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目标函数最值的求法


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2. 欲求最大值或最小值的函数 欲求最大值或最小值的函数z=2x+3y 叫做目标函数 叫做目标函数. 目标函数
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2. 欲求最大值或最小值的函数 欲求最大值或最小值的函数z=2x+3y 叫做目标函数 叫做目标函数. 目标函数 又是x、 的一次解析式 的一次解析式, 由于 z=2x+y又是 、y的一次解析式, 又是 所以又叫线性目标函数 所以又叫线性目标函数. 线性目标函数
探究问题(三)
设工厂获得的利润为z, 设工厂获得的利润为 ,则z = 2x + 3y, , ——求z的最大值。 求 的最大值 的最大值。
思考:1、如果将目标函数看成关于变量x,y的方程,它的 思考: 的方程, 几何意义是什么? 几何意义是什么? 2、z的几何意义又是什么? 的几何意义又是什么? 3、z的值因谁的变化而变化?你又能得到什么启 的值因谁的变化而变化? 示
2.【解析】 作出可行域如图阴影部分所示,由 【解析】 作出可行域如图阴影部分所示, 图可知z= - 经过点 经过点A时 有最小值 经过点B 有最小值, 图可知 =3x-4y经过点 时z有最小值,经过点 有最大值. 时z有最大值.易求 有最大值 易求A(3,5),B(5,3),∴z最大=3×5 , , × =-11. -4×3=3,z最小=3×3-4×5=- × = , × - × =-
O
x
将上述不等式组表示成平面上的区域, (3) 将上述不等式组表示成平面上的区域,图中的阴 影部分中的整点(坐标为整数)就代表所有可能的日生产 影部分中的整点(坐标为整数) 安排。 安排。
y
4 3
M
o
4
8
x
• 探究问题(二): 探究问题( 进一步,若生产一件甲产品获利2 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, 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? 采用哪种生产安排利润最大? 若设工厂获得的利润为z,则z = 的最大值。 2x + 3y,即求z的最大值。
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3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 一般地, 条件下的最大值或最小值的问题, 条件下的最大值或最小值的问题,统称 线性规划问题. 为线性规划问题 4. 满足线性约束条件的解 满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解 叫做可行解 叫做可行解. 5. 由所有可行解组成的集合叫做可行域 由所有可行解组成的集合叫做可行域 可行域.
方法总结: 方法总结:
解答线性规划问题的步骤: 解答线性规划问题的步骤: 第一步:建立数学关系式; 第一步:建立数学关系式; 第二步:根据约束条件画出可行域; 第二步:根据约束条件画出可行域; 第三步:令目标函数z=0,作出对应的直线 第三步:令目标函数 , 第四步:在可行域内平行移动直线; 第四步:在可行域内平行移动直线;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从而找到最优解; 距最大或最小的直线从而找到最优解; 从而找到最优解 第五步:求出目标函数的最大值或最小值 第五步:求出目标函数的最大值或最小值.
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3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 一般地, 条件下的最大值或最小值的问题, 条件下的最大值或最小值的问题,统称 线性规划问题. 为线性规划问题 4. 满足线性约束条件的解 满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解 叫做可行解 叫做可行解. 5. 由所有可行解组成的集合叫做可行域 由所有可行解组成的集合叫做可行域 可行域. 6. 使目标函数取得最大值或最小值的可行 最优解. 解,它们都叫做这个问题的最优解 它们都叫做这个问题的最优解
x + 2y ≤ 8 4x ≤16 4y ≤12 x ≥0 y ≥ 0 上一页
(2)画出不等式组所表示的平面区域: 画出不等式组所表示的平面区域:
x + 2y ≤ 8 4x ≤16 4y ≤12 x ≥0 y ≥0
y
x =4
y=3 x+2y-8=0
O
x
x=4
M点是两条直线的交点,解方程组 点是两条直线的交点, 点是两条直线的交点
x = 4 x + 2y −8 = 0
得x=4 y=2, 此时2x+3y=14 此时2x+3y=14
所以每天生产甲产品4 所以每天生产甲产品4件,乙产品2件时, 乙产品2件时, 工厂可获得最大利润14万元 工厂可获得最大利润14万元 14
课堂练习:
1. + ≤ , x+y≤3, - ≥ , (2010 年高卷天津卷 设变量 x,y 满足约束条件x-y≥-1, 年高卷天津卷)设变量 , y≥1, ≥, ) B.10 . D.2 . - + ≥ , x-y+2≥0, - + ≤ , (2010 年高考山东卷 设变量 x、y 满足约束条件x-5y+10≤0, 年高考山东卷)设变量 、 x+y-8≤0, +-≤, 则目标函数 则目标函数 z=4x+2y 的 = + 最大值为( 最大值为 A.12 . C.8 . 2.变式训练 .
【答案】 答案】
A
注意:z与对应直线在 y轴上截距的关系
如图). 【解析】 由约束条件画出可行域 如图 . 解析】 由约束条件画出可行域(如图 的坐标为(3,1),z最大时,即平移 =- 使直 最大时, =-ax使直 点C的坐标为 的坐标为 , 最大时 即平移y=- 线在y轴上的截距最大 轴上的截距最大. 线在 轴上的截距最大.∴-a<kCD, < <-1, 即-a<- ,∴a>1. <- >
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3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 一般地, 条件下的最大值或最小值的问题, 条件下的最大值或最小值的问题,统称 线性规划问题. 为线性规划问题
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3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 一般地, 条件下的最大值或最小值的问题, 条件下的最大值或最小值的问题,统称 线性规划问题. 为线性规划问题 4. 满足线性约束条件的解 满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解 叫做可行解 叫做可行解.
z=3x-4y 的最大值和最小值分别为 = - 的最大值和最小值分别为 值和最小值分别为( ) A.3,- ,-11 B.- ,- .-3,- . ,- .- ,-11 C.11,- . ,- ,-3 D.11,3 . )
y≤x 全国) 的最小值为( 3(全国)设变量 x 、 y 满足约束条件 x + y ≥ 2 ,则目标函数 z = 2 x + y 的最小值为( y ≥ 3x − 6
x −5y = 3
5 x + 3 y = 15
3x+5y=0
例2 :
5 x + 3 y ≤ 15, 若求z=x-2y的最大值和最小值呢? y ≤ x + 1, 的最大值和最小值呢? 变式1.若求 的最大值和最小值呢 变式 若求 y 5 1 z x − 5 y ≤ 3. ∵z = x −2y ⇒ y = x − 2 2
最小时, ∴ -z/2最小时,z最大 最小时 最大
y = x +1
-z/2最大时,z最小 最大时, 最小 最大时 故过点C时 最大 最大, 故过点 时,z最大, 过点B时 最小 最小. 过点 时,z最小 zmax=3 zmin=-3.5
B (1.5,2.5) 1 C o 3
5 x + 3 y = 15
A. 2 .
B. 3 .
C. 4 .
D. 9 .
4.(2011 广东卷 已知变量 x,y 满足约束条件 1≤x+y≤4,- ≤x-y≤2.若目标函数 z . 广东卷)已知变量 , ,-2≤ - ≤ 若目标函数 ≤ + ≤ ,- 仅在点(3,1)处取得最大值,则 a 的取值范围为 处取得最大值, 的取值范围为________. =ax+y(其中 a>0)仅在点 + 其中 > 仅在点 处取得最大值 .
不等式组所表示的平面区域: 不等式组所表示的平面区域:
2 z 2 z ∵y = − x + , 表 k = − ,b = 的 线 示 直 3 3 3 3
y
所以当Z变化
时,可以得到一 组互相平行的直 线,而且当截距 z/3最大时 最大时, z/3最大时,z取 最大值。-8=0
例1 : 的最大值和最小值,使 、 满足约束条件 求z=3x+5y的最大值和最小值 使x、y满足约束条件 的最大值和最小值
5 x + 3 y ≤ 15, y ≤ x + 1, x − 5 y ≤ 3.
Z max=17 Z min=-11
A(-2,-1)
y 5
y = x +1
B (1.5,2.5) 1 C o 3 x
【答案】 答案】
a>1 >
知识小结:
• 1、熟悉本节有关概念。 • 2、简单线性规划问题的求解步骤。 • 3、需要注意的问题。
x − 5y = 3
x
的最值与对应直线在y轴上的截距有关 注:1、目标函数 的最值与对应直线在 轴上的截距有关。 、目标函数z的最值与对应直线在 轴上的截距有关。 A 2、目标函数的最优解有时是唯一的,有时是不唯一的 、目标函数的最优解有时是唯一的, (-2,-1) 3x+5y=0 甚至是无穷多个。 甚至是无穷多个。 变式2.使 取得最小值的最优解有几个? 变式 使z=x-y取得最小值的最优解有几个 取得最小值的最优解有几个

探究问题(一)
• (1)如何用不等式组表示问题中的限制条件? • (2)请画出不等式组所表示的平面区域。 • (3)对照平面区域,你能说出该厂可能的日生产安排 的几何意义是什么吗?
解决问题
(1)用不等式组表示问题中的限制条件: 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 品分别生产x、y 件,由已知条件 可得二元一次不 等式组:
线性约束条件.
线性规划问题
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