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必修五简单的线性规划问题



x+3y≥27, x≥0
:
y≥0
标目函数: z=x+y (x,y N)
约束条件:
{ 2x+y≥15, x+2y≥18, x+3y≥27, x≥0,
y 15
调整优解法
y≥0
目标函数:z=(xx, y+y N) 10
8
画可行域 x+y
=0
6
4
B(3,9)
C(4,8)
分析:将已知数据列成表格
食物/kg 碳水化合物/kg
A
0.105
B
0.105
蛋白质/kg
0.07 0.14
脂肪/kg
0.14 0.07
解:设每天食用xkg食物A,ykg食物B,总成本为z, 那么
0.105x+0.10 y 0.075 7x 7 y 5
00..0174
x+0.14 x 0.07
经过可行域上的N点时 z 最
y1x
大即 最z大。
4
4
解方程组
y3

x

2
y

8
,得N点的坐标为(2,3)。
所以 zmax 2 4 3 14
一、线性规划在实际中的应用:
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,
一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下, 如何使用它们来完成最多的任务; 二是给定一项任务,如何合理安排和规划,能以最少的人力、 物力、资金等资源来完成该项任务学科网
这是斜率为
y


1
形为 y 4 x 4 ,随z变化的平
行直线系,4z是4直线在Y轴上的
y
x2y 8
x4 N (2,3)
M
截距,当 z 最大时,z取得最
4 大值。所以直线
y


1
x
4
y 3 与可行域相交且在Y轴上的截距
最大时,目标函数取得最大值。
o
4
8 x由图可见,当 直线 z x 4y
7 x 7 y 5
14x 7 y 6

x

1 7
得M点的坐标为:


y

4 7
所以zmin=28x+21y=16
5、答由此可知,每天食用食物A143g,食物B约
571g,能够满足日常饮食要求,又使花费最低, 最低成本为16元。
解线性规划问题的步骤:
1、找 找出线性约束条件、目标函数;
3.3.2简单的线性规划问 题
z xxk
y
o
x
新课探究
某工厂用A、B两种配件生产甲、乙两种产品,每 生产一件甲产品使用4个A配件耗时1h,每生产一件 乙产品使用4个B配件耗时2h,该厂每天最多可从配 件厂获得16个A配件和12个B配件,按每天工作8h计 算,该厂所有可能的日生产安排是什么?
解:按甲、乙两种产品分别生产x、y件,由已知条 件可得二元一次不等式组
下面我们就来看看线性规划在实际中的一些应用:
二、例题
例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?
叫做可行域。
o
4
8x
使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做
这个问题的最优解。
解:按甲、乙两种产品分别生产x、y件,目标函数为Z,那么:
约束条件为
x 2y

x y

4 3
x 0
y 0
作出上述约束条件所表示的
可行域如下:

8 目标函数为 z x 4 y
1z
将z x4
规格类型 钢板类型
A规格
B规格 C规格
第一种钢板
2
1
1
第二种钢板
1
2
3
某顾客需要A,B,C三种规格的成品分别为15,18,27块,若你是
经理,问各截这两种钢板多少张既能满足顾客要求又使所用钢板张
数最少。
分 析
解:设需截第一种钢板x张,第二种钢板y张,
2x+y≥15,
钢板总张数为Z则,

x+2y≥18,
二、基本概念
一组关于变量x、y的一次不等式,称为线性约束条
件。
把求最大值或求最小值的的函数称为目标函数,因为
它是关于变量x、y的一次解析式,又称线性目标函数。
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,统称为线性规划问题。y
4
满足线性约束的解 可行3 域
最优解
(x,y)叫做可行解。
可行解
由所有可行解组成的集合
4 3
纵截
3 28
距随z变化的一组平行 6/7 y 直线
z 28 是直线在y轴上
的截距,当截距最
5/7 M
小时,z的值最小。 3/7
3、移
如图可见,当直线z= 28x+21y 经过可行 域上的点M时,纵截距 最小,即z最小。
o
3/7
y4x 3
/ 57 6/7 x
4、求 M点是两条直线的交点,解方程组
一件乙产品获利3万元,采用那种生产
y 0 安排利润最大?
设工厂获得的利润为z,则z=2x+3y
把z=2x+3y变形为
y2 x z
3
3
y
x2y 8
4
3
它表示斜率为

2 3
的直
线系,z与这条直线的
x4
M(4,2)
截距有关。
o
4
8x
如图可见,当直线经过区域上的点M时,截距最大,
即z最大。
y y

0.06 0.06

174xx174
y y

6 6

x

0

x

0
y 0
y 0
目标函数为:z=28x+21y
1、找
作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域
把目标函数z=28x+21y 变形为 y 4 x z
2、画
它表示斜率为
(1)2、画: 画出线性约束条件所表示的可行域;
(2)3、移: 在线性目标函数所表示的一组平行线中,
利用平移的方法找出与可行域有公共点 且纵截距最大或最小的直线; (3)4、求:通过解方程组求出最优解;
(4)5、答:作出答案。
12
例题6 某工厂现有两种大小不同规格的钢板可截成A、B、C三种规格, 每张钢板可同时截得三种规示 :格的小钢板的块数如下表所
x+2y 8 x 2 y 8

4x 4y

16 12


x y 4 3x 0x 0
y 0
y 0
2
将上述不等式组表示成平面上的区域

x x y x

2y 4 3 0

8
甲、乙两种产品分别生产x、y件
若生产一件甲产品获利2万元,生产
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