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高中数学《3.3.2简单的线性规划》导学案 新人教A版必修5

课题:3.3.2简单的线性规划(1)
班级: 组名
一.:自主学习,明确目标
1.知识与技能:使学生了解二元一次不等式表示平面区域;了解线性规划的意义以及约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念;了解线性规划问题的图 解法,并能应用它解决一些简单的实际问题;
2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力;
教学重点:用图解法解决简单的线性规划问题 教学难点:准确求得线性规划问题的最优解 教学方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力; 二.研讨互动,问题生成
1、二元一次不等式0>++C By Ax 在平面直角坐标系中表示什么图形?
2、怎样画二元一次不等式(组)所表示的平面区域?应注意哪些事项?
3、熟记“直线定界、特殊点定域”方法的内涵。

三.合作探究,问题解决
在现实生产、生活中,经常会遇到资源利用、人力调配、生产安排等问题。

1、下面我们就来看有关与生产安排的一个问题: 引例:某工厂有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8h 计算,该厂所有可能的日生产安排是什么?
(1)用不等式组表示问题中的限制条件:
设甲、乙两种产品分别生产x 、y 件,又已知条件可得二元一次不等式组:
2841641200
x y x y x y +≤⎧⎪≤⎪⎪
≤⎨⎪≥⎪≥⎪⎩ ……………………………………………………………….(1) (2)画出不等式组所表示的平面区域:
如图,图中的阴影部分的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排。

(3)提出新问题:
进一步,若生产一件甲产品获利2万元,生产一件乙产品获利3万元,采用哪种生产安排利润最大? (4)尝试解答:
设生产甲产品x 件,乙产品y 件时,工厂获得的利润为z ,则z=2x+3y .
这样,上述问
题就转化为:
当x,y 满足不等式(1)并且为非负整数时,z 的最大值是多少? 把z=2x+3y 变形为233z y x =-
+,这是斜率为23
-,在y 轴上的截距为3z
的直线。


z 变化时,可以得到一族互相平行的直线,如图,由于这些直线的斜率是确定的,因此
只要给定一个点,(例如(1,2)),就能确定一
条直线(2833
y x =-
+),这说明,截距3z
可以由
平面内的一个点的坐标唯一确定。

可以看到,直线
233
z
y x =-+与不等式组(1)的区域的交点满足
不等式组(1),而且当截距3
z
最大时,z 取得最
大值。

因此,问题可以转化为当直线233
z
y x =-+
与不等式组(1)确定的平面区域有公共点时,在区域内找一个点P ,使直线经过点P 时截距
3
z
最大。

(5)获得结果:
由上图可以看出,当实现233
z
y x =-
+金国直线x=4与直线x+2y-8=0的交点M (4,2)时,截距3z 的值最大,最大值为14
3
,这时2x+3y=14.所以,每天生产甲产品4件,乙产
品2件时,工厂可获得最大利润14万元。

2、线性规划的有关概念:
①线性约束条件:在上述问题中,不等式组是一组变量x 、y 的约束条件,这组约束条件都是关于x 、y 的一次不等式,故又称线性约束条件. ②线性目标函数:
关于x 、y 的一次式z =2x +y 是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x 、y 的解析式,叫线性目标函数.
③线性规划问题:
一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.
④可行解、可行域和最优解:
满足线性约束条件的解(x ,y )叫可行解. 由所有可行解组成的集合叫做可行域.
使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解. 3、 变换条件,加深理解
探究:课本第100页的探究活动
(1) 在上述问题中,如果生产一件甲产品获利3万元,每生产一件乙产品获利2万元,有应当如何安排生产才能获得最大利润?在换几组数据试试。

(2) 有上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关系吗?
3.随堂练习
1.请同学们结合课本P 91练习1来掌握图解法解决简单的线性规划问题.
(1)求z =2x +y 的最大值,使式中的x 、y 满足约束条件
⎪⎩

⎨⎧-≥≤+≤.1,1,y y x x y。

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