题目内容

16.医院用甲、乙两种原料为手术后的病人配营养餐.甲种原料每10g含5单位蛋白质和10单位铁质,售价3元;乙种原料每10g含7单位蛋白质和4单位铁质,售价2元.若病人每餐至少需要35单位蛋白质和40单位铁质.试问:应如何使用甲、乙原料,才能既满足营养,又使费用最省.

分析 首先由题意,列出两个变量满足的不等式组以及目标函数,然后画出可行域,利用目标函数的几何意义求最值.

解答 解:设甲、乙两种原料分别用10x g和10y g,总费用为z,则$\left\{\begin{array}{l}{5x+7y≥35}\\{10x+4y≥40}\\{x≥0,y≥0}\end{array}\right.$,目标函数为z=3x+2y,作出可行域如图

把z=3x+2y变形为y=-$\frac{3}{2}x+\frac{z}{2}$,得到斜率为-$\frac{3}{2}$.在y轴上的截距为$\frac{z}{2}$,随z变化的一族平行直线.
由图可知,当直线y=-$\frac{3}{2}x+\frac{z}{2}$经过可行域上的点A时,截距$\frac{z}{2}$最小,即z最小.
由$\left\{\begin{array}{l}{5x+7y=35}\\{10x+4y=40}\end{array}\right.$得A($\frac{14}{5}$,3),
∴zmin=3×$\frac{14}{5}$+2×3=14.4.
∴选用甲种原料$\frac{14}{5}$×10=28(g),乙种原料3×10=30(g)时,费用最省.

点评 本题考查了简单线性规划问题的应用;关键是明确题意,列出约束条件,利用数形结合求目标函数的最值.

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