高考数学(理数)一轮复习学案7.3《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》(含详解)

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【文档说明】高考数学(理数)一轮复习学案7.3《二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题》(含详解).doc,共(31)页,1.520 MB,由MTyang资料小铺上传

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以下为本文档部分文字说明:

7.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题1.二元一次不等式表示的平面区域(1)一般地,二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的________.我们把直线画成虚线以表示区域________边界直线.当

我们在坐标系中画不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,此区域应________边界直线,则把边界直线画成________.(2)由于对直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C

,所得的符号都________,所以只需在此直线的同一侧取一个特殊点(x0,y0)(如原点)作为测试点,由Ax0+By0+C的________即可判断Ax+By+C>0表示的是直线Ax+By+C=0哪一侧的平面区域.2.线性规划(1)不等式组是一组对变量x,y的约

束条件,由于这组约束条件都是关于x,y的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.Z=Ax+By是要求最大值或最小值的函数,我们把它称为________.由于Z=Ax+By是关于x,y的一次解析式,所以又可叫做________.注:线性约束条件除了用

一次不等式表示外,也可用一次方程表示.(2)一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的________________的问题,统称为线性规划问题.(3)满足线性约束条件的解(x,y)叫做________,由所有可行解组成的集合叫做.其中,使目标函数取得最大值或最小值的可行解都

叫做这个问题的________________.线性目标函数的最值常在可行域的边界上,且通常在可行域的顶点处取得;而求最优整数解首先要看它是否在可行域内.(4)用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤:①首先,要根据__________________________(即画出不等式

组所表示的公共区域).②设__________,画出直线l0.③观察、分析、平移直线l0,从而找到最优解.④最后求得目标函数的_______________.(5)利用线性规划研究实际问题的解题思路:首先,

应准确建立数学模型,即根据题意找出__________条件,确定_______________函数.然后,用图解法求得数学模型的解,即_______________,在可行域内求得使目标函数_______________.自查自纠:1.(1)平面区域不包括包括实线(2)相同符号2

.(1)目标函数线性目标函数(2)最大值或最小值(3)可行解可行域最优解(4)①线性约束条件画出可行域②z=0④最大值或最小值(5)约束线性目标画出可行域取得最值的解下列各点中,不在x+y-1≤0表示的

平面区域内的是()A.(0,0)B.(-1,1)C.(-1,3)D.(2,-3)解:把各点的坐标代入可得(-1,3)不适合.故选C.不等式组x-3y+6≥0,x-y+2<0表示的平面区域是以下哪

项所示阴影部分()ABCD解:x-3y+6≥0表示直线x-3y+6=0及其右下方部分,x-y+2<0表示直线x-y+2=0左上方部分,故不等式表示的平面区域为选项B所示阴影部分.故选B.不等式组x+y-2≥0,x+2

y-4≤0,x+3y-2≥0表示的平面区域的面积为()A.3B.4C.5D.6解:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,易求得|BD|=2,C点坐标(8,-2),所以S△ABC=S△ABD+S△BCD=12×2×(2+2)=4.故选B.(2017·全国卷Ⅰ)设x,y满足约束条件x

+2y≤1,2x+y≥-1,x-y≤0,则z=3x-2y的最小值为________.解:画出不等式组x+2y≤1,2x+y≥-1,x-y≤0所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y=32x-z2过点A时,在y轴上的截距最大,此时z最小,由

x+2y=1,2x+y=-1,解得A(-1,1).所以zmin=-5.故填-5.(2018·石家庄质检)若x,y满足约束条件x-y+1≥0,x-2≤0,x+y-2≥0,则z=yx的最大值为________.解:作出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,

z=yx=y-0x-0,表示区域内的点与原点连线的斜率,易知zmax=kOA.由x-y+1=0,x+y-2=0,得A12,32,所以kOA=3,即zmax=3.故填3.类型一二元一次不等式(组)表示的平面区域(1)不等式(x-2y+1)

(x+y-3)≤0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示),应是下列图形中的()ABCD解:(x-2y+1)(x+y-3)≤0⇒x-2y+1≥0,x+y-3≤0或x-2y+1≤0,x+y-3≥0.画出平面区域后,只有C符合题意.故选C.(2)不等式组

x≥0,x+3y≥4,3x+y≤4所表示的平面区域的面积为()A.32B.23C.43D.34解:不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示.由x+3y=4,3x+y=4,得交点A的坐标为(1,1).又B,C两

点的坐标分别为(0,4),0,43,故S△ABC=12·|BC|·|xA|=12×4-43×1=43.故选C.点拨:二元一次不等式(组)表示平面区域的判断方法:直线定界,测试点定域(一般取坐标原点).求平面区域的面积:①首先画出不等式组表示的平面区域,若不能直接画

出,应利用题目的已知条件转化为不等式组问题,从而再作出平面区域;②对平面区域进行分析,若为三角形应确定底与高,若为规则的四边形(如平行四边形或梯形),可利用面积公式直接求解,若为不规则四边形,可分割成几个三角形或其他特殊图形分别求解再求和.(1)(2016·郑州

模拟)在平面直角坐标系xOy中,满足不等式组|x|≤|y|,|x|<1的点(x,y)的集合用阴影表示为下列图中的()解:|x|=|y|把平面分成四部分,|x|≤|y|表示含y轴的两个区域;|x|<1表示x=±1所夹含y轴的区域.故选C.(2)(2018·郑州预测)若不等式x2+y2

≤2所表示的平面区域为M,不等式组x-y≥0,x+y≥0,y≥2x-6表示的平面区域为N.现随机向区域N内抛一粒豆子,则豆子落在区域M内的概率为________.解:作出不等式组与不等式表示的可行域N,M,如图所示,平面区域N的面积为12

×3×(6+2)=12,区域M在区域N内的面积为14π×(2)2=π2,故所求概率P=π212=π24.故填π24.类型二利用线性规划求线性目标函数的最优解(2017·天津)设变量x,y满足约束条件2x+

y≥0,x+2y-2≥0,x≤0,y≤3,则目标函数z=x+y的最大值为()A.23B.1C.32D.3解:可行域为四边形ABCD及其内部,所以直线z=x+y过点B(0,3)时取最大值3.故选D.点拨:线性规划问题有三类:①

简单线性规划,包括画出可行域和考查截距型目标函数的最值,有时考查斜率型或距离型目标函数;②线性规划逆向思维问题,给出最值或最优解个数求参数取值范围;③线性规划的实际应用.一般情况下,目标函数的最大或最小

值会在可行域的端点或边界上取得.应注意目标函数z=ax+by(ab≠0)中b的正负对z取最大还是最小的影响.(2018·天津)设变量x,y满足约束条件x+y≤5,2x-y≤4,-x+y≤1,y≥0,则目标函数z=3x+5y的最大值为()A.6B.19C

.21D.45解:作出可行域如图中阴影部分所示,结合目标函数的几何意义可知,目标函数在点A处取得最大值.联立直线方程x+y=5,-x+y=1,可得点A的坐标为A(2,3),据此可知目标函数的最大值zmax=3×2+5×3=21.

故选C.类型三含参数的线性规划问题(1)(北京西城区2017届期末)实数x,y满足x≤3,x+y≥0,x-y+6≥0.若z=ax+y的最大值为3a+9,最小值为3a-3,则a的取值范围是()A.[-1,0]B.[0,1]C.[-1,1]D.(-∞,-1]∪[1

,+∞)解:作出不等式组对应的平面区域如图,由z=ax+y得y=-ax+z.因为z=ax+y的最大值为3a+9,最小值为3a-3,所以当直线y=-ax+z经过点B(3,9)时直线截距最大,当经过点A(

3,-3)时,直线截距最小.则直线y=-ax+z的斜率-a满足,-1≤-a≤1,即-1≤a≤1.故选C.(2)(2018·惠州三调)已知实数x,y满足x+3y+5≥0,x+y-1≤0,x+a≥0,若z=x+2y的最小值为

-4,则实数a=()A.1B.2C.4D.8解:作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,当直线z=x+2y经过点C-a,a-53时,z取得最小值-4,所以-a+2·a-53=-4,解得a=2.另解:z=x+2y的最小值为-4,此时目标函数为x+2y+4=

0.直线x+2y+4=0与直线x+3y+5=0和直线x+y-1=0的交点分别为(-2,-1),(6,-5),则直线x=-a必过其中一点,所以a=-6或a=2.经检验a=2符合题意.故选B.点拨:利用可行域及最优解求参数的方法:①若线

性目标函数中含有参数,可对线性目标函数的斜率讨论从而确定其过哪个顶点时取得最值;也可直接求出线性目标函数过各个顶点时对应的参数的值,然后进行检验,从而找出符合题意的参数值;②若限制条件中含有参数,则依据参数的不

同范围将各种情况下的可行域画出来,再寻求最优解,从而确定参数的值.(1)(2018·新乡模拟)若实数x,y满足2x-y+2≥0,2x+y-6≤0,0≤y≤3,且z=mx-y(m<2)的最小值为-52,则m等于

()A.-56B.13C.1D.54解:作出约束条件所表示的可行域如图中阴影部分所示,z=mx-y(m<2)的最小值为-52,当m=0,zmin=-3;当m<0时,zmin<-3,均不合题意,故0<m<2,即目标函数

的最优解过点A,由y=3,2x-y+2=0,解得A12,3,所以-52=m2-3,解得m=1.故选C.(2)若不等式组x+y-2≤0,x+2y-2≥0,x-y+2m≥0表示的平面区域为三角形,且其面积

等于43,则m的值为()A.-3B.1C.43D.3解:如图,要使不等式组表示的平面区域为三角形,则-2m<2,m>-1.由x+y-2=0,x-y+2m=0,解得x=1-m,y=1+m,即A(1-

m,1+m).由x+2y-2=0,x-y+2m=0,解得x=23-43m,y=23+23m,即B(23-43m,23+23m),所围成的区域为△ABC,则S△ABC=S△ADC-S△BDC=12(2+2m)(1+m)-12(2+2m)·23(1+m)=13(1+m)2=43

,解得m=-3(舍去)或m=1.故选B.类型四非线性目标函数的最优解问题(2016·山东)若变量x,y满足x+y≤2,2x-3y≤9,x≥0,则x2+y2的最大值是()A.4B.9C.10D.12解:作出可行域如图所示,点A(3,-1)到原点距离最大,所以(x2+y2)max=1

0.故选C.点拨:线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域,分界线是实线还是虚线,其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值或范围.即:一画二移三求.其关键是准确作出可行

域,理解目标函数的意义.常见的目标函数有:①截距型:形如z=ax+by,求这类目标函数的最值常将函数z=ax+by转化为直线的斜截式:y=-abx+zb,通过求直线的截距的最值间接求出z的最值;②距离型:形如z=(x-a)2+(y-b)2或z=|cx+dy+e|;③斜率型:形如z=y-bx-

a,本题属于距离型.(2018·湘中高三联考)已知实数x,y满足y≤x-1,x≤3,x+5y≥4,则xy的最小值是________.解:作出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,又xy表示平面区域内的点与原点连线的斜率的倒数.由图知,斜率均为正且直线OA的

斜率最大,此时xy取得最小值,所以xymin=1kOA=32.故填32.类型五线性规划与整点问题设实数x,y满足不等式组x+2y-5>0,2x+y-7>0,x≥0,y≥0,若x,y为整数,则3x+4y的最小值为()A.14B.16C.17D.1

9解:画出可行域如图,令3x+4y=z,y=-34x+z4,过x轴上的整点(1,0),(2,0),(3,0),(4,0),(5,0)处作格子线,可知当y=-34x+z4过(4,1)时有最小值(对可疑点

(3,2),(2,4),(4,1)逐个试验),此时zmin=3×4+4=16.故选B.点拨:求解整点问题,对作图精度要求较高,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,有时也可用不等式(组)确定整点.设不等式组x>0,y>0,y

≤-nx+3n(n∈N*)所表示的平面区域为Dn,记Dn内的整点(即横坐标和纵坐标均为整数的点)个数为an(an∈N*),则数列{an}的通项公式为an=______.解:直线y=-nx+3n=-n(x-3),过定点(3,0),由y=-nx+

3n>0得x<3,又x>0,所以x=1或x=2.直线x=2交直线y=-nx+3n于点(2,n),直线x=1交直线y=-nx+3n于点(1,2n),所以整点个数an=n+2n=3n.故填3n.类型六线性规划在实际问题中的应用(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A和产品B需

要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5kg,乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时.生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150kg,乙材料90kg,则在不超过600个工时的条件

下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为________元.解:设某高科技企业生产产品A和产品B分别为x件,y件,生产产品A、产品B的利润之和为z元,依题意得1.5x+0.5y≤150,x+0.3y≤90,5x+3y≤600,x∈N

,y∈N,即3x+y≤300,10x+3y≤900,5x+3y≤600,x∈N,y∈N,目标函数z=2100x+900y.作出可行域如图所示.当直线z=2100x+900y经过点M(60,100)时,z取得最

大值.zmax=2100×60+900×100=216000.故生产产品A、产品B的利润之和的最大值为216000元.故填216000.点拨:对于此类有实际背景的线性规划问题,可行域通常是位于第一象限的一个凸多边形区域,此时变动直线的最佳位置一般通过这个凸多边形在第

一象限的某个顶点.(2018·黄冈联考)一个小型加工厂用一台机器生产甲、乙两种桶装饮料,生产一桶甲饮料需要白糖4千克、果汁18千克,用时3小时;生产一桶乙饮料需要白糖1千克、果汁15千克,用时1小时.现库存白糖10千克、果汁66千

克,生产一桶甲饮料利润为200元,生产一桶乙饮料利润为100元.在使用该机器用时不超过9小时的条件下,生产甲、乙两种饮料利润之和的最大值为________元.解:设生产甲、乙两种饮料分别为x桶、y桶,利润为z元,则4x+y≤10,18x+15y≤66,3x+y

≤9,x≥0,y≥0.即4x+y≤10,6x+5y≤22,3x+y≤9,x≥0,y≥0.目标函数z=200x+100y.作出可行域如图阴影部分所示.当直线z=200x+100y经过可行域上点B时,z取得最大值.解方程组

4x+y=10,6x+5y=22,得点B的坐标(2,2),故zmax=200×2+100×2=600.故填600.1.解客观题可利用特殊点判断二元一次不等式(组)表示的平面区域所在位置,如果直线Ax+By+C=0不经过原点,则

把原点代入Ax+By+C,通过Ax+By+C的正负和不等号的方向,来判断二元一次不等式(组)表示的平面区域所在的位置.2.求目标函数z=ax+by(ab≠0)的最值,将函数z=ax+by转化为直线的斜截

式:y=-abx+zb,通过求直线的截距zb的最值间接求出z的最值.最优解一般在顶点或边界取得.但要注意:①当b>0时,截距zb取最大值,z也取最大值;截距zb取最小值,z也取最小值;②当b<0时,截距zb取最大值,z取最小值;截距zb取最小值时,z取

最大值.3.如果可行域是一个多边形,那么一般在其顶点处目标函数取得最大值或最小值.最优解一般是多边形的某个顶点,到底是哪个顶点为最优解,有三种解决方法:第一种方法:将目标函数的直线平行移动,最先通过或最后通过可行域的一个便是.第二种方法:利用围成可行域的直线斜率来判断.特别地,当

线性目标函数的直线与可行域某条边重合时,其最优解可能有无数组.第三种方法:将可行域所在多边形的每一个顶点Pi逐一代入目标函数iPZ=mx+ny,比较各个iPZ,得最大值或最小值.1.不等式组y≤-x+2,y≤x-1,y≥0所表示的平面区域的面积为()A.1

B.12C.13D.14解:作出不等式组对应的区域为如图△BCD,由题意知xB=1,xC=2.由y=-x+2,y=x-1,得yD=12,所以S△BCD=12×(xC-xB)×12=14.故选D.2.(2017·全国卷Ⅱ)设x,y满足约束条件2x+3y-3≤0,2x-3y+3≥

0,y+3≥0,则z=2x+y的最小值是()A.-15B.-9C.1D.9解:作出不等式组2x+3y-3≤0,2x-3y+3≥0,y+3≥0对应的可行域,如图中阴影部分所示.当直线z=2x+y过点B(-6,-3)时,z取得最小值,zmi

n=2×(-6)-3=-15.故选A.3.(2017·全国卷Ⅲ)设x,y满足约束条件3x+2y-6≤0,x≥0,y≥0,则z=x-y的取值范围是()A.[-3,0]B.[-3,2]C.[0,2]D.

[0,3]解:绘制不等式组表示的可行域,结合目标函数的几何意义可得函数在点A(0,3)处取得最小值z=0-3=-3.在点B(2,0)处取得最大值z=2-0=2.故选B.4.某企业生产甲、乙两种产品均需用A,B两种原料.已知生产1吨每

种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获得利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为()甲乙原料限额A(吨)3212B(吨)128A.12万元B.16万元C.17万元D.18万元解:设每天生产甲、乙两种产品分别为x、y吨,利润为z元,则

3x+2y≤12,x+2y≤8,x≥0,y≥0,目标函数为z=3x+4y.作出二元一次不等式组所表示的平面区域(阴影部分),即可行域.由z=3x+4y得y=-34x+z4,平移直线y=-34x至经过点B时,直线y=-34x+z4的纵截

距最大,此时z最大,解方程组3x+2y=12,x+2y=8,得x=2,y=3,即B(2,3).所以zmax=3x+4y=6+12=18.即每天生产甲、乙两种产品分别为2吨、3吨,能够获得最大利润,最大的利润是18万元.故选D.

5.若变量x,y满足约束条件x-y+1≤0,y≤1,x>-1,则(x-2)2+y2的最小值为()A.322B.5C.92D.5解:作出不等式组对应的平面区域如图中阴影部分所示.设z=(x-2)2+y2,则z的几何意义为区域内的点到定点D(2,0)的距离的平方

,由图知C,D间的距离最小,此时z最小,且zmin=(0-2)2+12=4+1=5.故选D.6.(2018·河北石家庄质检)若x,y满足x+y≥1,mx-y≤0,3x-2y+2≥0,且z=3x-y的最大值为2,则实数m的值为()A.13B.2

3C.1D.2解:若z=3x-y的最大值为2,则此时目标函数为y=3x-2,直线y=3x-2与直线3x-2y+2=0和直线x+y=1分别交于A(2,4),B34,14,mx-y=0经过其中一点,所以m=2或m=13,当m=13时,经检验不符合题意,故m

=2.另解:作图,旋转y=mx(讨论m).故选D.7.x,y满足约束条件x+y-2≤0,x-2y-2≤0,2x-y+2≥0,若z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则实数a的值为________.解:如图,由y=ax+z知z的几何意义是直线在y轴上的截距.故当a>0时,

要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=2;当a<0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=-1;当a=0时,不满足题意.故填2或-1.8.(2018·南昌十校二模)已知x,y满足约束条件y≤x,x+y≤1,y≥-1,则z=|x

-2y+2|的最小值为________.解:作出可行域如图中阴影部分所示,z=5·|x-2y+2|12+(-2)2表示的几何意义是可行域内的点到直线x-2y+2=0的距离的5倍.易知点A12,12

到直线x-2y+2=0的距离为区域内的点到直线的距离的最小值,且为325,所以zmin=5×325=32.故填32.9.(2018·上饶调研)若1≤log2(x-y+1)≤2,|x-3|≤1,求x-2y的最大值与最小值之和.解:1≤log2(x-y+1)≤2,|x-3|≤1,即变量x,y满足约

束条件2≤x-y+1≤4,2≤x≤4,即x-y-3≤0,x-y-1≥0,2≤x≤4.作出可行域如图阴影部分所示,则直线z=x-2y经过B,A时分别取得最大值、最小值,分别为4,-2,其和为2.10

.变量x,y满足x-4y+3≤0,3x+5y-25≤0,x≥1.(1)设z1=4x-3y,求z1的最大值;(2)设z2=yx,求z2的最小值;(3)设z3=x2+y2,求z3的取值范围.解:作

出可行域如图中阴影部分,联立易得A1,225,B(1,1),C(5,2).(1)z1=4x-3y⇔y=43x-z13,易知平移y=43x至过点C时,z1最大,且最大值为4×5-3×2=14.(2)z2=yx表示可行域内的点与原

点连线的斜率大小,显然直线OC斜率最小.故z2的最小值为25.(3)z3=x2+y2表示可行域内的点到原点距离的平方,而2=OB2<OA2<OC2=29.故z3∈[2,29].11.某工厂生产甲、乙两种产品,每种产品都有一部分是一等品,其余是二等品,已知甲产品为一等品的概率比乙产品为一

等品的概率大0.25,甲产品为二等品的概率比乙产品为一等品的概率小0.05.(1)分别求甲、乙产品为一等品的概率P甲,P乙;(2)已知生产一件产品需要用的工人数和资金数如表所示,且该厂有工人32名,可用资

金55万元.设x,y分别表示生产甲、乙产品的数量,在(1)的条件下,求x,y为何值时,z=xP甲+yP乙最大,最大值是多少?项目用量产品工人(名)资金(万元)甲420乙85解:(1)依题意得P甲-P乙=0.25,1-P甲=P乙-0.05,解得P甲=0.65,P乙=0

.4,故甲产品为一等品的概率P甲=0.65,乙产品为一等品的概率P乙=0.4.(2)依题意得x,y应满足的约束条件为4x+8y≤32,20x+5y≤55,x≥0,y≥0,且z=0.65x+0.4y.作出以上不

等式组所表示的平面区域(如图阴影部分),即可行域.作直线l:0.65x+0.4y=0即13x+8y=0,把直线l向上方平移到l1的位置时,直线经过可行域内的点M,且l1与原点的距离最大,此时z取最大值.解方程组x+2y=8,4x+y

=11,得x=2,y=3.故M的坐标为(2,3),所以z的最大值为zmax=0.65×2+0.4×3=2.5.(2018·安徽江南十校联考)已知实数x,y满足y≤lnx,x-2y-3≤0,y+1≥0,则z=y+1x的取

值范围为________.解:作出不等式组对应的平面区域,如图中阴影部分所示.z=y+1x表示区域内的点(x,y)与A(0,-1)连线的斜率k,由图可知,kmin=0,kmax=kAP,P为切点,设P(x0,lnx0),kAP=1x0,所以lnx0+1x0=1x0,所以x0=1,kAP=1

,即z=y+1x的取值范围为[0,1].故填[0,1].7.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题1.二元一次不等式表示的平面区域(1)一般地,二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的________.我

们把直线画成虚线以表示区域________边界直线.当我们在坐标系中画不等式Ax+By+C≥0所表示的平面区域时,此区域应________边界直线,则把边界直线画成________.(2)由于对直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代

入Ax+By+C,所得的符号都________,所以只需在此直线的同一侧取一个特殊点(x0,y0)(如原点)作为测试点,由Ax0+By0+C的________即可判断Ax+By+C>0表示的是直线Ax+By+C=0哪一侧

的平面区域.2.线性规划(1)不等式组是一组对变量x,y的约束条件,由于这组约束条件都是关于x,y的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.Z=Ax+By是要求最大值或最小值的函数,我们把它称为_____

___.由于Z=Ax+By是关于x,y的一次解析式,所以又可叫做________.注:线性约束条件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示.(2)一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的________________的问题,统称为线性规划问题.(3)满足线性约束条件的解

(x,y)叫做________,由所有可行解组成的集合叫做.其中,使目标函数取得最大值或最小值的可行解都叫做这个问题的________________.线性目标函数的最值常在可行域的边界上,且通常在可行域的顶点处取得;而求最优整数解首先要看它是否在可行域

内.(4)用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤:①首先,要根据__________________________(即画出不等式组所表示的公共区域).②设__________,画出直线l0.③观察、分析、平

移直线l0,从而找到最优解.④最后求得目标函数的_______________.(5)利用线性规划研究实际问题的解题思路:首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出__________条件,确定_______________函数.然后,用图解法求得数学模型的解,即___

____________,在可行域内求得使目标函数_______________.自查自纠:1.(1)平面区域不包括包括实线(2)相同符号2.(1)目标函数线性目标函数(2)最大值或最小值(3)可行解可行域最优解(4)①线性约束条件画出可行域②z=0④最大值或最小值(5)约束线性目标画

出可行域取得最值的解下列各点中,不在x+y-1≤0表示的平面区域内的是()A.(0,0)B.(-1,1)C.(-1,3)D.(2,-3)解:把各点的坐标代入可得(-1,3)不适合.故选C.不等式组x-3y+6≥0,x-y+2

<0表示的平面区域是以下哪项所示阴影部分()ABCD解:x-3y+6≥0表示直线x-3y+6=0及其右下方部分,x-y+2<0表示直线x-y+2=0左上方部分,故不等式表示的平面区域为选项B所示阴影部分.故选B.

不等式组x+y-2≥0,x+2y-4≤0,x+3y-2≥0表示的平面区域的面积为()A.3B.4C.5D.6解:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,易求得|BD|=2,C点坐标(8,-2),所以S△ABC=S△ABD+S△BCD=12×2

×(2+2)=4.故选B.(2017·全国卷Ⅰ)设x,y满足约束条件x+2y≤1,2x+y≥-1,x-y≤0,则z=3x-2y的最小值为________.解:画出不等式组x+2y≤1,2x+y≥-1,x-y≤0所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由可

行域知,当直线y=32x-z2过点A时,在y轴上的截距最大,此时z最小,由x+2y=1,2x+y=-1,解得A(-1,1).所以zmin=-5.故填-5.(2018·石家庄质检)若x,y满足约束条件x-y+1≥0,x-2≤0,x+y-

2≥0,则z=yx的最大值为________.解:作出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,z=yx=y-0x-0,表示区域内的点与原点连线的斜率,易知zmax=kOA.由x-y+1=0,x+y-2=0,得A

12,32,所以kOA=3,即zmax=3.故填3.类型一二元一次不等式(组)表示的平面区域(1)不等式(x-2y+1)(x+y-3)≤0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示),应是下列图形中的()ABCD解:(x-2y+1

)(x+y-3)≤0⇒x-2y+1≥0,x+y-3≤0或x-2y+1≤0,x+y-3≥0.画出平面区域后,只有C符合题意.故选C.(2)不等式组x≥0,x+3y≥4,3x+y≤4所表示的平面区域的面

积为()A.32B.23C.43D.34解:不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示.由x+3y=4,3x+y=4,得交点A的坐标为(1,1).又B,C两点的坐标分别为(0,4),0,43,故S△ABC=12·|BC|·|xA|=12×4-43×1=43.故选

C.点拨:二元一次不等式(组)表示平面区域的判断方法:直线定界,测试点定域(一般取坐标原点).求平面区域的面积:①首先画出不等式组表示的平面区域,若不能直接画出,应利用题目的已知条件转化为不等式组问题,从而再作出平面区域;②对平面区域进行分析,若为

三角形应确定底与高,若为规则的四边形(如平行四边形或梯形),可利用面积公式直接求解,若为不规则四边形,可分割成几个三角形或其他特殊图形分别求解再求和.(1)(2016·郑州模拟)在平面直角坐标系xOy中,满足不等式组

|x|≤|y|,|x|<1的点(x,y)的集合用阴影表示为下列图中的()解:|x|=|y|把平面分成四部分,|x|≤|y|表示含y轴的两个区域;|x|<1表示x=±1所夹含y轴的区域.故选C.(2)(2018·郑州预测)若不等式x2+y2≤2所表示的

平面区域为M,不等式组x-y≥0,x+y≥0,y≥2x-6表示的平面区域为N.现随机向区域N内抛一粒豆子,则豆子落在区域M内的概率为________.解:作出不等式组与不等式表示的可行域N,M,如图所示,平面区域N的面积为12×3×(6+2)

=12,区域M在区域N内的面积为14π×(2)2=π2,故所求概率P=π212=π24.故填π24.类型二利用线性规划求线性目标函数的最优解(2017·天津)设变量x,y满足约束条件2x+y≥0,x+2y-2≥0,x≤0,y≤3,则目标函数z=x+y的最大值为()A.23B.1C.32D

.3解:可行域为四边形ABCD及其内部,所以直线z=x+y过点B(0,3)时取最大值3.故选D.点拨:线性规划问题有三类:①简单线性规划,包括画出可行域和考查截距型目标函数的最值,有时考查斜率型或距离型目标函数;②线性规划逆向

思维问题,给出最值或最优解个数求参数取值范围;③线性规划的实际应用.一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界上取得.应注意目标函数z=ax+by(ab≠0)中b的正负对z取最大还是最小的影响.(2018·天津)设变量x,y满足约束条件

x+y≤5,2x-y≤4,-x+y≤1,y≥0,则目标函数z=3x+5y的最大值为()A.6B.19C.21D.45解:作出可行域如图中阴影部分所示,结合目标函数的几何意义可知,目标函数在点A处取得最大值.联立直线方程x+y=5,-x+y=1,

可得点A的坐标为A(2,3),据此可知目标函数的最大值zmax=3×2+5×3=21.故选C.类型三含参数的线性规划问题(1)(北京西城区2017届期末)实数x,y满足x≤3,x+y≥0,x-y+6≥0.若z=ax+y的最大值为

3a+9,最小值为3a-3,则a的取值范围是()A.[-1,0]B.[0,1]C.[-1,1]D.(-∞,-1]∪[1,+∞)解:作出不等式组对应的平面区域如图,由z=ax+y得y=-ax+z.因为z=ax

+y的最大值为3a+9,最小值为3a-3,所以当直线y=-ax+z经过点B(3,9)时直线截距最大,当经过点A(3,-3)时,直线截距最小.则直线y=-ax+z的斜率-a满足,-1≤-a≤1,即-1≤a≤1.故选

C.(2)(2018·惠州三调)已知实数x,y满足x+3y+5≥0,x+y-1≤0,x+a≥0,若z=x+2y的最小值为-4,则实数a=()A.1B.2C.4D.8解:作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,当直线z=x+2y经过点C

-a,a-53时,z取得最小值-4,所以-a+2·a-53=-4,解得a=2.另解:z=x+2y的最小值为-4,此时目标函数为x+2y+4=0.直线x+2y+4=0与直线x+3y+5=0和直线x+y-1=0的交点分别为(-2,-1),(6,-5),则直线x=-a必过

其中一点,所以a=-6或a=2.经检验a=2符合题意.故选B.点拨:利用可行域及最优解求参数的方法:①若线性目标函数中含有参数,可对线性目标函数的斜率讨论从而确定其过哪个顶点时取得最值;也可直接求出线性目标函数过各个顶点时对应的参数的值,然后进行检验,从而找出符合题意的参数值;②若限制条

件中含有参数,则依据参数的不同范围将各种情况下的可行域画出来,再寻求最优解,从而确定参数的值.(1)(2018·新乡模拟)若实数x,y满足2x-y+2≥0,2x+y-6≤0,0≤y≤3,且z=mx-y(m<2)的最小值为-52,则m等于()A.-56B.1

3C.1D.54解:作出约束条件所表示的可行域如图中阴影部分所示,z=mx-y(m<2)的最小值为-52,当m=0,zmin=-3;当m<0时,zmin<-3,均不合题意,故0<m<2,即目标函数的最优

解过点A,由y=3,2x-y+2=0,解得A12,3,所以-52=m2-3,解得m=1.故选C.(2)若不等式组x+y-2≤0,x+2y-2≥0,x-y+2m≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m的值为

()A.-3B.1C.43D.3解:如图,要使不等式组表示的平面区域为三角形,则-2m<2,m>-1.由x+y-2=0,x-y+2m=0,解得x=1-m,y=1+m,即A(1-m,

1+m).由x+2y-2=0,x-y+2m=0,解得x=23-43m,y=23+23m,即B(23-43m,23+23m),所围成的区域为△ABC,则S△ABC=S△ADC-S△BDC=12(2+2m)(1+m)-12(2+2m)·23(1+m)=13(1+m)2=43

,解得m=-3(舍去)或m=1.故选B.类型四非线性目标函数的最优解问题(2016·山东)若变量x,y满足x+y≤2,2x-3y≤9,x≥0,则x2+y2的最大值是()A.4B.9C.10D.12解:作出可行域如图所示,点A(3,-1)到原点距

离最大,所以(x2+y2)max=10.故选C.点拨:线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域,分界线是实线还是虚线,其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值或范围.即:一画二移三求.

其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义.常见的目标函数有:①截距型:形如z=ax+by,求这类目标函数的最值常将函数z=ax+by转化为直线的斜截式:y=-abx+zb,通过求直线的截距的最值间接求出z的最值;②距离型:形如z=(x-a)2

+(y-b)2或z=|cx+dy+e|;③斜率型:形如z=y-bx-a,本题属于距离型.(2018·湘中高三联考)已知实数x,y满足y≤x-1,x≤3,x+5y≥4,则xy的最小值是________.解:作出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,又xy表示平

面区域内的点与原点连线的斜率的倒数.由图知,斜率均为正且直线OA的斜率最大,此时xy取得最小值,所以xymin=1kOA=32.故填32.类型五线性规划与整点问题设实数x,y满足不等式组x+2y-5>0,2x+y-7>0,x≥

0,y≥0,若x,y为整数,则3x+4y的最小值为()A.14B.16C.17D.19解:画出可行域如图,令3x+4y=z,y=-34x+z4,过x轴上的整点(1,0),(2,0),(3,0),(4,

0),(5,0)处作格子线,可知当y=-34x+z4过(4,1)时有最小值(对可疑点(3,2),(2,4),(4,1)逐个试验),此时zmin=3×4+4=16.故选B.点拨:求解整点问题,对作图精度要求较高,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,有时也可用不等式(组)

确定整点.设不等式组x>0,y>0,y≤-nx+3n(n∈N*)所表示的平面区域为Dn,记Dn内的整点(即横坐标和纵坐标均为整数的点)个数为an(an∈N*),则数列{an}的通项公式为an=______.解:直线y=-n

x+3n=-n(x-3),过定点(3,0),由y=-nx+3n>0得x<3,又x>0,所以x=1或x=2.直线x=2交直线y=-nx+3n于点(2,n),直线x=1交直线y=-nx+3n于点(1,2n),所以整点个数an=n+2n=3n.故填3n.类型六线性规划在实际问题中的应用(20

16·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5kg,乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时.生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料1

50kg,乙材料90kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为________元.解:设某高科技企业生产产品A和产品B分别为x件,y件,生产产品A、产品B的利润之和为z元,依题意得1.5x+0.5y≤150,x+0.3y≤90,5x+3y≤6

00,x∈N,y∈N,即3x+y≤300,10x+3y≤900,5x+3y≤600,x∈N,y∈N,目标函数z=2100x+900y.作出可行域如图所示.当直线z=2100x+900y经过点M(60,100)时,z取得最大值.zmax=2100

×60+900×100=216000.故生产产品A、产品B的利润之和的最大值为216000元.故填216000.点拨:对于此类有实际背景的线性规划问题,可行域通常是位于第一象限的一个凸多边形区域,此时变动

直线的最佳位置一般通过这个凸多边形在第一象限的某个顶点.(2018·黄冈联考)一个小型加工厂用一台机器生产甲、乙两种桶装饮料,生产一桶甲饮料需要白糖4千克、果汁18千克,用时3小时;生产一桶乙饮料需要白糖1千克、果汁15千克,用时1小时.现库存白糖10千克、

果汁66千克,生产一桶甲饮料利润为200元,生产一桶乙饮料利润为100元.在使用该机器用时不超过9小时的条件下,生产甲、乙两种饮料利润之和的最大值为________元.解:设生产甲、乙两种饮料分别为x桶、y桶,利润为z元,则4x+y≤10,18x

+15y≤66,3x+y≤9,x≥0,y≥0.即4x+y≤10,6x+5y≤22,3x+y≤9,x≥0,y≥0.目标函数z=200x+100y.作出可行域如图阴影部分所示.当直线z=200x+100y经过可行域上点B时,z取得最大值.解方程组4x+

y=10,6x+5y=22,得点B的坐标(2,2),故zmax=200×2+100×2=600.故填600.1.解客观题可利用特殊点判断二元一次不等式(组)表示的平面区域所在位置,如果直线Ax+By+C=0不经过原点,则把原点代入Ax+By+C,通过Ax+By+C的正负和不等号的方向

,来判断二元一次不等式(组)表示的平面区域所在的位置.2.求目标函数z=ax+by(ab≠0)的最值,将函数z=ax+by转化为直线的斜截式:y=-abx+zb,通过求直线的截距zb的最值间接求出z的最值.最优解一般在顶点或边界取得.但要注意:①当b>0时,截距zb取最大值

,z也取最大值;截距zb取最小值,z也取最小值;②当b<0时,截距zb取最大值,z取最小值;截距zb取最小值时,z取最大值.3.如果可行域是一个多边形,那么一般在其顶点处目标函数取得最大值或最小值.最优解一般是多边形的某个顶点,到底是哪个顶点为最优解,有三种解决

方法:第一种方法:将目标函数的直线平行移动,最先通过或最后通过可行域的一个便是.第二种方法:利用围成可行域的直线斜率来判断.特别地,当线性目标函数的直线与可行域某条边重合时,其最优解可能有无数组.第三种方法:将可行域所在多边形的每一个顶点Pi逐一代入目标函数iPZ

=mx+ny,比较各个iPZ,得最大值或最小值.1.不等式组y≤-x+2,y≤x-1,y≥0所表示的平面区域的面积为()A.1B.12C.13D.14解:作出不等式组对应的区域为如图△BCD,由题意知xB=1,xC=2.由y=-x+2,y=x-1,得yD=12,

所以S△BCD=12×(xC-xB)×12=14.故选D.2.(2017·全国卷Ⅱ)设x,y满足约束条件2x+3y-3≤0,2x-3y+3≥0,y+3≥0,则z=2x+y的最小值是()A.-15B.-9C.1D.9解:作出不等式组2x+3y-3≤0,2x-3y+

3≥0,y+3≥0对应的可行域,如图中阴影部分所示.当直线z=2x+y过点B(-6,-3)时,z取得最小值,zmin=2×(-6)-3=-15.故选A.3.(2017·全国卷Ⅲ)设x,y满足约束条件3x+2y-6≤0,x≥0,y≥

0,则z=x-y的取值范围是()A.[-3,0]B.[-3,2]C.[0,2]D.[0,3]解:绘制不等式组表示的可行域,结合目标函数的几何意义可得函数在点A(0,3)处取得最小值z=0-3=-3.在点B(2,0)处取得最大值z=2-0=2.故选

B.4.某企业生产甲、乙两种产品均需用A,B两种原料.已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获得利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得最大利润为()甲乙原料限额A(吨)3212B(吨)128A.12万元B.16万元C.17万元D.18

万元解:设每天生产甲、乙两种产品分别为x、y吨,利润为z元,则3x+2y≤12,x+2y≤8,x≥0,y≥0,目标函数为z=3x+4y.作出二元一次不等式组所表示的平面区域(阴影部分),即可行域.由z=3x+4y得y=-34x+z4

,平移直线y=-34x至经过点B时,直线y=-34x+z4的纵截距最大,此时z最大,解方程组3x+2y=12,x+2y=8,得x=2,y=3,即B(2,3).所以zmax=3x+4y=6+12=18.即每天生产甲、乙两种产品分别为2吨、3吨,能够获得最大利润,

最大的利润是18万元.故选D.5.若变量x,y满足约束条件x-y+1≤0,y≤1,x>-1,则(x-2)2+y2的最小值为()A.322B.5C.92D.5解:作出不等式组对应的平面区域如图中阴影部分

所示.设z=(x-2)2+y2,则z的几何意义为区域内的点到定点D(2,0)的距离的平方,由图知C,D间的距离最小,此时z最小,且zmin=(0-2)2+12=4+1=5.故选D.6.(2018·河北石家庄质检)若x,y满足x+

y≥1,mx-y≤0,3x-2y+2≥0,且z=3x-y的最大值为2,则实数m的值为()A.13B.23C.1D.2解:若z=3x-y的最大值为2,则此时目标函数为y=3x-2,直线y=3x-2与直线3x-2y+2=0和直线x+y=1分别交于A(2,4),B34,14,mx-y=0

经过其中一点,所以m=2或m=13,当m=13时,经检验不符合题意,故m=2.另解:作图,旋转y=mx(讨论m).故选D.7.x,y满足约束条件x+y-2≤0,x-2y-2≤0,2x-y+2≥0,若z=y-ax取得最大值的

最优解不唯一,则实数a的值为________.解:如图,由y=ax+z知z的几何意义是直线在y轴上的截距.故当a>0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=2;当a<0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=-1;当a=0

时,不满足题意.故填2或-1.8.(2018·南昌十校二模)已知x,y满足约束条件y≤x,x+y≤1,y≥-1,则z=|x-2y+2|的最小值为________.解:作出可行域如图中阴影部分所示,z=

5·|x-2y+2|12+(-2)2表示的几何意义是可行域内的点到直线x-2y+2=0的距离的5倍.易知点A12,12到直线x-2y+2=0的距离为区域内的点到直线的距离的最小值,且为325,所以zmi

n=5×325=32.故填32.9.(2018·上饶调研)若1≤log2(x-y+1)≤2,|x-3|≤1,求x-2y的最大值与最小值之和.解:1≤log2(x-y+1)≤2,|x-3|≤1,即变量x,y满足约束条件

2≤x-y+1≤4,2≤x≤4,即x-y-3≤0,x-y-1≥0,2≤x≤4.作出可行域如图阴影部分所示,则直线z=x-2y经过B,A时分别取得最大值、最小值,分别为4,-2,其和为2.10.变量x,y满足x-4y+3≤0,3x+5y

-25≤0,x≥1.(1)设z1=4x-3y,求z1的最大值;(2)设z2=yx,求z2的最小值;(3)设z3=x2+y2,求z3的取值范围.解:作出可行域如图中阴影部分,联立易得A1,225

,B(1,1),C(5,2).(1)z1=4x-3y⇔y=43x-z13,易知平移y=43x至过点C时,z1最大,且最大值为4×5-3×2=14.(2)z2=yx表示可行域内的点与原点连线的斜率大小,显然直线OC斜率最小.故z2的最小值为25.(3)z3=x2+y2表

示可行域内的点到原点距离的平方,而2=OB2<OA2<OC2=29.故z3∈[2,29].11.某工厂生产甲、乙两种产品,每种产品都有一部分是一等品,其余是二等品,已知甲产品为一等品的概率比乙产品为一等品的概率大0.25,甲产品为二等品的概率比乙产品为一等品的概率小0.05.(1)分别求甲、乙

产品为一等品的概率P甲,P乙;(2)已知生产一件产品需要用的工人数和资金数如表所示,且该厂有工人32名,可用资金55万元.设x,y分别表示生产甲、乙产品的数量,在(1)的条件下,求x,y为何值时,z=xP甲+yP乙最大,最大值是多少?项目用量产品工人(名)资金(

万元)甲420乙85解:(1)依题意得P甲-P乙=0.25,1-P甲=P乙-0.05,解得P甲=0.65,P乙=0.4,故甲产品为一等品的概率P甲=0.65,乙产品为一等品的概率P乙=0.4.(2)依题意得x,y应满足的约束条件为4x+8y≤32,20x+5y≤5

5,x≥0,y≥0,且z=0.65x+0.4y.作出以上不等式组所表示的平面区域(如图阴影部分),即可行域.作直线l:0.65x+0.4y=0即13x+8y=0,把直线l向上方平移到l1的位置时,直线经过可行域内的点M,且l1

与原点的距离最大,此时z取最大值.解方程组x+2y=8,4x+y=11,得x=2,y=3.故M的坐标为(2,3),所以z的最大值为zmax=0.65×2+0.4×3=2.5.(2018

·安徽江南十校联考)已知实数x,y满足y≤lnx,x-2y-3≤0,y+1≥0,则z=y+1x的取值范围为________.解:作出不等式组对应的平面区域,如图中阴影部分所示.z=y+1x表示区域内的点(x,y)与A(0,-1)连线的斜率k,由图可知,kmin=0,kmax=

kAP,P为切点,设P(x0,lnx0),kAP=1x0,所以lnx0+1x0=1x0,所以x0=1,kAP=1,即z=y+1x的取值范围为[0,1].故填[0,1].7.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题1.二

元一次不等式表示的平面区域(1)一般地,二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的________.我们把直线画成虚线以表示区域________边界直线.当我们在坐标系中画不等式Ax+By+C≥0所表示的

平面区域时,此区域应________边界直线,则把边界直线画成________.(2)由于对直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入Ax+By+C,所得的符号都________,所以只需在此直线的同一侧取一个特殊点(x0,y0)(如原点)作为测试点,由A

x0+By0+C的________即可判断Ax+By+C>0表示的是直线Ax+By+C=0哪一侧的平面区域.2.线性规划(1)不等式组是一组对变量x,y的约束条件,由于这组约束条件都是关于x,y的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.Z=Ax+By是

要求最大值或最小值的函数,我们把它称为________.由于Z=Ax+By是关于x,y的一次解析式,所以又可叫做________.注:线性约束条件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示.(2)一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的_________

_______的问题,统称为线性规划问题.(3)满足线性约束条件的解(x,y)叫做________,由所有可行解组成的集合叫做.其中,使目标函数取得最大值或最小值的可行解都叫做这个问题的________________.线性目标函数的最值常在可行域的边

界上,且通常在可行域的顶点处取得;而求最优整数解首先要看它是否在可行域内.(4)用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤:①首先,要根据__________________________(即画出不等式组所表示的公共区域).②设__________,画出直线l0.③观察、分析、平移直线l0,从

而找到最优解.④最后求得目标函数的_______________.(5)利用线性规划研究实际问题的解题思路:首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出__________条件,确定_______________函数.然后,用图解法求得数学模型的解,即_________

______,在可行域内求得使目标函数_______________.自查自纠:1.(1)平面区域不包括包括实线(2)相同符号2.(1)目标函数线性目标函数(2)最大值或最小值(3)可行解可行域最优解(4)①线性约束条件画出可行域②z=0④最大值

或最小值(5)约束线性目标画出可行域取得最值的解下列各点中,不在x+y-1≤0表示的平面区域内的是()A.(0,0)B.(-1,1)C.(-1,3)D.(2,-3)解:把各点的坐标代入可得(-1,3)不适合.故选C.不等式组

x-3y+6≥0,x-y+2<0表示的平面区域是以下哪项所示阴影部分()ABCD解:x-3y+6≥0表示直线x-3y+6=0及其右下方部分,x-y+2<0表示直线x-y+2=0左上方部分,故不等式表示的平面区域为选项B所示阴影部分.故选B.不等式组x+y-2≥0,x+2y-4

≤0,x+3y-2≥0表示的平面区域的面积为()A.3B.4C.5D.6解:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,易求得|BD|=2,C点坐标(8,-2),所以S△ABC=S△ABD+S△BCD=12×2

×(2+2)=4.故选B.(2017·全国卷Ⅰ)设x,y满足约束条件x+2y≤1,2x+y≥-1,x-y≤0,则z=3x-2y的最小值为________.解:画出不等式组x+2y≤1,2x+y≥-1,x-y≤0所表示的平面区域如图中阴影部分所示,由可行域知,当直线y=32x

-z2过点A时,在y轴上的截距最大,此时z最小,由x+2y=1,2x+y=-1,解得A(-1,1).所以zmin=-5.故填-5.(2018·石家庄质检)若x,y满足约束条件x-y+1≥0,x-2≤0,x+y-2≥0,则z=yx的最

大值为________.解:作出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,z=yx=y-0x-0,表示区域内的点与原点连线的斜率,易知zmax=kOA.由x-y+1=0,x+y-2=0,得A12,32,所以kOA

=3,即zmax=3.故填3.类型一二元一次不等式(组)表示的平面区域(1)不等式(x-2y+1)(x+y-3)≤0在坐标平面内表示的区域(用阴影部分表示),应是下列图形中的()ABCD解:(x-2y+1)(x+y-3)≤0⇒x-2y+1≥0,x+y-3≤0

或x-2y+1≤0,x+y-3≥0.画出平面区域后,只有C符合题意.故选C.(2)不等式组x≥0,x+3y≥4,3x+y≤4所表示的平面区域的面积为()A.32B.23C.43D.34解:不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示.由

x+3y=4,3x+y=4,得交点A的坐标为(1,1).又B,C两点的坐标分别为(0,4),0,43,故S△ABC=12·|BC|·|xA|=12×4-43×1=43.故选C.点拨:二元一次不等式

(组)表示平面区域的判断方法:直线定界,测试点定域(一般取坐标原点).求平面区域的面积:①首先画出不等式组表示的平面区域,若不能直接画出,应利用题目的已知条件转化为不等式组问题,从而再作出平面区域;②对平面区域进行分析,若为三角形应确定底与高,若为规则的四边形(如平行四边形或梯

形),可利用面积公式直接求解,若为不规则四边形,可分割成几个三角形或其他特殊图形分别求解再求和.(1)(2016·郑州模拟)在平面直角坐标系xOy中,满足不等式组|x|≤|y|,|x|<1的点(x,y)的集合用阴影表示为下列图中的()解:|x|=|y|把平面分成四部分,

|x|≤|y|表示含y轴的两个区域;|x|<1表示x=±1所夹含y轴的区域.故选C.(2)(2018·郑州预测)若不等式x2+y2≤2所表示的平面区域为M,不等式组x-y≥0,x+y≥0,y≥2x-6表示的平面区域为N

.现随机向区域N内抛一粒豆子,则豆子落在区域M内的概率为________.解:作出不等式组与不等式表示的可行域N,M,如图所示,平面区域N的面积为12×3×(6+2)=12,区域M在区域N内的面积为14π×(2)2=π2,故所求概率P=π212=π24.故填π24.类型

二利用线性规划求线性目标函数的最优解(2017·天津)设变量x,y满足约束条件2x+y≥0,x+2y-2≥0,x≤0,y≤3,则目标函数z=x+y的最大值为()A.23B.1C.32D.3解:可行域为四边形ABCD及其内部,所以直线z=x+y

过点B(0,3)时取最大值3.故选D.点拨:线性规划问题有三类:①简单线性规划,包括画出可行域和考查截距型目标函数的最值,有时考查斜率型或距离型目标函数;②线性规划逆向思维问题,给出最值或最优解个数求参数取值范围;③线性规划的实际应用.一般情况下,目标函数的最大

或最小值会在可行域的端点或边界上取得.应注意目标函数z=ax+by(ab≠0)中b的正负对z取最大还是最小的影响.(2018·天津)设变量x,y满足约束条件x+y≤5,2x-y≤4,-x+y≤1,y≥0

,则目标函数z=3x+5y的最大值为()A.6B.19C.21D.45解:作出可行域如图中阴影部分所示,结合目标函数的几何意义可知,目标函数在点A处取得最大值.联立直线方程x+y=5,-x+y=1,可得点A的坐标为A(2,3),据此可知

目标函数的最大值zmax=3×2+5×3=21.故选C.类型三含参数的线性规划问题(1)(北京西城区2017届期末)实数x,y满足x≤3,x+y≥0,x-y+6≥0.若z=ax+y的最大值为3a+9,最小值为3a-3,则a的取值范围是()A.[-1,0]B.[0,1]C.[-

1,1]D.(-∞,-1]∪[1,+∞)解:作出不等式组对应的平面区域如图,由z=ax+y得y=-ax+z.因为z=ax+y的最大值为3a+9,最小值为3a-3,所以当直线y=-ax+z经过点B(3,9)时直线截距最大,当经过点A(3,-3)时,直线截距最小.则直线y

=-ax+z的斜率-a满足,-1≤-a≤1,即-1≤a≤1.故选C.(2)(2018·惠州三调)已知实数x,y满足x+3y+5≥0,x+y-1≤0,x+a≥0,若z=x+2y的最小值为-4,则实数a=()A.1B.2C.4D.8解:作

出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,当直线z=x+2y经过点C-a,a-53时,z取得最小值-4,所以-a+2·a-53=-4,解得a=2.另解:z=x+2y的最小值为-4,此时目标函数为x+2y+4=0.直线x+2y+4=0与直线x+3y+5=0和直线x+y-1=0的交点分别为

(-2,-1),(6,-5),则直线x=-a必过其中一点,所以a=-6或a=2.经检验a=2符合题意.故选B.点拨:利用可行域及最优解求参数的方法:①若线性目标函数中含有参数,可对线性目标函数的斜率讨论

从而确定其过哪个顶点时取得最值;也可直接求出线性目标函数过各个顶点时对应的参数的值,然后进行检验,从而找出符合题意的参数值;②若限制条件中含有参数,则依据参数的不同范围将各种情况下的可行域画出来,再寻求最优解,从而确定参数

的值.(1)(2018·新乡模拟)若实数x,y满足2x-y+2≥0,2x+y-6≤0,0≤y≤3,且z=mx-y(m<2)的最小值为-52,则m等于()A.-56B.13C.1D.54解:作出约束条件所表示的可行域如图中阴影部分所示,z=mx-y

(m<2)的最小值为-52,当m=0,zmin=-3;当m<0时,zmin<-3,均不合题意,故0<m<2,即目标函数的最优解过点A,由y=3,2x-y+2=0,解得A12,3,所以-52=m2-3,解得m=1.故选C.(2)若不等式组x+y-2

≤0,x+2y-2≥0,x-y+2m≥0表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m的值为()A.-3B.1C.43D.3解:如图,要使不等式组表示的平面区域为三角形,则-2m<2,m>-1.由x+y-2=0,x-y+2m=0,解得x=1-m,y=1

+m,即A(1-m,1+m).由x+2y-2=0,x-y+2m=0,解得x=23-43m,y=23+23m,即B(23-43m,23+23m),所围成的区域为△ABC,则S△ABC=S△ADC-S△BDC=12

(2+2m)(1+m)-12(2+2m)·23(1+m)=13(1+m)2=43,解得m=-3(舍去)或m=1.故选B.类型四非线性目标函数的最优解问题(2016·山东)若变量x,y满足x+y≤2,2x-3y≤9,x≥

0,则x2+y2的最大值是()A.4B.9C.10D.12解:作出可行域如图所示,点A(3,-1)到原点距离最大,所以(x2+y2)max=10.故选C.点拨:线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域,分界线是实线还是虚线,其次确定目标

函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值或范围.即:一画二移三求.其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义.常见的目标函数有:

①截距型:形如z=ax+by,求这类目标函数的最值常将函数z=ax+by转化为直线的斜截式:y=-abx+zb,通过求直线的截距的最值间接求出z的最值;②距离型:形如z=(x-a)2+(y-b)2或z=|cx+dy+e|;③斜率型:形如z=y-bx-a,本题属

于距离型.(2018·湘中高三联考)已知实数x,y满足y≤x-1,x≤3,x+5y≥4,则xy的最小值是________.解:作出不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,又xy表示平面区域内的点

与原点连线的斜率的倒数.由图知,斜率均为正且直线OA的斜率最大,此时xy取得最小值,所以xymin=1kOA=32.故填32.类型五线性规划与整点问题设实数x,y满足不等式组x+2y-5>0,2x+y-7>0,x

≥0,y≥0,若x,y为整数,则3x+4y的最小值为()A.14B.16C.17D.19解:画出可行域如图,令3x+4y=z,y=-34x+z4,过x轴上的整点(1,0),(2,0),(3,0),(4,0),(5,0)处作格子线,可知当y=-34x+z4过(4,1)时有最小值(对可疑点(3,2),

(2,4),(4,1)逐个试验),此时zmin=3×4+4=16.故选B.点拨:求解整点问题,对作图精度要求较高,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,有时也可用不等式(组)确定整点.设不等式组x>0,y>0,y≤-nx+3n(n∈N*)所表示

的平面区域为Dn,记Dn内的整点(即横坐标和纵坐标均为整数的点)个数为an(an∈N*),则数列{an}的通项公式为an=______.解:直线y=-nx+3n=-n(x-3),过定点(3,0),由y=-nx+3n>0得x<3,又x>0,所以x=1或x=2.直线x=2交直

线y=-nx+3n于点(2,n),直线x=1交直线y=-nx+3n于点(1,2n),所以整点个数an=n+2n=3n.故填3n.类型六线性规划在实际问题中的应用(2016·全国卷Ⅰ)某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5kg,

乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时.生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150kg,乙材料90kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品

A、产品B的利润之和的最大值为________元.解:设某高科技企业生产产品A和产品B分别为x件,y件,生产产品A、产品B的利润之和为z元,依题意得1.5x+0.5y≤150,x+0.3y≤90,5x

+3y≤600,x∈N,y∈N,即3x+y≤300,10x+3y≤900,5x+3y≤600,x∈N,y∈N,目标函数z=2100x+900y.作出可行域如图所示.当直线z=2100x+900y经过点M(60,100)时,z取得最大值.zm

ax=2100×60+900×100=216000.故生产产品A、产品B的利润之和的最大值为216000元.故填216000.点拨:对于此类有实际背景的线性规划问题,可行域通常是位于第一象限的一个凸多边形区域,此时变动直线的最佳位置一般通

过这个凸多边形在第一象限的某个顶点.(2018·黄冈联考)一个小型加工厂用一台机器生产甲、乙两种桶装饮料,生产一桶甲饮料需要白糖4千克、果汁18千克,用时3小时;生产一桶乙饮料需要白糖1千克、果汁15千克,用时1小时.现库存白糖10千克、果汁66千克

,生产一桶甲饮料利润为200元,生产一桶乙饮料利润为100元.在使用该机器用时不超过9小时的条件下,生产甲、乙两种饮料利润之和的最大值为________元.解:设生产甲、乙两种饮料分别为x桶、y桶,利润为z元,则4x+y≤10,18x+15y≤66,3x+y≤9,x≥0,y≥0.

即4x+y≤10,6x+5y≤22,3x+y≤9,x≥0,y≥0.目标函数z=200x+100y.作出可行域如图阴影部分所示.当直线z=200x+100y经过可行域上点B时,z取得最大值.解方程组4x+y=10,6x+5y=22,得点B的坐标(2,2),故zmax=200

×2+100×2=600.故填600.1.解客观题可利用特殊点判断二元一次不等式(组)表示的平面区域所在位置,如果直线Ax+By+C=0不经过原点,则把原点代入Ax+By+C,通过Ax+By+C的正负和不等号的

方向,来判断二元一次不等式(组)表示的平面区域所在的位置.2.求目标函数z=ax+by(ab≠0)的最值,将函数z=ax+by转化为直线的斜截式:y=-abx+zb,通过求直线的截距zb的最值间接求出z的最值.最优解一般在顶

点或边界取得.但要注意:①当b>0时,截距zb取最大值,z也取最大值;截距zb取最小值,z也取最小值;②当b<0时,截距zb取最大值,z取最小值;截距zb取最小值时,z取最大值.3.如果可行域是一个多边形,

那么一般在其顶点处目标函数取得最大值或最小值.最优解一般是多边形的某个顶点,到底是哪个顶点为最优解,有三种解决方法:第一种方法:将目标函数的直线平行移动,最先通过或最后通过可行域的一个便是.第二种方法:利用围成可行域的直线斜率来判断.特别地,当线性目标函数

的直线与可行域某条边重合时,其最优解可能有无数组.第三种方法:将可行域所在多边形的每一个顶点Pi逐一代入目标函数iPZ=mx+ny,比较各个iPZ,得最大值或最小值.1.不等式组y≤-x+2,y≤x-1,y≥0所表示的平面区域的面积为()A.1B.12C.13D.14解:作出不等式

组对应的区域为如图△BCD,由题意知xB=1,xC=2.由y=-x+2,y=x-1,得yD=12,所以S△BCD=12×(xC-xB)×12=14.故选D.2.(2017·全国卷Ⅱ)设x,y满足约束条件2x+3y-3≤0,2x-3y+3≥0,y+3≥0,则z=2x+y的最小值

是()A.-15B.-9C.1D.9解:作出不等式组2x+3y-3≤0,2x-3y+3≥0,y+3≥0对应的可行域,如图中阴影部分所示.当直线z=2x+y过点B(-6,-3)时,z取得最小值,

zmin=2×(-6)-3=-15.故选A.3.(2017·全国卷Ⅲ)设x,y满足约束条件3x+2y-6≤0,x≥0,y≥0,则z=x-y的取值范围是()A.[-3,0]B.[-3,2]C.[0,2]D.[0,3]解:绘制不等式

组表示的可行域,结合目标函数的几何意义可得函数在点A(0,3)处取得最小值z=0-3=-3.在点B(2,0)处取得最大值z=2-0=2.故选B.4.某企业生产甲、乙两种产品均需用A,B两种原料.已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获得利润分别为3万元

、4万元,则该企业每天可获得最大利润为()甲乙原料限额A(吨)3212B(吨)128A.12万元B.16万元C.17万元D.18万元解:设每天生产甲、乙两种产品分别为x、y吨,利润为z元,则3x+2y≤12,x+2y≤8,x≥0,y≥0,目标函数为z=3x+4y.作出二元一次不等式组所

表示的平面区域(阴影部分),即可行域.由z=3x+4y得y=-34x+z4,平移直线y=-34x至经过点B时,直线y=-34x+z4的纵截距最大,此时z最大,解方程组3x+2y=12,x+2y=8,得x=2,y=3,即B(2,3).所

以zmax=3x+4y=6+12=18.即每天生产甲、乙两种产品分别为2吨、3吨,能够获得最大利润,最大的利润是18万元.故选D.5.若变量x,y满足约束条件x-y+1≤0,y≤1,x>-1,则(x-2)2+y2的最小值为()A.322

B.5C.92D.5解:作出不等式组对应的平面区域如图中阴影部分所示.设z=(x-2)2+y2,则z的几何意义为区域内的点到定点D(2,0)的距离的平方,由图知C,D间的距离最小,此时z最小,且zmin=(0-2)2+12=4+1=5.故选D.6.(2018·河北石家

庄质检)若x,y满足x+y≥1,mx-y≤0,3x-2y+2≥0,且z=3x-y的最大值为2,则实数m的值为()A.13B.23C.1D.2解:若z=3x-y的最大值为2,则此时目标函数为y=3x-2,直线y=3x-2与直线3x-2y+2=0和直线x+y=

1分别交于A(2,4),B34,14,mx-y=0经过其中一点,所以m=2或m=13,当m=13时,经检验不符合题意,故m=2.另解:作图,旋转y=mx(讨论m).故选D.7.x,y满足约束条件x+y-

2≤0,x-2y-2≤0,2x-y+2≥0,若z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则实数a的值为________.解:如图,由y=ax+z知z的几何意义是直线在y轴上的截距.故当a>0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则

a=2;当a<0时,要使z=y-ax取得最大值的最优解不唯一,则a=-1;当a=0时,不满足题意.故填2或-1.8.(2018·南昌十校二模)已知x,y满足约束条件y≤x,x+y≤1,y≥-1

,则z=|x-2y+2|的最小值为________.解:作出可行域如图中阴影部分所示,z=5·|x-2y+2|12+(-2)2表示的几何意义是可行域内的点到直线x-2y+2=0的距离的5倍.易知点A12,12到直线x-2y+2=0的距离为区域内的点到直线的距离的

最小值,且为325,所以zmin=5×325=32.故填32.9.(2018·上饶调研)若1≤log2(x-y+1)≤2,|x-3|≤1,求x-2y的最大值与最小值之和.解:1≤log2(x-y+1)≤2,|x-3|≤1,即变量

x,y满足约束条件2≤x-y+1≤4,2≤x≤4,即x-y-3≤0,x-y-1≥0,2≤x≤4.作出可行域如图阴影部分所示,则直线z=x-2y经过B,A时分别取得最大值、最小值,分别为4,-2,其和为2.10.变量x,y满足x-4y

+3≤0,3x+5y-25≤0,x≥1.(1)设z1=4x-3y,求z1的最大值;(2)设z2=yx,求z2的最小值;(3)设z3=x2+y2,求z3的取值范围.解:作出可行域如图中阴影部分,联立易得

A1,225,B(1,1),C(5,2).(1)z1=4x-3y⇔y=43x-z13,易知平移y=43x至过点C时,z1最大,且最大值为4×5-3×2=14.(2)z2=yx表示可行域内的点与原点连线的斜率

大小,显然直线OC斜率最小.故z2的最小值为25.(3)z3=x2+y2表示可行域内的点到原点距离的平方,而2=OB2<OA2<OC2=29.故z3∈[2,29].11.某工厂生产甲、乙两种产品,每种产品都有一部分是一等品,其余是二等品,已知甲产品为一等

品的概率比乙产品为一等品的概率大0.25,甲产品为二等品的概率比乙产品为一等品的概率小0.05.(1)分别求甲、乙产品为一等品的概率P甲,P乙;(2)已知生产一件产品需要用的工人数和资金数如表所示,且该厂有工人32名,可用资金55万元.设x,y分

别表示生产甲、乙产品的数量,在(1)的条件下,求x,y为何值时,z=xP甲+yP乙最大,最大值是多少?项目用量产品工人(名)资金(万元)甲420乙85解:(1)依题意得P甲-P乙=0.25,1-P甲=P乙-0.05,解得P甲=0.65,P乙=0.4,故甲产品为一等品的概率P甲=

0.65,乙产品为一等品的概率P乙=0.4.(2)依题意得x,y应满足的约束条件为4x+8y≤32,20x+5y≤55,x≥0,y≥0,且z=0.65x+0.4y.作出以上不等式组所表示的平面区域

(如图阴影部分),即可行域.作直线l:0.65x+0.4y=0即13x+8y=0,把直线l向上方平移到l1的位置时,直线经过可行域内的点M,且l1与原点的距离最大,此时z取最大值.解方程组x+2y=8,4x+y=11,得x=2,y=3.故M的坐标为(2

,3),所以z的最大值为zmax=0.65×2+0.4×3=2.5.(2018·安徽江南十校联考)已知实数x,y满足y≤lnx,x-2y-3≤0,y+1≥0,则z=y+1x的取值范围为________.解:作出不等式组对应的平面区域,如图中阴影部分所示.z=y+1x表示区域内的点

(x,y)与A(0,-1)连线的斜率k,由图可知,kmin=0,kmax=kAP,P为切点,设P(x0,lnx0),kAP=1x0,所以lnx0+1x0=1x0,所以x0=1,kAP=1,即z=y+1x的取值范围为[0,1].故填[0,1]

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