2017-2018学年数学人教A版必修五优化练习:第三章 3.3.2 简单的线性规划问题 Word版含解析 下载本文

问甲、乙两种钢板各用多少张才能用料最省?(“用料最省”是指所用钢板的总面积最小)

解析:设用甲种钢板x张,乙种钢板y张, x,y∈N??

依题意?3x+6y≥45,

??5x+6y≥55

*

钢板总面积z=2x+3y. 作出可行域如图所示.

由图可知当直线z=2x+3y过点P时,最小.

???3x+6y=45,?x=5?由方程组得?. ?5x+6y=55,???y=5

所以,甲、乙两种钢板各用5张.

[B组 能力提升]

x+y-2x-2y+1≥0,??

1.设O为坐标原点,A(1,1),若点B(x,y)满足?1≤x≤2,

??1≤y≤2,小值时,点B的个数是( ) A.1 C.3

B.2 D.无数个

2

2

→→

则OA·OB取得最

解析:如图,阴影部分为点B(x,y)所在的区域. →→

∵OA·OB=x+y, 令z=x+y,则y=-x+z.

由图可知,当点B在C点或D点时,z取最小值,故点B的个数为2. 答案:B

2.已知a,b是正数,且满足2

55C.(1,16)

4

B.(,16)

516

D.(,4)

5

??2

解析:原不等式组等价为?,做出不等式组对应的平面区域如图阴影部分,

?a+2b<4?

a2+b2表示区域内的动点P(a,b)到原点距离的平方,由图象可知当P在D点时,a2+b2最大,此时a2+b2=42=16,原点到直线a+2b-2=0的距离最小,即d=44

a2+b2=d2=,即a2+b2的取值范围是

55答案:B

3.已知实数x,y满足不等式组

x-y+2≥0,??

?x+y-4≥0,目标函数z=y-ax(a∈R).若取最大值时的唯一最优解是(1,3),则实数a??2x-y-5≤0,

的取值范围是________.

|-2|1+2

2=

2

,所以5

解析:如图所示,

依题意直线x+y-4=0与x-y+2=0交于A(1,3),此时取最大值,故a>1. 答案:(1,+∞)

x+4y≥4,??

4.给定区域D:?x+y≤4,

??x≥0,

令点集T={(x0,y0)∈D|x0,y0∈Z,(x0,y0)是z=x+y在D

上取得最大值或最小值的点},则T中的点共确定________条不同的直线. 解析:画出平面区域D,如图中阴影部分所示.

作出z=x+y的基本直线l0:x+y=0.

经平移可知目标函数z=x+y在点A(0,1)处取得最小值,在线段BC处取得最大值.而集合T表示z=x+y取得最大值或最小值时的整点坐标,在取最大值时线段BC上共有5个整点,分别为(0,4),(1,3),(2,2),(3,1),(4,0),故T中的点共确定6条不同的直线. 答案:6

x-y+2≥0,??

5.已知?x+y-4≥0,求:

??2x-y-5≤0,

(1)z=x2+y2-10y+25的最小值; (2)z=

y+1

的范围. x+1

解析:作出可行域如图,并求出顶点的坐标A(1,3)、B(3,1)、C(7,9).

(1)z=x2+(y-5)2表示可行域内任一点(x,y)到定点M(0,5)的距离的平方,过M作直线AC9

的垂线,易知垂足N在线段AC上,故z的最小值是|MN|2=.

2(2)z=

y-?-1?

表示可行域内任一点(x,y)与定点Q(-1,-1)连线的斜率,因为kQA=2,kQB

x-?-1?

1=, 2

1?

故z的范围为??2,2?.

6.已知-1<x+y<3,且2<x-y<4,求2x+3y的范围.

解析:在直角坐标系中作出直线x+y=3,x+y=-1,x-y=4,x-y=2,则不等式组

?-1<x+y<3??表示的平面区域是矩形ABCD区域内的部分. ??2<x-y<4

设2x+3y=z,变形为平行直线系l: 2zy=-x+.

33

z

由图可知,当l趋近于A、C两点时,截距趋近于最大值与最小值,即z趋近于最大值与最

3小值.

??x-y=2,51由?求得点A(,).

22??x+y=3,

5113

所以z<2×+3×=. 222

??x-y=4,35

由?求得点C(,-).

22?x+y=-1,?

359

所以z>2×+3×(-)=-. 222913

所以-<2x+3y<. 22