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线性规划常见题型大全

绝密★启用前2014-2015学年度学校8月月考卷试卷副标题注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 一、选择题(题型注释)1.已知实数x ,y 满足002x y x y ≥⎧⎪≥⎨⎪+≤⎩,则z =4x +y 的最大值为( )A 、10B 、8C 、2D 、0 【答案】B 【解析】试题分析:画出可行域,根据图形可知,当目标函数经过A(2,0)点时,z =4x +y 取得最大值为8考点:线性规划.2.若不等式组0220x y x y y x y a-≥⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪+≤⎩,表示的平面区域是一个三角形区域,则a 的取值范围是( ) A.43a ≥B.01a <≤C.413a ≤≤D.01a <≤或43a ≥【解析】根据22x yx yy-≥⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪⎩画出平面区域(如图1所示),由于直线x y a+=斜率为1-,纵截距为a,自直线x y a+=经过原点起,向上平移,当01a<≤时,22x yx yyx y a-≥⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪+≤⎩表示的平面区域是一个三角形区域(如图2所示);当413a<<时,22x yx yyx y a-≥⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪+≤⎩表示的平面区域是一个四边形区域(如图3所示),当43a≥时,22x yx yyx y a-≥⎧⎪+≤⎪⎨≥⎪⎪+≤⎩表示的平面区域是一个三角形区域(如图1所示),故选D.图1 图2 图3考点:平面区域与简单线性规划.3.已知变量x,y满足约束条件20170x yxx y-+≤,⎧⎪≥,⎨⎪+-≤,⎩则yx的取值范围是( )A.9[6]5, B.9(][6)5-∞,⋃,+∞ C.(3][6)-∞,⋃,+∞ D.(3,6]【解析】试题分析:画出可行域,yx可理解为可行域中一点到原点的直线的斜率,可知可行域的边界交点为临界点(59,22),(1,6)则可知k=yx的范围是9[6]5,.考点:线性规划,斜率.4.(5分)(2011•广东)已知平面直角坐标系xOy上的区域D由不等式组给定.若M(x,y)为D上的动点,点A的坐标为,则z=•的最大值为()【答案】B【解析】试题分析:首先做出可行域,将z=•的坐标代入变为z=,即y=﹣x+z,此方程表示斜率是﹣的直线,当直线与可行域有公共点且在y轴上截距最大时,z有最大值.解:首先做出可行域,如图所示:z=•=,即y=﹣x+z做出l0:y=﹣x,将此直线平行移动,当直线y=﹣x+z经过点B时,直线在y 轴上截距最大时,z有最大值.因为B(,2),所以z的最大值为4故选B点评:本题考查线性规划、向量的坐标表示,考查数形结合思想解题.5.已知不等式组202020x yxax y+-⎧⎪-⎨⎪-+⎩≥≤≥表示的平面区域的面积等于3,则a的值为﹙A ﹚1- (B )52 ﹙C ﹚2 (D )12【答案】D 【解析】试题分析:由题意,要使不等式组表示平面区域存在,需要1a >-,不等式组表示的区域如下图中的阴影部分,面积1(22)232Sa =⋅+⋅=,解得12a =,故选D.考点:1.线性规划求参数的取值.6.设x ,y 满足约束条件,若z=的最小值为,则a 的值为( )A .1B .2C .3D .4【答案】A 【解析】 ∵=1+而表示点(x ,y)与点(-1,-1)连线的斜率.由图知a>0,否则无可行域,且点(-1,-1)与点(3a ,0)的连线斜率最小,即==a=17.已知实数x,y满足条件22(3)(2)110x yx y⎧-+-≤⎨--≥⎩,则2yzx=-的最小值为()A.32+ B.22+ C.34D.43【答案】C【解析】试题分析:如下图可行区域为上图中的靠近x轴一侧的半圆,目标函数22y yzx x-==--,所表示在可行区域取一点到点(2,0)连线的斜率的最小值,可知过点(2,0)作半圆的切线,切线的斜率2yzx=-的最小值,设切线方程为y=k(x-2),则A到切线的距离为1,故223141kkk-=⇒=+.考点:1.线性规划;2.直线与圆的位置关系.8.若在区间[0,2]中随机地取两个数,则这两个数中较大的数大于12的概率是( )931515【答案】C 【解析】试题分析:设这两个数为:,x y,则0202xy≤≤⎧⎨≤≤⎩.若两数中较大的数大于12,则还应满足:12x>或12y>(只需排除1212xy⎧≤⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩),作出以上不等式组表示的区域,由几何概型的概率公式得11541416p=-=.选C.考点:1、几何概型;2、不等式组表示的区域.第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题(题型注释)9.若实数x,y满足线性约束条件3122x yx y x+≤⎧⎪⎨≤≤⎪⎩,则z=2x y+的最大值为________.【答案】5.【解析】试题分析:作出不等式组3122x yx y x+≤⎧⎪⎨≤≤⎪⎩表示的平面区域,即可行域,则可知直线03=-+yx与直线xy21=的交点)1,2(M,作直线l:02=+yx,平移直线l,可知当2=x,1=y时,5122max=+⋅=z.考点:线性规划.10.已知变量,x y满足约束条件23110,480,20,x yx yx y+-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩若目标函数()0z x ay a=->的最大值为1,则a= .【答案】3【解析】试题分析:约束条件所满足的区域如图所示,目标函数过B(4,1)点是取得最大值,所以141a=-⨯,所以3a=.考点:线性规划.11.设z=kx+y,其中实数x,y满足20240240x yx yx y+-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩若z的最大值为12,则实数k= .【答案】2作出可行域(如图),其中A(4,4),B(0,2),C(2,0)过原点作出直线kx+y=0k=0时,y=0,目标函数z=y 在点A 处取得最大值4,与题意不符②102k <-≤即102k -≤<时,直线kx+y=0即y=-kx 经过一、三象限,平移直线y=-kx 可知,目标函数z=kx+y 在点A 处取得最大值,即,此时k=2与102k -≤<不符; ③-k>12即k<-12时,直线kx+y=0即y=-kx 经过一、三象限,平移直线y=-kx可知,目标函数z=kx+y 在点B 处取得最大值,即max 022z =+=,此式不成立④-k<0即k>0时,直线kx+y=0即y=-kx 经过二、四象限,平移直线y=-kx 可知,目标函数z=kx+y 在点A 处取得最大值,即max 4412z k =+=,此时k=2与k>0相符,所以k=212.点(,)M x y 是不等式组0333x y x ⎧≤≤⎪≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域Ω内的一动点,且不等式20x y m -+≥总成立,则m 的取值范围是________________.【答案】3m ≥ 【解析】试题分析:将不等式化为2m y x ≥-,只需求出2y x -的最大值即可,令2z y x =-,就是满足不等式0333x y x ⎧≤≤⎪≤⎨⎪≤⎩的最大值,由简单的线性规划问题解法,可知在()0,3处z 取最大值3,则m 取值范围是3m ≥. 考点:简单的线性规划和转化思想.13.设变量x ,y 满足|3|,43:y x z y x x y -=⎪⎨⎧≤+≥则的最大值为.【答案】8 【解析】 试题分析:这是如图可行域,目标函数223⨯-=y x z ,表示可行域内的点到直线03=-y x 的距离的2倍,很显然点A 到直线的距离最大,点()22,-A ,将其代入点到直线的距离公式得到822232max =⨯⨯--=z 考点:1.线性规划;2.点到直线的距离公式.14.已知实数x ,y 满足6003x y x y x ≥⎧⎪≥⎨⎪≤⎩-+,+,,若z =ax +y 的最大值为3a +9,最小值为3a -3,则实数a 的取值范围为__________. 【答案】[-1,1]【解析】作出可行域如图中阴影部分所示,则z 在点A 处取得最大值,在点C 处取得最小值.又k BC =-1,k AB =1,∴-1≤-a≤1,即-1≤a≤1.15.设实数,x y 满足,102,1,x y y x x ≤⎧⎪≤-⎨⎪≥⎩向量2,x y m =-()a ,1,1=-()b .若// a b ,则实数m 的最大值为 .【答案】6; 【解析】试题分析:因为//a b ,所以202x y m m y x -+=⇒=-,故根据线性规划的知识画出可行域如图,则目标函数在点(1,8)处取得最大值6. 考点:向量平行 线性规划16.已知点(3,3)A ,O 为坐标原点,点(,)P x y 满足303200x y x y y ⎧-≤⎪⎪-+≥⎨⎪≥⎪⎩,则||OA OPZ OA ⋅=的最大值是【答案】3 【解析】试题分析:作出可行域如图,则||||OA OPOP cos AOP OA ⋅∠=,又AOP ∠是,OA OP 的夹角, ∴目标函数||OA OPZ OA ⋅=表示OP 在OA 上的投影,过P 作OA 的垂线PH ,垂足为H , 当P 在可行域内移动到直线30x y -=和直线320x -+=的交点3)B ,时,OP 在OA 上的投影OH 最大,此时||||26OP OB AOP AOB π∠=∠===,,∴||OA OPZ OA ⋅=的最大值为|236|cos AO O c B B os π∠==,故答案为3.考点:简单线性规划的应用,平面向量的数量积,平面向量的投影. 17.若实数x 、y 满足()222x y x y +=+,则x y +的最大值是_________. 【答案】4【解析】试题分析:将()222x y x y +=+变形为22(1)(1)2x y -+-=,表示圆心为(1,1),半径为2的圆。

令z x y =+,即0x y z +-=。

由图像分析可知圆心到直线0x y z +-=距离221122211z z d +--==≤+,解得04z ≤≤,所以x y +的最大值是4。

考点:1线性规划、数形结合思想;2点到线的距离;18.已知O 为坐标原点,2(A ,)1,x P (,)y 满足⎪⎩⎪⎨⎧≥-≤+≤+-012553034x y x y x ,则AOPOP ∠⋅cos 的最大值等于 .【答案】5512 【解析】试题分析:52cos y x OAOA OP AOP OP +==∠⋅,设y x z +=2,如图:做出可行域当目标函数平移到C 点取得最大值,⎩⎨⎧=-+=+-02553034y x y x 解得⎩⎨⎧==25y x ,()25,C ,代入目标函数12252max =+⨯=z ,AOP OP ∠⋅cos 的最大值为5512. 考点:1.向量的数量积的坐标表示;2.线性规划.19.已知实数x ,y 满足222242(1)(1),(0)y x x y y x y r r ≤⎧⎪≤⎪⎨≥⎪⎪>⎩,+,-,++-=则r 的最小值为________. 【答案】2【解析】作出约束条件242y x x y y ≤⎧⎪≤⎨⎪≥⎩,+,-,表示的可行域,如图中的三角形,三角形内(包括边)到圆心的最短距离即为r 的值,所以r 的最小值为圆心到直线y =x 的距离,所以r 的最小值为2.20.已知P (x ,y )满足0102x x y ≤≤⎧⎨≤+≤⎩则点Q (x +y ,y )构成的图形的面积为_____.【答案】2【解析】令x +y =u ,y =v ,则点Q (u ,v )满足0102u v u ≤-≤⎧⎨≤≤⎩,在uOv 平面内画出点Q (u ,v )所构成的平面区域如图,易得其面积为2.21.已知实数x ,y 满足约束条件333x y y x +⎧⎪⎨⎪⎩≥≤≤,,,则225z x y =--的最大值为 .【答案】12【解析】试题分析:解线性规划问题,不仅要正确确定可行域,本题是直角三角形,((0,3),(3,0),(3,3))ABC A B C及其内部,而且要挖出目标函数的几何意义,本题中22x y+可理解为坐标原点到可行域中点的距离的平方.要求目标函数最大值,就是求22x y+的最小值,即坐标原点到直线3x y+=的距离的平方,为215()22-=.考点:线性规划求最值22.曲线y=sin xx在点M(π,0)处的切线与两坐标轴围成的三角形区域为D(包含三角形内部与边界).若点P(x,y)是区域D内的任意一点,则x+4y的最大值为.【答案】4【解析】试题分析:sin xyx=,2cos sinx x xyx-'∴=,2cos sin1|xyππππππ=-'==-,所以曲线sin xyx=在点(),0Mπ处的切线方程为:()1y xππ=--,即:0x yππ+-=,它与两坐标轴所围成的三角形区域如下图所示:令4z x y=+,将其变形为144zy x=-+,当z变化时,它表示一组斜率为14-,在y轴上的截距为4z的平行直线,并且该截距越在,z就越大,由图可知,当直线经过()0,1A时,截距最大,所以maxz=0414+⨯=,故答案为:4.考点:1、导数的几何意义;2、求导公式;3、线必规划.23.已知实数x,y满足30250x yx yy+-+-⎧⎪⎨⎪⎩≥≤≥,则()221z x y=-+的最小值是 .【答案】2【解析】试题分析:线性不等式组表示的可行域如图:300(3,0)x y y A +-==⎧⇒⎨⎩,250(5,0)0x y B y +-=⎧⇒⎨=⎩,30250(1,2)x y x y C +-=+-=⎧⇒⎨⎩。

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