3.(2004年全国卷Ⅱ,14)设x、y满足约束条件
x≥0,
x≥y,
2x-y≤1,则z=3x+2y的最大值是____________.
解析:如图,当x=y=1时,zmax=5.
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答案:5
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x≥1,
_________.
解析:作出可行域,如图.当把z看作常数时,它表示直线y=zx的斜率,因此,当直线y=zx过点A时,z最大;当直线y=zx过点B时,z最小.
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3x+5y-25=0,得A(1,
).
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3x+5y-25=0,
∴zmax=
=
,zmin=
.
答案:
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5.不等式组
表示的平面区域内的整点(横坐标和纵坐标都是整数的点)共有____________个.
解析:(1,1),(1,2),(2,1),共3个.
答案:3
●典例剖析
[例1] 求不等式|x-1|+|y-1|≤2表示的平面区域的面积.
剖析:依据条件画出所表达的区域,再根据区域的特点求其面积.
解:|x-1|+|y-1|≤2可化为
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y≥1, y≤1, y≥1, y≤1,
x+y ≤4 x-y ≤2 y-x ≤2 x+y≥0.
其平面区域如图.
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∴面积S=
×4×4=8.
评述:画平面区域时作图要尽量准确,要注意边界.
深化拓展
若再求:①
;②
的值域,你会做吗?
答案: ①(-∞,-
]∪[
,+∞);②[1,5].
[例2] 某人上午7时,乘摩托艇以匀速v n mile/h(4≤v≤20)从A港出发到距50 n mile的B港去,然后乘汽车以匀速w km/h(30≤w≤100)自B港向距300 km的C市驶去.应该在同一天下午4至9点到达C市.设乘汽车、摩托艇去所需要的时间分别是x h、y h.
(1)作图表示满足上述条件的x、y范围;
(2)如果已知所需的经费
p=100+3×(5-x)+2×(8-y)(元),
那么v、w分别是多少时走得最经济?此时需花费多少元?
剖析:由p=100+3×(5-x)+2×(8-y)可知影响花费的是3x+2y的取值范围.
解:(1)依题意得v=
,w=
,4≤v≤20,30≤w≤100.
∴3≤x≤10,
≤y≤
. ①
由于乘汽车、摩托艇所需的时间和x+y应在9至14个小时之间,即9≤x+y≤14.②
因此,满足①②的点(x,y)的存在范围是图中阴影部分(包括边界).
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(2)∵p=100+3·(5-x)+2·(8-y),
∴3x+2y=131-p.
设131-p=k,那么当k最大时,p最小.在通过图中的阴影部分区域(包括边界)且斜率为-
的直线3x+2y=k中,使k值最大的直线必通过点(10,4),即当x=10,y=4时,p最小.
此时,v=12.5,w=30,p的最小值为93元.
评述:线性规划问题首先要根据实际问题列出表达约束条件的不等式.然后分析要求量的几何意义.
[例3] 某矿山车队有4辆载重量为10 t的甲型卡车和7辆载重量为6 t的乙型卡车,有9名驾驶员.此车队每天至少要运360 t矿石至冶炼厂.已知甲型卡车每辆每天可往返6次,乙型卡车每辆每天可往返8次.甲型卡车每辆每天的成本费为252元,乙型卡车每辆每天的成本费为160元.问每天派出甲型车与乙型车各多少辆,车队所花成本费最低?
剖析:弄清题意,明确与运输成本有关的变量的各型车的辆数,找出它们的约束条件,列出目标函数,用图解法求其整数最优解.
解:设每天派出甲型车x辆、乙型车y辆,车队所花成本费为z元,那么
x+y≤9,
10×6x+6×8x≥360,
0≤x≤4,
0≤y≤7.
z=252x+160y,
其中x、y∈N.
作出不等式组所表示的平面区域,即可行域,如图.
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作出直线l0:252x+160y=0,把直线l向右上方平移,使其经过可行域上的整点,且使在y轴上的截距最小.观察图形,可见当直线252x+160y=t经过点(2,5)时,满足上述要求.
此时,z=252x+160y取得最小值,即x=2,y=5时,zmin=252×2+160×5=1304.
答:每天派出甲型车2辆,乙型车5辆,车队所用成本费最低.
评述:用图解法解线性规划题时,求整数最优解是个难点,对作图精度要求较高,平行直线系f(x,y)=t的斜率要画准,可行域内的整点要找准,最好使用“网点法”先作出可行域中的各整点.
●闯关训练
夯实基础
4.点(-2,t)在直线2x-3y+6=0的上方,则t的取值范围是________________.
解析:(-2,t)在2x-3y+6=0的上方,则2×(-2)-3t+6<0,解得t>
.
答案:t>![]()
2.(2005年海淀区期末练习题)设动点坐标(x,y)满足
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x≥3,
A.
B.
C.
D.10
解析:数形结合可知当x=3,y=1时,x2+y2的最小值为10.
答案:D
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x-2y-1≤0,
x+y≤1
A.正三角形及其内部
B.等腰三角形及其内部
C.在第一象限内的一个无界区域
D.不包含第一象限内的点的一个有界区域
解析:将(0,0)代入不等式组适合C,不对;将(
,
)代入不等式组适合D,不对;又知2x-y+1=0与x-2y-1=0关于y=x对称且所夹顶角α满足
tanα=
=
.
∴α≠
.
答案:B