题目内容

设z=2x+y,变量x,y满足条件
x-4y≤-3
3x+5y≤25
x≥1.

(1)求z的最大值zmax与最小值zmin
(2)已知a>0,b>0,2a+b=zmax,求ab的最大值及此时a,b的值;
(3)已知a>0,b>0,2a+b=zmin,求
1
a
+
1
b
的最小值及此时a,b的值.
考点:简单线性规划
专题:不等式的解法及应用
分析:(1)画出约束条件表示的可行域,判断目标函数的几何意义,即可求解z的最大值zmax与最小值zmin
(2)通过a>0,b>0,2a+b=zmax,得到关系式,然后利用基本不等式即可求ab的最大值及此时a,b的值;
(3)通过a>0,b>0,2a+b=zmin,得到关系式,化简
1
a
+
1
b
1+
2a
3b
+
b
3a
,利用基本不等式即可求解最小值及此时a,b的值.
解答: 解:(1)满足条件
x-4y≤-3
3x+5y≤25
x≥1.
的可行域如图
…(2分)
将目标函数z=2x+y变形为y=-2x+z,它表示斜率为-2的直线,观察图形,可知当直线过点A时,z取得最大值,当直线过点B时,z取得最小值.
x-4y+3=0
3x+5y-25=0
解得A(5,2),所以zmax=12.…(3分)
x-4y+3=0
x=1
解得B(1,1),所以zmin=3.…(4分)
(2)∵2a+b=12,又2a+b≥2
2a•b

2
2ab
≤12
,∴ab≤18.…(6分)
当且仅当2a=b,即a=3,b=6时等号成立.
∴ab的最大值为18,此时a=3,b=6
(3)∵2a+b=3,
1
a
+
1
b
=(
1
a
+
1
b
)(2a+b)
=1+
2a
3b
+
b
3a
…(10分)≥1+2
2a
3b
b
3a
=1+
2
2
3
,…(11分)
当且仅当
2a
3b
=
b
3a
,即a=
6-3
2
2
,b=3
2
-3
时,等号成立.
1
a
+
1
b
的最小值为1+
2
2
3
,此时a=
6-3
2
2
,b=3
2
-3
.…(12分)
点评:本题考查线性规划的应用,基本不等式求解表达式的最值,基本知识的考查.
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