题目内容

1.在平面区域{(x,y)||x|≤1,|y丨≤1}上恒有ax-2by≤2.
(1)求P(a,b)所形成平面区域的面积;
(2)求z=$\frac{b-3}{a+3}$的取值范围.

分析 (1)先依据不等式组{(x,y)||x|≤1,|y|≤1},结合二元一次不等式(组)与平面区域的关系画出其表示的平面区域,再利用求最优解的方法,结合题中条件:“恒有ax-2by≤2”得出关于a,b的不等关系,最后再据此不等式组表示的平面区域求出面积即可;
(2)利用(1)a,b的范围,结合z=$\frac{b-3}{a+3}$的几何意义求最值.

解答 解:(1)令z=ax-2by,
∵ax-2by≤2恒成立,
即函数z=ax-2by在可行域要求的条件下,zmax=2恒成立.
当直线ax-2by-z=0过点(1,1)或点(1,-1)或(-1,1)或(-1,-1)时,有:$\left\{\begin{array}{l}{a-2b≤2}\\{a+2b≤2}\\{-a-2b≤2}\\{-a+2b≤2}\end{array}\right.$.
点P(a,b)形成的图形是图中的菱形MNTS.
∴所求的面积S=2×$\frac{1}{2}$×4×1=4.
(2)z=$\frac{b-3}{a+3}$表示菱形内的各点与点(-3,3)连接的直线的斜率,由(1)得z=$\frac{b-3}{a+3}$的最小值为$\frac{3}{-3+2}$=-3,最大值为$\frac{3}{-3-2}=-\frac{3}{5}$,
所以z=$\frac{b-3}{a+3}$的取值范围是[-3,-$\frac{3}{5}$].

点评 本题主要考查了用平面区域二元一次不等式组,以及简单的转化思想和数形结合的思想,属中档题.目标函数有唯一最优解是我们最常见的问题,这类问题一般要分三步:画出可行域、求出关键点、定出最优解.

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