組表示的可行域如圖所示,因?yàn)槟繕?biāo)函數(shù)y=-的斜率小于y=x-1的斜率,
所以目標(biāo)函數(shù)在點(diǎn)A(1,0)時(shí),縱截距-取到最小值,此時(shí)z取到最大值為z=1-0=1.
答案:1
6.(2018·吉林省吉林市普通高中調(diào)研)已知O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A(-1,1),若點(diǎn)M(x,y)為平面區(qū)域上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則·的取值范圍是________.
解析:由題中的線性約束條
8、件作出可行域,如圖.其中C(0,2),B(1,1),D(1,2).由z=·=-x+y,得y=x+z.由圖可知,當(dāng)直線y=x+z分別過點(diǎn)C和B時(shí),z分別取得最大值2和最小值0,所以·的取值范圍為[0,2].
答案:[0,2]
對(duì)點(diǎn)練(三) 線性規(guī)劃的實(shí)際應(yīng)用
1.(2018·江西上饒模擬)甲、乙兩工廠根據(jù)賽事組委會(huì)要求為獲獎(jiǎng)?wù)叨ㄗ瞿彻に嚻纷鳛楠?jiǎng)品,其中一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品3件,二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品6件;制作一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品所用原料完全相同, 但工藝不同,故價(jià)格有所差異.甲廠收費(fèi)便宜,但原料有限,最多只能制作4件獎(jiǎng)品,乙廠原料充足,但收費(fèi)較貴.兩廠具體收費(fèi)如下表所示,則組委會(huì)定做獎(jiǎng)品的費(fèi)用最低為_______
9、_元.
獎(jiǎng)品
工廠
一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品
二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品
甲
500
400
乙
800
600
解析:設(shè)甲廠生產(chǎn)一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品x件,二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品y件,x,y∈N,則乙廠生產(chǎn)一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品3-x件,二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品6-y件.由題意得x和y滿足設(shè)所需費(fèi)用為z元,則z=500x+400y+800(3-x)+600(6-y)=-300x-200y+6 000.
作出不等式組對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域如圖中陰影部分的整點(diǎn)所示.
平移直線-300x-200y=0,即y=-x,由圖知當(dāng)直線z=-300x-200y+6 000,即y=-x+30-經(jīng)過點(diǎn)A時(shí),直線的縱截距最大,z最小.由解得即A(3,
10、1),滿足x∈N,y∈N,所以組委會(huì)定做獎(jiǎng)品的費(fèi)用最低為z=-300×3-200+6 000=4 900,故由甲廠生產(chǎn)一等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品3件,二等獎(jiǎng)獎(jiǎng)品1件,其余都由乙廠生產(chǎn),所需費(fèi)用最低,最低費(fèi)用為4 900元.
答案:4 900
2.A,B兩種規(guī)格的產(chǎn)品需要在甲、乙兩臺(tái)機(jī)器上各自加工一道工序才能成為成品.已知A產(chǎn)品需要在甲機(jī)器上加工3小時(shí),在乙機(jī)器上加工1小時(shí);B產(chǎn)品需要在甲機(jī)器上加工1小時(shí),在乙機(jī)器上加工3小時(shí).在一個(gè)工作日內(nèi),甲機(jī)器至多只能使用11小時(shí),乙機(jī)器至多只能使用9小時(shí).A產(chǎn)品每件利潤(rùn)300元,B產(chǎn)品每件利潤(rùn)400元,則這兩臺(tái)機(jī)器在一個(gè)工作日內(nèi)創(chuàng)造的最大利潤(rùn)是________元.
11、
解析:設(shè)生產(chǎn)A產(chǎn)品x件,B產(chǎn)品y件,則x,y滿足約束條件生產(chǎn)利潤(rùn)為z=300x+400y.作出可行域,如圖中陰影部分(包含邊界)內(nèi)的整點(diǎn),顯然z=300x+400y在點(diǎn)M或其附近的整數(shù)點(diǎn)處取得最大值,
由方程組解得則zmax =300×3+400×2=1 700.故最大利潤(rùn)是1 700元.
答案:1 700
[大題綜合練——遷移貫通]
1.已知D是以點(diǎn)A(4,1),B(-1,-6),C(-3,2)為頂點(diǎn)的三角形區(qū)域
(包括邊界與內(nèi)部).如圖所示.
(1)寫出表示區(qū)域D的不等式組.
(2)設(shè)點(diǎn)B(-1,-6),C(-3,2)在直線4x-3y-a=0的異側(cè),求a的取值范圍.
12、
解:(1)直線AB,AC,BC的方程分別為7x-5y-23=0,x+7y-11=0,4x+y+10=0.原點(diǎn)(0,0)在區(qū)域D內(nèi),故表示區(qū)域D的不等式組為
(2)根據(jù)題意有[4×(-1)-3×(-6)-a][4×(-3)-3×2-a]<0,
即(14-a)(-18-a)<0,解得-18<a<14.
故a的取值范圍是(-18,14).
2.若x,y滿足約束條件
(1)求目標(biāo)函數(shù)z=x-y+的最值;
(2)若目標(biāo)函數(shù)z=ax+2y僅在點(diǎn)(1,0)處取得最小值,求a的取值范圍.
解:(1)作出可行域如圖,可求得A(3,4),B(0,1),C(1,0).
平移初始直線x-y+=0,
13、可知z=x-y+,過A(3,4)時(shí)取最小值-2,
過C(1,0)時(shí)取最大值1.
所以z的最大值為1,最小值為-2.
(2)直線ax+2y=z僅在點(diǎn)(1,0)處取得最小值,由圖象可知-1<-<2,解得-4<a<2.
故所求a的取值范圍為(-4,2).
3.(2016·天津高考)某化肥廠生產(chǎn)甲、乙兩種混合肥料,需要A,B,C三種主要原料.生產(chǎn)1車皮甲種肥料和生產(chǎn)1車皮乙種肥料所需三種原料的噸數(shù)如下表所示:
原料
肥料
A
B
C
甲
4
8
3
乙
5
5
10
現(xiàn)有A種原料200噸,B種原料360噸,C種原料300噸.在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)甲、乙兩種肥料.
14、已知生產(chǎn)1車皮甲種肥料,產(chǎn)生的利潤(rùn)為2萬元;生產(chǎn)1車皮乙種肥料,產(chǎn)生的利潤(rùn)為3萬元.分別用x,y表示計(jì)劃生產(chǎn)甲、乙兩種肥料的車皮數(shù).
(1)用x,y列出滿足生產(chǎn)條件的數(shù)學(xué)關(guān)系式,并畫出相應(yīng)的平面區(qū)域;
(2)問分別生產(chǎn)甲、乙兩種肥料各多少車皮,能夠產(chǎn)生最大的利潤(rùn)?并求出此最大利潤(rùn).
解:(1)由已知,x,y滿足的數(shù)學(xué)關(guān)系式為
該二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域?yàn)閳D①中的陰影部分.
(2)設(shè)利潤(rùn)為z萬元,則目標(biāo)函數(shù)為z=2x+3y.
考慮z=2x+3y,將它變形為y=-x+,它的圖象是斜率為-,隨z變化的一族平行直線,為直線在
y軸上的截距,當(dāng)取最大值時(shí),z的值最大.根據(jù)x,y滿足的約束條件,由圖②可知,當(dāng)直線z=2x+3y經(jīng)過可行域上的點(diǎn)M時(shí),截距最大,即z最大.
解方程組得點(diǎn)M的坐標(biāo)為(20,24),
所以zmax=2×20+3×24=112.
答:生產(chǎn)甲種肥料20車皮,乙種肥料24車皮時(shí)利潤(rùn)最大,且最大利潤(rùn)為112萬元.