二元线性规划问题的图解法

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1、二元一次不等式(组) 与平面区域,问题 在平面直角坐标系中,直线x+y-1=0将平面分成几部分呢?,?不等式x+y-10对应平面内哪部分的点呢?,答:分成三部分:,(2)点在直线的右上方,(3)点在直线的左下方,x+y-1=0,想一想?,直线上的点的坐标满足x+y-1=0,那么直线两侧的点的坐标代入x+y-1中,也等于0吗?先完成下表,再观察有何规律呢?,探索规律,自主探究,正,负,1、点集(x,y)|x+y-10 表示直线x +y1=0 右上方的平面区域; 2、点集(x,y)|x+y-10 表示直线x +y1=0 左下方的平面区域。 3、直线x+y-1=0叫做这两个区域的边界。,方法总结:,

2、画二元一次不等式表示的平面区域的步骤:,典例精析,题型一:画二元一次不等式表示的区域,例1、画出 x+4y4 表示的平面区域,(1)x +4y4,(2)x-y-40,(3)x-y-40,变式1:2x+y60区域?,y 2x+6,变式2:2x+y60区域?,y =2x+6,(2)判断区域.,方法一,(3) 2x+5y100,(1) 2y x;,(2) 3x+2y 6,(4) x30,例2、画出不等式组表示的平面区域。,题型二:画二元一次不等式组表示的区域,x,o,y,4,-5,5,x-y+5=0,x+y=0,x=3,x=3,2x=y,3x+y=6,3y=x+9,变式2:,(1),(2),返回,y

3、=2x+1,x+2y=4,y=x,x+2y=4,y =2,x=3,2x=y,3x+y=6,3y=x+9,变式2:,跟踪练习,能力提升,如图,表示满足不等式(x-y)(x+2y-2)0的点(x,y)所在区域应为:( ),B,(0,1),(2,-1),x,y,题型三:根据平面区域写出二元一次不等式(组),例3、写出表示下面区域的二元一次不等式组,解析:边界直线方程为 x+y-1=0 代入原点(0,0) 得0+0-10 即所求不等式为 x+y-10,典例精析,题型三:根据平面区域写出二元一次不等式(组),例3、写出表示下面区域的二元一次不等式,x,y,-2,o,1,1,-1,x-2y+20,y-1,

4、绿色区域,蓝色区域,黄色区域,根据平面区域写出二元一次 不等式(组)的步骤:,方法总结,题型五:综合应用,变式:若在同侧,m的范围又是什么呢?,题型四:综合应用,2,x,o,y,-5,5,D,C,B,A,x-y+5=0,x=2,y=2,2,总 结,1.判断平面区域位置的方法:,本节课内容解读,1.二元一次不等式(组)表示平面区域 作二元一次不等式Ax+By+C0(或Ax+By+C0)表示的平面区域的方法步骤: (1)在平面直角坐标系中作出直线Ax+By+C=0. (2)在直线的一侧任取一点P(x0,y0),特别地,当C0时,常把 作为此特殊点. (3)若Ax0+By0+C0,则包含点P的半平面

5、为不等式 所表示的平面区域,不包含点P的半平面为不等式 所表示的平面区域.,原点,Ax+By+C0,Ax+By+C 0,2.线性规划的有关概念 (1)线性约束条件由条件列出一次不等式(或方程)组. (2)线性目标函数由条件列出一次函数表达式. (3)线性规划问题:求线性目标函数在约束条件下的最大值或最小值问题. (4)可行解:满足 的解(x,y). (5)可行域:所有 的集合. (6)最优解:使 取得最大值或最小 值的可行解.,线性约束条件,可行解,目标函数,合作讨论,构建新知,探究:如图:在平面直角坐标系中,Ax+By+C=0(A0,B0)表示一条直线,当C取不同的值时,所得的方程就表示不同

6、的直线,这些直线可以看做由直线Ax+By=0平移得到。当直线往右上方平移时,Z= Ax+By的值是增大还是减小?,Ax+By=0,Z值不断增大,解: A0,B0, 当直线往右上方平移时,直线上点的横坐标x和纵坐标y的值随之增大,所以Z= Ax+By的值也在不断地增大。,如果没有A0,B0限制条件时,当直线平移时,由于系数A、B符号不同,值Z= Ax+By的变化情况是不同的。,解: A0,B0, 当直线往右上方平移时,直线上点的横坐标x和纵坐标y的值随之增大,所以Z= Ax+By的值也在不断地增大。 如果没有A0,B0限制条件时,当直线平移时,由于系数A、B符号不同,值Z= Ax+By的变化情况

7、是不同的。,例1用图解法解线性规划问题: max z=2x+3y,5x+10y40 120x+60y600 x,y0,x+2y=8,2x+y=10,(4,2),x+2y 8 2x+y 10 x,y0,画(画可行域),移(移等值线),2x+3y=0,如何求点A的坐标?,x+2y = 8 2x+y = 10,解方程组,求(求z最值),max z=24+32=14,解:画直线直线x+2y=8和2x+y=10,其交点为A.如图中的阴影部分就是问题的可行域,将直线2x+3y=0往右上方平移到可行域的顶点A (4,2)时,z取得最大值14.即maxz=24+32=14,(4,2),归纳总结: 利用线性规划

8、求最值,一般用图解法求解,其步骤是 (1)画:在平面直角坐标系内作出可行域. (2)移:作出目标函数的等值线. (3)确定最优解:在可行域内平行移动目标函数等值线,从而确定 . (4)求最值:将最优解代入目标函数即可求出最大值或最小值.,最优解,1.变式1:求例1中函数z=2x+3y在平面区域 5x+10y40 120x+60y600 x,y0 内的取值范围.,(0,0),(4,2),解:当2x+3y=0往右上方平移时,直线上的横坐标x随之增大,纵坐标y随之增大,故所对应的z值也随之增大。因此, z=2x+3y在原点0(0,0)取得最小值,在A点(4,2)取得最大值。所以z0,14,2.变式2

9、:观察例1的平面区域,若使目标函数z=abx+y(a0 ,b0)取得最大值为14,则ab的值为 ,a+b的最小值为 。,(4,2),3,解:目标函数z=abx+y在A(4,2)处取得最大值为14, 4ab+2=14 ab=3. a+b a+b的最小值为,3、 变式3:观察例1的平面区域,若使目标函数z=ax+y(a0)取得最大值的最优解有无穷多个,则a的值为 。,解:由题意知:要使目标函数z=ax+y(a0)取得最大值的最优解有无穷多个,必须直线ax+y=0与直线x+2y=8平行,即两直线斜率相等。所以a=,4思考:例1中约束条件下的平面区域的图形面积如何求?,思路点拨:求平面区域的面积,先画

10、出不等式组表示的平面区域,然后根据区域的形状求面积若图形为规则的,则直接利用面积公式求解;若图形为不规则的,则可采取分割的方法,将平面区域分为几个规则图形然后求解,5. 营养学家指出,成人良好的日常饮食应该至少提供0.075kg的碳水化合物,0.06kg的蛋白质,0.06kg的脂肪,1kg食物A含有0.105kg碳水化合物,0.07kg蛋白质,0.14kg脂肪,花费28元;而1kg食物B含有0.105kg碳水化合物,0.14kg蛋白质,0.07kg脂肪,花费21元。为了满足营养专家指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要同时食用食物A和食物B多少kg?,分析:,列(列线性约束条件,目标函数),

11、目标函数为:z28x21y,线性约束条件,(三)例题分析,画 (画可行域),移 (平移目标函数,寻找最优解),M,解方程组,解得,求 (求 Z 的最值 ),如何求点M的坐标?,zmin28x21y16,28X+21y=0,(1)解决线性规划实际应用题的一般步骤: 认真审题,分析并掌握实际问题的背景,设出未知数,写出线性约束条件和目标函数. 作出可行域. 作出目标函数值为零时对应的直线l. 在可行域内平行移动直线l,从图中能判定问题有唯一最优解,或是有无穷最优解或无最优解. 求出最优解,从而得到目标函数的最值.,x-y+50 ya 0x2 表示的平面区域是一个三角形,则a的取值范围是 .,6.若不等式组,【解析】如图,不等式组 x-y+50 0x2 表示的平面区域与x轴构成一个 梯形,它的一个顶点坐标是(2,7) 用平行于x轴的直线y=a截梯形得到 三角形,则a的取值范围是5a7.,

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