线性规划基本题型
(1)z=x2+(y-5)2 表示可行域内任一点(x,y)到点 M(0,5)的距离的平方,过 M 作 AC 的垂线,易知垂 足在 AC 上,故
MN=
|01-+5-+12|2=
3 =3 2
2
2.MN2=(3
2
2)2=92,故
z
【数的均点最可评小化】值为为(求192)可对. 行形域如内z=的(x点-(xa,)2+y)(与y-点b()a2,型b的)间目的标距函
2x-y-5≤0
z=x2+y2-10y+25 的最小值.
【分析】 由题目可获取以下主要信息:在约束条件下,
①求 z=x2+y2-10y+25=x2+(y-5)2 的最小值.
解答本题可先将目标函数变形找到它的几何意义,再利 用解析几何知识求最值.
【解】 作出可行域,如图所示,求得A(1,3), B(3,1),C(7,9).
.
题型一 求线性目标函数的最值—截距型
线性规划问题的基本解法是图解法,解好线性规划问 题的关键是画好平面区域,找到目标点.
2x+y≤40 例1 若变量 x,y 满足xx≥+02y≤50 ,
y≥0 求 z=3x+2y 的最大值.
【分析】 解答本题可先画出可行域,采用图解法,平 行移动直线求解.
【解】由题意,满足二元一次不等式 组的解的可行域如图所示.由 z=3x +2y,得 y=-32x+2z.要求 z 的最大值, 可求2z 的最大值,即求斜率为-23的直 线在可行域内在 y 轴上截距的最大值. 如图,显然直线过 A 点时,y=-32+2z 在 y 轴上截距最大.
联立2x+x+2yy= =4500 ,得xy==2100 , ∴A(10,20). ∴z=3x+2y 的最大值为 z=3×10+2×20=70.
题型二 求非线性目标函数的最值—距离型
若目标函数不是线性函数,我们可先将目标函数变形找 到它的几何意义,再利用解析几何知识求最值.
例2
x-y+2≥0 已知x+y-4≥0 ,求:
【分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 解答本题可先作出可行域,利用数形 结合求解. 【解析】 由约束条件作出可行域(如图).
点C的坐标为(3,1),z最大时,即平移y=-ax+z时 使直线在y轴上的截距最大, ∴-a<kCD,即-a<-1,∴a>1. 【答案】 a>1 【点评】 解答此类问题必须要注意边界直线斜率与 目标函数斜率的关系.
B.0a1C.1a4D.0a1或a4
3
3
1
2 2 ,
33
x
D
0
1
x y a 表 示 斜 率 为 - 1 的 动 直 线 的 左 下 方
.
检测:
3x-y-6≤0, 1. 设 x,y 满足约束条件x-y+2≥0, 若目标函数 z
x≥0,y≥0,
=ax+by(a>0,b>0)的最大值为
25
12,则2a+3b的最小值为
____6____.
解析 不等式表示的平面区域如图所示
阴影部分,当直线 ax+by=z(a>0,b>0)
过直线 x-y+2=0 与直线 3x-y-6=0
的交点(4,6)时,目标函数 z=ax+by(a>0,
b>0)取得最大值 12,即 4a+6b=12,即 2a+3b=6,而2a+3b=(2a+3b)2a+6 3b=163+(ba+ab)≥163+2= 265,故2a+3b的最小值为265. .
例5 (2010年北京-7)设不等式组
x y 11 0
3
x
y
3
0 表示的平面
5 x 3 y 9 0
区域为D,若指数函数y=ax的图像上存在区域D上的点,则a
的取值范围是
(A)(1,3] (B )[2,3] (C ) (1,2] (D )[ 3,+ ∞] 解:作出可行域如右图所示绿色
由xx+=y4-,6=0, 得xy==24.,
故 C(4,2).∴kOC=21.
由x4+x-y-3y+6=120,=0, 得xy==36776
.
故 A(67,376). ∴kOA=6. 故xy的最大值为 6,最小值为12.
题型四 求目标函数中参数的取值范围
此类题目为线性规划的逆向思维问题.解答此类 问题必须要明确线性目标函数的最值一般在可行 域的顶点或边界取得,运用数形结合的思想方法 求解. 例4 已知变量x,y满足约束条件1≤x+y≤4, -2≤x-y≤2.若目标函数z=ax+y(其中a>0)仅在 点(3,1)处取得最大值,则a的取值范围为_______.
离的平方的最值问题.
题型三 求非线性目标函数的最值—斜率型
例3
x+y-6≥0, 已知实数 x,y 满足4x-3y+12≥0,
x≤4.
求xy的最大值与最小值.
【解】
x+y-6≥0, 作出不等式组4x-3y+12≥0,
x≤4
平面区域,如图所示.
表示的
(1)令 z=xy,则 y=zx.故求xy的最大值与最小值就是求 不等式组所表示的平面区域内的点与原点连线的斜率的 最大值与最小值,由图易知,kOC 最小,kOA 最大.
区域. 0<a<1 时 , x>0 时 , 0<ax<1 , y=ax
的图像上不存在区域D上的点. a>1时,当y=ax过A(2,9)时,a最
大为3.
a∈(1,3]. 选A. .
例6
xy0
(北京2007-6)若不等式组2xyy02表示的平面区域是一个三角形,则
xya
y
a的取值范围是( )
2
A.a34