题目内容
8.画出不等式组$\left\{\begin{array}{l}{x-y+5≥0}\\{x+y≥0}\\{x≤3}\end{array}\right.$表示的平面区域,设该平面区域为A,在此条件下解决下面问题:(1)求A的面积;
(2)设B={(x-y,x+y)|(x,y)∈A},求B的面积;
(3)求z=3x+y的最值;
(4)求z=x2+(y+1)2的最小值;
(5)求z=$\frac{y+1}{x+1}$的值域;
(6)求z=ax+y(a>1)的最大值.
分析 (1)作出不等式组对应的平面区域求出交点坐标,即可求A的面积;
(2)设m=x-y,n=x+y,转化为关于m,n的不等式组即可求B的面积;
(3)利用直线的截距,即可求z=3x+y的最值;
(4)根据点到直线的距离公式即可求z=x2+(y+1)2的最小值;
(5)根据两点间的斜率关系即可求z=$\frac{y+1}{x+1}$的值域;
(6)根据直线的截距和z的关系即可求z=ax+y(a>1)的最大值.
解答
解:(1)作出不等式组对应的平面区域如图,
由$\left\{\begin{array}{l}{x-y+5}\\{x=3}\end{array}\right.$得$\left\{\begin{array}{l}{x=3}\\{y=8}\end{array}\right.$,即A(3,8),
由$\left\{\begin{array}{l}{x=3}\\{x+y=0}\end{array}\right.$得$\left\{\begin{array}{l}{x=3}\\{y=-3}\end{array}\right.$,即C(3,-3),
由$\left\{\begin{array}{l}{x-y+5=0}\\{x+y=0}\end{array}\right.$得$\left\{\begin{array}{l}{x=-\frac{5}{2}}\\{y=\frac{5}{2}}\end{array}\right.$,即B(-$\frac{5}{2}$,$\frac{5}{2}$),
则|AC|=8-(-3)=11,B到直线x=3的距离d=3-(-$\frac{5}{2}$)=$\frac{11}{2}$,
则A的面积S=$\frac{1}{2}×11×\frac{11}{2}=\frac{121}{4}$;
(2)设B={(x-y,x+y)|(x,y)∈A},求B的面积;
设m=x-y,n=x+y,
则x=$\frac{m+n}{2}$,y=$\frac{n-m}{2}$,
代回不等式组$\left\{\begin{array}{l}{x-y+5≥0}\\{x+y≥0}\\{x≤3}\end{array}\right.$得$\left\{\begin{array}{l}{m+5≥0}\\{n≥0}\\{\frac{m+n}{2}≤3}\end{array}\right.$,
即$\left\{\begin{array}{l}{m≥-5}\\{n≥0}\\{m+n≤6}\end{array}\right.$,对应的平面区域为:![]()
其中G(6,0),F(-5,0),E(-5,11),
则GF=6-(-5)=11,EF=11,
则三角形EFG的面积S=$\frac{1}{2}×11×11$=$\frac{121}{2}$.
(3)由z=3x+y,得y=-3x+z,
平移直线y=-3x+z(黑线),由图象可知当直线y=-3x+z,经过点A时,直线y=-3x+z的截距最大,
此时z最大为z=3×3+8=9+8=17,
平移直线y=-3x+z,由图象可知当直线y=-3x+z,经过点B时,直线y=-3x+z的截距最小,
此时z最小为z=3×(-$\frac{5}{2}$)+$\frac{5}{2}$=-5.
(4)z=x2+(y+1)2的几何意义为区域内的点到定点E(0,-1)的距离,
由图象知E到BC的距离最小,此时距离d=$\frac{|1|}{\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}$,
则z的最小值为z=d2=$\frac{1}{2}$;
(5)z=$\frac{y+1}{x+1}$的几何意义为区域内的点到点F(-1,-1)的斜率(红线),
BF的斜率k=$\frac{\frac{5}{2}+1}{-\frac{5}{2}+1}$=-2,CF的斜率k=$\frac{-3+1}{3+1}=-\frac{1}{2}$,
故z$≥-\frac{1}{2}$或z≤-2,
即z的值域为{z|z$≥-\frac{1}{2}$或z≤-2};
(6)由z=ax+y(a>1)得y=-ax+z,则斜率k=-a<-1.
平移直线y=-ax+z,由图象知当直线y=-ax+z经过点A时直线的截距最大,此时z最大为z=3a+11.
点评 本题主要考查线性规划的应用,涉及目标函数的几何意义,结合直线的截距,两点间的斜率,以及距离公式是解决本题的关键.综合性较强.
| A. | C?B?A | B. | A?B?C | C. | C?A=B | D. | A=B=C |
(1)m为何值时,g(x)是奇函数;
(2)讨论f(x)单调性;
(3)当g(x)是奇函数,求f(x)>5的解.
| A. | $\frac{π}{4}$ | B. | $\frac{π}{4}$或$\frac{5π}{4}$ | C. | 2kπ+$\frac{π}{4}$(k∈Z) | D. | kπ+$\frac{π}{4}$(k∈Z) |
| A. | m恒为负数 | |
| B. | m恒为正数 | |
| C. | 当d>0时,m恒为正数;当d<0时,m恒为负数 | |
| D. | 当d>0时,m恒为负数,当d<0时,m恒为正数 |