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高中数学简单线性规划习题专项练习

一、选择题1.在平面直角坐标系中,若点(-2,t)在直线x -2y +4=0的上方,则t 的取值范围是( ) A .(-∞,1) B .(1,+∞) C .(-1,+∞) D .(0,1)[答案] B[解析] ∵点O(0,0)使x -2y +4>0成立,且点O 在直线下方,故点(-2,t)在直线x -2y +4=0的上方-2-2t +4<0,∴t>1. 2.)若2m +2n<4,则点(m ,n)必在( ) A .直线x +y -2=0的左下方 B .直线x +y -2=0的右上方 C .直线x +2y -2=0的右上方 D .直线x +2y -2=0的左下方 [答案] A[解析] ∵2m +2n≥22m +n ,由条件2m +2n<4知, 22m +n<4,∴m +n<2,即m +n -2<0,故选A.3.不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≥0x +3y≥43x +y≤4所表示的平面区域的面积等于( )[解析] 平面区域如图.解⎩⎪⎨⎪⎧x +3y =43x +y =4得A(1,1),易得B(0,4),C ⎝⎛⎭⎫0,43,|BC|=4-43=83. ∴S △ABC =12×83×1=43.4不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y≥22x -y≤4x -y≥0所围成的平面区域的面积为( )A .3 2B .6 2C .6D .3[答案] D[解析] 不等式组表示的平面区域为图中Rt △ABC ,易求B(4,4),A(1,1),C(2,0) ∴S △ABC =S △OBC -S △AOC=12×2×4-12×2×1=3.5设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y≤x x +y≥2y≥3x -6,则目标函数z =2x +y 的最小值为( )A .2B .3C .5D .7[答案] B[解析] 在坐标系中画出约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y≤x x +y≥2y≥3x -6所表示的可行域为图中△ABC ,其中A(2,0),B(1,1),C(3,3),则目标函数z =2x +y 在点B(1,1)处取得最小值,最小值为3.6.已知A(2,4),B(-1,2),C(1,0),点P(x ,y)在△ABC 内部及边界运动,则z =x -y 的最大值及最小值分别是( ) A .-1,-3 B .1,-3 C .3,-1D .3,1[解析] 当直线y =x -z 经过点C(1,0)时,zmax =1,当直线y =x -z 经过点B(-1,2)时,zmin =-3. [答案] B7(在直角坐标系xOy 中,已知△AOB 的三边所在直线的方程分别为x =0,y =0,2x +3y =30,则△AOB 内部和边上整点(即坐标均为整数的点)的总数为( ) A .95 B .91 C .88D .75[答案] B[解析] 由2x +3y =30知,y =0时,0≤x≤15,有16个;y =1时,0≤x≤13;y =2时,0≤x≤12; y =3时,0≤x≤10;y =4时,0≤x≤9; y =5时,0≤x≤7;y =6时,0≤x≤6; y =7时,0≤x≤4;y =8时,0≤x≤3; y =9时,0≤x≤1,y =10时,x =0.∴共有16+14+13+11+10+8+7+5+4+2+1=91个.8.某企业生产甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用A 原料3吨,B 原料2吨;生产每吨乙产品要用A 原料1吨,B 原料3吨,销售每吨甲产品可获得利润5万元,每吨乙产品可获得利润3万元.该企业在一个生产周期内消耗A 原料不超过13吨,B 原料不超过18吨.那么该企业可获得最大利润是( ) A .12万元 B .20万元 C .25万元D .27万元[答案] D[解析] 设生产甲、乙两种产品分别为x 吨,y 吨, 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧3x +y≤132x +3y≤18x≥0y≥0,获利润ω=5x +3y ,画出可行域如图,由⎩⎪⎨⎪⎧3x +y =132x +3y =18,解得A (3,4). ∵-3<-53<-23,∴当直线5x +3y =ω经过A 点时,ωmax =27.9.(文)(2010·山东省实验中学)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +6≥0x +y≥0x≤3,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( ) A .a≥1B .a≤-1C .-1≤a≤1D .a≥1或a≤-1[答案] C[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kBC =-1,kAB =1,∴-1≤-a≤1,即-1≤a≤1.10.已知变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +4y -13≥02y -x +1≥0x +y -4≤0,且有无穷多个点(x ,y)使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =( ) A .-2 B .-1 C .1D .4[答案] C[解析] 由题意可知,不等式组表示的可行域是由A(1,3),B(3,1),C(5,2)组成的三角形及其内部部分.当z =x +my 与x +y -4=0重合时满足题意,故m =1.11.当点M(x ,y)在如图所示的三角形ABC 区域内(含边界)运动时,目标函数z =kx +y 取得最大值的一个最优解为(1,2),则实数k 的取值范围是( ) A .(-∞,-1]∪[1,+∞) B .[-1,1]C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-1,1) [答案] B[解析] 由目标函数z =kx +y 得y =-kx +z ,结合图形,要使直线的截距z 最大的一个最优解为(1,2),则0≤-k≤kAC≤1或0≥-k≥kBC =-1,∴k ∈[-1,1].12已知x 、y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y≥x x +y≤2x≥a ,且z =2x +y 的最大值是最小值的3倍,则a =( )A .0D .1[答案] B[解析] 依题意可知a<1.作出可行域如图所示,z =2x +y 在A 点和B 点处分别取得最小值和最大值.由⎩⎪⎨⎪⎧x =a y =x 得A(a ,a), 由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2x =y 得B(1,1), ∴zmax =3,zmin =3a.∴a=13.13 (理)已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y≥0y≤2x -1x +y≤m ,如果目标函数z =x -y 的最小值为-1,则实数m等于( ) A .7 B .5 C .4D .3[答案] B[解析] 画出x ,y 满足条件的可行域如图所示,可知在直线y =2x -1与直线x +y =m 的交点A 处,目标函数z =x -y 取得最小值.由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -1x +y =m , 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =m +13y =2m -13,即点A 的坐标为⎝⎛⎭⎫m +13,2m -13.将点A 的坐标代入x -y =-1,得m +13-2m -13=-1,即m =5.故选B. 二、填空题14.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y≥0x +y≤1x +2y≥1,则目标函数z =2x +y 的最大值为________.[答案] 2[解析] 可行域为图中阴影部分△ABC ,显然当直线2x +y =z 经过可行域内的点A(1,0)时,z 取最大值,zmax =2.15.毕业庆典活动中,某班团支部决定组织班里48名同学去水上公园坐船观赏风景,支部先派一人去了解船只的租金情况,看到的租金价格如下表,那么他们合理设计租船方案后,所付租金最少为________元.船型 每只船限载人数 租金(元/只) 大船 5 12 小船38[答案] 116[解析] 设租大船x 只,小船y 只,则5x +3y≥48,租金z =12x +8y ,作出可行域如图,∵-53<-32,∴当直线z =12x +8y 经过点,0)时,z 取最小值,但x ,y ∈N , ∴当x =9,y =1时,zmin =116.16已知M 、N 是不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≥1,y≥1x -y +1≥0x +y≤6所表示的平面区域内的不同两点,则|MN|的最大值是________. [答案]17[解析] 不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分(包括边界)所示,由图形易知,点D(5,1)与点B(1,2)的距离最大,所以|MN|的最大值为17.17. (理)如果直线y =kx +1与圆x2+y2+kx +my -4=0相交于M 、N 两点,且M 、N 关于直线x +y =0对称,点P(a ,b)为平面区域⎩⎪⎨⎪⎧kx -y +1≥0kx -my≤0y≥0内任意一点,则b +1a -1的取值范围是________.[答案] ⎣⎡⎦⎤-1,-12[解析] ∵直线y =kx +1与圆x2+y2+kx +my -4=0相交于M 、N 两点,且M 、N 关于x +y =0对称,∴y =kx +1与x +y =0垂直,∴k =1,而圆心在直线x +y =0上,∴-k 2+⎝⎛⎭⎫-m 2=0,∴m =-1,∴作出可行域如图所示,而b +1a -1表示点P(a ,b)与点(1,-1)连线的斜率,∴kmax =0+1-1-1=-12,kmin =-1,∴所求取值范围为⎣⎡⎦⎤-1,-12.18.若由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x≤my +nx -3y≥0y≥0(n>0)确定的平面区域的边界为三角形,且它的外接圆的圆心在x 轴上,则实数m =________.[答案] -33[解析] 根据题意,三角形的外接圆圆心在x 轴上, ∴OA 为外接圆的直径,∴直线x =my +n 与x -3y =0垂直, ∴1m ×13=-1,即m =-33.19. 若x 、y 满足约束条件222x y x y ≤⎧⎪≤⎨⎪+≥⎩,则z=x+2y 的取值范围是 ( )A 、[2,6]B 、[2,5]C 、[3,6]D 、(3,5]解:如图,作出可行域,作直线l :x+2y =0,将l 向右上方平移,过点A (2,0)时,有最小值 2,过点B (2,2)时,有最大值6,故选A20.不等式组260302x y x y y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪≤⎩表示的平面区域的面积为( )A 、4B 、1C 、5D 、无穷大解:如图,作出可行域,△ABC 的面积即为所求,由梯形OMBC 的面积减去梯形OMAC 的面积即可,选B21. 、满足|x|+|y|≤2的点(x ,y )中整点(横纵坐标都是整数)有( ) A 、9个 B 、10个 C 、13个 D 、14个x y O22 x=2y =2 x + y =2BA2x + y – 6= 0 =5x +y – 3 = 0 O yx AB C M y =2解:|x|+|y|≤2等价于2(0,0)2(0,0)2(0,0)2(0,0)x y x y x y x y x y x y x y x y +≤≥≥⎧⎪-≤≥⎪⎨-+≤≥⎪⎪--≤⎩p p p p作出可行域如右图,是正方形内部(包括边界),容易得到整点个数为13个,选D22. 已知x 、y 满足以下约束条件5503x y x y x +≥⎧⎪-+≤⎨⎪≤⎩,使z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则a 的值为 ( ) A 、-3 B 、3 C 、-1 D 、1解:如图,作出可行域,作直线l :x+ay =0,要使目标函数z=x+ay(a>0)取得最小值的最优解有无数个,则将l 向右上方平移后与直线x+y =5重合,故a=1,选D23已知x 、y 满足以下约束条件220240330x y x y x y +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪--≤⎩,则z=x 2+y 2的最大值和最小值分别是( )A 、13,1B 、13,2C 、13,45D、jie :如图,作出可行域,x 2+y 2是点(x ,y )到原点的距离的平方,故最大值为点A (2,3)到原点的距离的平方,即|AO|2=13,最小值为原点到直线2x +y -2=0的距离的平方,即为45,选C24.已知|2x -y +m|<3表示的平面区域包含点(0,0)和(-1,1),则m的取值范围是 ( ) A 、(-3,6) B 、(0,6) C 、(0,3) D 、(-3,3) 解:|2x -y +m|<3等价于230230x y m x y m -++>⎧⎨-+-<⎩由右图可知3330m m +>⎧⎨-<⎩,故0<m <3,选C25.已知,x y 满足不等式组230236035150x y x y x y -->⎧⎪+-<⎨⎪--<⎩,求使x y +取最大值的整数,x y .解:不等式组的解集为三直线1l :230x y --=,2l :2360x y +-=,3l :35150x y --=所围成的三角形内部(不含边界),设1l 与2l ,1l 与3l ,2l 与3l 交点分别为,,A B C ,则,,A B C 坐标分别为153(,)84A ,(0,3)B -,7512(,)1919C -,作一组平行线l :x y t +=平行于0l :0x y +=,当l 往0l 右上方移动时,t 随之增大, ∴当l 过C 点时x y +最大为6319,但不是整数解,又由75019x <<知x 可取1,2,3, 当1x =时,代入原不等式组得2y =-, ∴1x y +=-;当2x =时,得0y =或1-, ∴2x y +=或1;当3x =时,1y =-, ∴2x y +=,故x y +的最大整数解为20x y =⎧⎨=⎩或31x y =⎧⎨=-⎩.26.设变量x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥+-≥-≤-1122y x y x y x ,则y x z 32+=的最大值为 。

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