第3讲 二元一次不等式(组)及简单的线性规划问题
一、知识梳理
1.二元一次不等式(组)表示的平面区域 不等式(组) Ax+By+C>0(<0) 直线Ax+By+C=0某一侧的所有点组成的平面区域 Ax+By+C≥0(≤0) 不等式组 2.二元一次不等式(组)的解集
满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成的有序数对(x,y),叫做二元一次不等式(组)的解,所有这样的有序数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集.
3.线性规划的有关概念
名称 约束条件 线性约束条件 目标函数 线性目标函数 可行解 可行域 最优解 线性规划问题 常用结论
意义 由变量x,y组成的不等式(组) 由x,y的一次不等式(或方程)组成的不等式(组) 关于x,y的函数解析式,如z=x+2y 关于x,y的一次函数解析式 满足线性约束条件的解(x,y) 所有可行解组成的集合 使目标函数取得最大值或最小值的可行解 在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题 包括边界直线 各个不等式所表示平面区域的公共部分 表示区域 不包括边界直线 1.利用“同号上,异号下”判断二元一次不等式表示的平面区域 对于Ax+By+C>0或Ax+By+C<0,则有
(1)当B(Ax+By+C)>0时,区域为直线Ax+By+C=0的上方; (2)当B(Ax+By+C)<0时,区域为直线Ax+By+C=0的下方. 2.最优解和可行解的关系
最优解必定是可行解,但可行解不一定是最优解.最优解不一定唯一,有时唯一,有时有多个.
二、习题改编
x≤2,??
(必修5P91练习T1改编)若x,y满足?y≥-1,则y-x的最小值为 ,
??4x-3y+1≥0,最大值为 .
答案:-3 1
一、思考辨析
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)任何一个二元一次不等式组都表示平面上的一个区域.( ) (2)线性目标函数的最优解可能是不唯一的.( )
(3)线性目标函数取得最值的点一定在可行域的顶点或边界上.( )
(4)在目标函数z=ax+by(b≠0)中,z的几何意义是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× 二、易错纠偏
常见误区(1)不明确目标函数的最值与等值线截距的关系; (2)不理解目标函数的几何意义; (3)平面区域内点满足关系不理解.
1.点(-2,t)在直线2x-3y+6=0的上方,则t的取值范围是 .
解析:因为直线2x-3y+6=0的上方区域可以用不等式2x-3y+6<0表示,所以由点
2
(-2,t)在直线2x-3y+6=0的上方得-4-3t+6<0,解得t>.
3
2
,+∞? 答案:??3?
y+2≥0,??
2.设x,y满足约束条件?x-2≤0,则z=x+y的最大值与最小值的比值为 .
??2x-y+1≥0.解析:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,
??x-2=0,
z=x+y可化为y=-x+z,当直线y=-x+z经过A点时,z最大,联立?
?2x-y+1=0.????x=2,?y+2=0,
得?故A(2,5),此时z=7;当直线y=-x+z经过B点时,z最小,联立????y=5,?2x-y+1=0,
3??x=-2,37
-,-2?,此时z=-,故最大值与最小值的比值为-2. 得?故B??2?2
?y=-2,?
答案:-2
x-y+5≥0,??y-13.已知x,y满足条件?x+y≥0,则z=的最大值为 .
x+3
??x≤3,
解析:作出可行域如图,问题转化区域上哪一点与点M(-3,1)连线斜率最大,观察知5
-1255?点A??-2,2?,使kMA最大,zmax=kMA=5=3. -+32
答案:3
二元一次不等式(组)表示的平面区域(典例迁移)
x≥0,??
(1)不等式组?x+3y≥4,所表示的平面区域的面积等于( )
??3x+y≤43
A. 24C. 3
2B. 33D.
4
x≥1,??
(2)设不等式组?x-y≤0,表示的平面区域为M,若直线y=kx-2上存在M内的点,则
??x+y≤4实数k的取值范围是( )
A.[1,3] C.[2,5]
B.(-∞,1]∪[3,+∞) D.(-∞,2]∪[5,+∞)
4
0,?,B(1,【解析】 (1)由题意得不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示,A??3?184
1),C(0,4),则△ABC的面积为×1×=.故选C.
233
?x≥1,
(2)作出不等式组?x-y≤0,表示的平面区域,如图中阴影部分所示,因为直线l:y=
?x+y≤4
kx-2的图象过定点A(0,-2),且斜率为k,由图知,当直线l过点B(1,3)时,k取最大值