- 简单线性规划问题(用平面区域表示二元一次不等式组)
- 共6491题
设实数x,y满足不等式组.
(1)作出点(x,y)所在的平面区域并求出x2+y2的取值范围;
(2)设m>-1,在(1)所求的区域内,求Q=y-mx的最值.
正确答案
解:(1)将不等式去绝对值,化简为:或
平面区域为如图所示的四边形DEFG及其内部,其中D(-3,7),E(0,1),F(2,-1),G(3,1);
由图可知,当动点(x,y)与点D(-3,7)重合时,
x2+y2达到最大值,最大值为OD2=9+49=58;
当动点(x,y)与原点在直线EF上的射影重合时,
x2+y2达到最小值,最小值为
∴x2+y2的取值范围是[,58]
(2)作直线l:Q=y-mx,则它的斜率k=m(k>-1)
运动直线l,并观察图形可得:
①当-1<k≤2即-1<m≤2时
平移l到经过D点时,Q=y-mx值最大,Qmax=7+3m;
平移l到经过F点时,Q=y-mx值最小Qmin=-1-2m
②当k>2,即m>2时,
平移l到经过D点时,Q=y-mx值最大,Qmax=7+3m
平移l到经过G点时,Q=y-mx值最小Qmin=1-3m.
解析
解:(1)将不等式去绝对值,化简为:或
平面区域为如图所示的四边形DEFG及其内部,其中D(-3,7),E(0,1),F(2,-1),G(3,1);
由图可知,当动点(x,y)与点D(-3,7)重合时,
x2+y2达到最大值,最大值为OD2=9+49=58;
当动点(x,y)与原点在直线EF上的射影重合时,
x2+y2达到最小值,最小值为
∴x2+y2的取值范围是[,58]
(2)作直线l:Q=y-mx,则它的斜率k=m(k>-1)
运动直线l,并观察图形可得:
①当-1<k≤2即-1<m≤2时
平移l到经过D点时,Q=y-mx值最大,Qmax=7+3m;
平移l到经过F点时,Q=y-mx值最小Qmin=-1-2m
②当k>2,即m>2时,
平移l到经过D点时,Q=y-mx值最大,Qmax=7+3m
平移l到经过G点时,Q=y-mx值最小Qmin=1-3m.
设非负实数x、y满足不等式组
(1)如图在所给的坐标系中,画出不等式组所表示的平面区域;
(2)求k=x+3y的取值范围;
(3)在不等式组所表示的平面区域内,求点(x,y)落在x∈[1,2]区域内的概率.
正确答案
解:(1)不等式组
所表示的平面区域,如下图示:
(2)当直线k=x+3y过点(0,0)时,k最小值为0.
当直线k=x+3y过点A(0,3)时,k最大值为9.
故k=x+3y的取值范围为:[0,9].
(3)面积S=×(3+2)×1+
×2×1=
其中落在x∈[1,2]区域内的面积为1
故点(x,y)落在x∈[1,2]区域内的概率P==
.
解析
解:(1)不等式组
所表示的平面区域,如下图示:
(2)当直线k=x+3y过点(0,0)时,k最小值为0.
当直线k=x+3y过点A(0,3)时,k最大值为9.
故k=x+3y的取值范围为:[0,9].
(3)面积S=×(3+2)×1+
×2×1=
其中落在x∈[1,2]区域内的面积为1
故点(x,y)落在x∈[1,2]区域内的概率P==
.
设变量x,y满足,则2x+3y的最大值为( )
正确答案
解析
解:满足约束条件
的平面区域如下图所示:
令z=2x+3y可得y=,则
为直线2x+3y-z=0在y轴上的截距,截距越大,z越大
作直线l:2x+3y=0
把直线向上平移可得过点D时2x+3y最大,
由可得x=5,y=15,此时z=55
故选D
实数x,y满足,使z=ax+y取得最大值的最优解有两个,则z=ax+y+1的最小值为( )
正确答案
解析
解:不等式组等价为
或
不等式对应的平面区域如图:
由z=ax+y得y=-ax+z,
若a=0时,直线y=-ax+z=z,此时取得最大值的最优解只有一个,不满足条件.
若-a>0,则直线y=-ax+z截距取得最大值时,z取的最大值,此时满足直线y=-ax+z经过点A,D时满足条件,此时-a=1,解得a=-1.
若-a<0,则直线y=-ax+z截距取得最大值时,z取的最大值,此时z=ax+y取得最大值的最优解有1个或者无数个,不满足条件.
综上满足条件的a=-1,即z=-x+y+1,
则y=x+z-1,当直线y=x+z-1经过B(1,0),C(0,-1)时,目标函数取得最小值,
此时z=-1+0+1=0,
故选:A
已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=( )
正确答案
解析
解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).
则A(2,0),B(1,1),
若z=ax+y过A时取得最大值为4,则2a=4,解得a=2,
此时,目标函数为z=2x+y,
即y=-2x+z,
平移直线y=-2x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为4,满足条件,
若z=ax+y过B时取得最大值为4,则a+1=4,解得a=3,
此时,目标函数为z=3x+y,
即y=-3x+z,
平移直线y=-3x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为6,不满足条件,
故a=2,
故选:B
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