高二數(shù)學(xué)簡(jiǎn)單線性規(guī)劃知識(shí)點(diǎn)
數(shù)學(xué)這一學(xué)科知識(shí)積累的越多,掌握的就會(huì)越熟練,下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母叨?shù)學(xué)簡(jiǎn)單線性規(guī)劃知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)你有幫助。
高二數(shù)學(xué)簡(jiǎn)單線性規(guī)劃知識(shí)點(diǎn)歸納
1.在同一坐標(biāo)系上作出下列直線:
2x+y=0;2x+y=1;2x+y=-3;2x+y=4;2x+y=7xYo簡(jiǎn)單線性規(guī)劃(1)-可行域上的最優(yōu)解2y
問題1:x 有無最大(小)值?
問題2:y 有無最大(小)值?
問題3:2x+y 有無最大(小)值?
2.作出下列不等式組的所表示的平面區(qū)域3二.提出問題
把上面兩個(gè)問題綜合起來:
設(shè)z=2x+y,求滿足
時(shí),求z的最大值和最小值.4y
直線L越往右平移,t隨之增大.
以經(jīng)過點(diǎn)A(5,2)的直線所對(duì)應(yīng)的t值最大;經(jīng)過點(diǎn)B(1,1)的直線所對(duì)應(yīng)的t值最小.
可以通過比較可行域邊界頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值大小得到。
思考:還可以運(yùn)用怎樣的方法得到目標(biāo)函數(shù)的最大、最小值?5線性規(guī)劃問題:設(shè)z=2x+y,式中變量滿足
下列條件:
求z的最大值與最小值。
目標(biāo)函數(shù)
(線性目標(biāo)函數(shù))線性約束條件
象這樣關(guān)于x,y一次不等式組的約束條件稱為線性約束條件
Z=2x+y稱為目標(biāo)函數(shù),(因這里目標(biāo)函數(shù)為關(guān)于x,y的一次式,又稱為線性目標(biāo)函數(shù)6線性規(guī)劃
線性規(guī)劃:求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的最大值或最小值的問題,統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題.
可行解 :滿足線性約束條件的解(x,y)叫可行解;
可行域 :由所有可行解組成的集合叫做可行域;
最優(yōu)解 :使目標(biāo)函數(shù)取得最大或最小值的可行解叫線性規(guī)劃問題的最優(yōu)解??尚杏?x+y=32x+y=12(1,1)(5,2)7
線性目標(biāo)函數(shù)
線性約束條件
線性規(guī)劃問題
任何一個(gè)滿足不等式組的(x,y)可行解可行域所有的最優(yōu)解
目標(biāo)函數(shù)所表示的幾何意義——在y軸上的截距或其相反數(shù)。8線性規(guī)劃
例1 解下列線性規(guī)劃問題:
求z=2x+y的最大值和最小值,使式中x、y滿足下
列條件:
解線性規(guī)劃問題的一般步驟:
第一步:在平面直角坐標(biāo)系中作出可行域;
第二步:在可行域內(nèi)找到最優(yōu)解所對(duì)應(yīng)的點(diǎn);
第三步:解方程的最優(yōu)解,從而求出目標(biāo)函數(shù)的最大值或最小值。
探索結(jié)論2x+y=02x+y=-32x+y=3答案:當(dāng)x=-1,y=-1時(shí),z=2x+y有最小值-3.
當(dāng)x=2,y=-1時(shí),z=2x+y有最大值3.
也可以通過比較可行域邊界頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值大小得到。9線性規(guī)劃
例2 解下列線性規(guī)劃問題:
求z=300x+900y的最大值和最小值,使式中x、y滿足下列條件:
探索結(jié)論x+3y=0300x+900y=0
300x+900y=112500
答案:當(dāng)x=0,y=0時(shí),z=300x+900y有最小值0.
當(dāng)x=0,y=125時(shí),z=300x+900y有最大值112500.10例3: 某工廠用A,B兩種配件生產(chǎn)甲,乙兩種產(chǎn)品,每生產(chǎn)一件甲種產(chǎn)品使用4個(gè)A配件耗時(shí)1h,每生產(chǎn)一件乙種產(chǎn)品使用4個(gè)B配件耗時(shí)2h,該廠每天最多可從配件廠獲得16個(gè)A配件和12個(gè)B配件,按每天工作8小時(shí)計(jì)算,該廠所有可能的日生產(chǎn)安排是什么?
若生產(chǎn)1件甲種產(chǎn)品獲利2萬元,生產(chǎn)1 件乙
種產(chǎn)品獲利3萬元,采用哪種生產(chǎn)安排利潤(rùn)最大?
把例3的有關(guān)數(shù)據(jù)列表表示如下:11將上面不等式組表示成平面上的區(qū)域,區(qū)域內(nèi)
所有坐標(biāo)為整數(shù)的點(diǎn)P(x,y),安排生產(chǎn)任務(wù)x,y
都是有意義的.
解:設(shè)甲,乙兩種產(chǎn)品分別生產(chǎn)x,y件,由己知條件可得:
問題:求利潤(rùn)2x+3y的最大值.
線性約束條件12若設(shè)利潤(rùn)為z,則z=2x+3y,這樣上述問題轉(zhuǎn)化為:
當(dāng)x,y在滿足上述約束條件時(shí),z的最大值為多少?
當(dāng)點(diǎn)P在可允許的取值范圍變化時(shí),13M(4,2)
問題:求利潤(rùn)z=2x+3y的最大值.
變式:若生產(chǎn)一件甲產(chǎn)品獲利1萬元,生產(chǎn)一件乙產(chǎn)品獲利3萬元,采用哪種生產(chǎn)安排利潤(rùn)最大?14N(2,3)
變式:求利潤(rùn)z=x+3y的最大值.15解線性規(guī)劃應(yīng)用問題的一般步驟:
2)設(shè)好變?cè)⒘谐霾坏仁浇M和目標(biāo)函數(shù)
3)由二元一次不等式表示的平面區(qū)域作出可行域;
4)在可行域內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解
1)理清題意,列出表格:
5)還原成實(shí)際問題
(準(zhǔn)確作圖,準(zhǔn)確計(jì)算)
畫出線性約束條件所表示的可行域,畫圖力保準(zhǔn)確;
法1:移-在線性目標(biāo)函數(shù)所表示的一組平行線中,利用平移的方法找出與可行域有公共點(diǎn)且縱截距最大或最小的直線;
法2:算-線性目標(biāo)函數(shù)的最大(小)值一般在可行域的頂點(diǎn)處取得,也可能在邊界處取得(當(dāng)兩頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值相等時(shí)最優(yōu)解落在一條邊界線段上)。此法可彌補(bǔ)作圖不準(zhǔn)的局限。16例4、一個(gè)化肥廠生產(chǎn)甲、乙兩種混合肥料,生產(chǎn)1車皮甲種肥料的主要原料是磷酸鹽4t、硝酸鹽18t;生產(chǎn)1車皮乙種肥料需要的主要原料是磷酸鹽1t、硝酸鹽15t?,F(xiàn)庫(kù)存磷酸鹽10t、硝酸鹽66t,在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)這兩種混合肥料。列出滿足生產(chǎn)條件的數(shù)學(xué)關(guān)系式,并畫出相應(yīng)的平面區(qū)域。并計(jì)算生產(chǎn)甲、乙兩種肥料各多少車皮,能夠產(chǎn)生最大的利潤(rùn)?
分析:設(shè)x、y分別為計(jì)劃生產(chǎn)甲、乙兩種混合肥料的車皮數(shù),于是滿足以下條件:xyo17
解:設(shè)生產(chǎn)甲種肥料x車皮、乙種肥料y車皮,
能夠產(chǎn)生利潤(rùn)Z萬元。目標(biāo)函數(shù)為Z=x+0.5y,
約束條件為下例不等式組,可行域如圖紅色陰影部分:
把Z=x+0.5y變形為y=-2x+2z,它表示斜率為-2,在y軸上的截距為2z的一組直線系。xyo由圖可以看出,當(dāng)直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)M時(shí),截距2z最大,即z最大。
答:生產(chǎn)甲種、乙種肥料各2車皮,能夠產(chǎn)生最大利潤(rùn),最大利潤(rùn)為3萬元。M容易求得M點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2,2),則Zmax=3
線性約束條件18三、課堂練習(xí)(1)已知求z=2x+y的最大值和最小值。19551Oxyy-x=0x+y-1=01-1y+1=0A(2,-1)B(-1,-1)20練習(xí)2、已知
求z=3x+5y的最大值和最小值。21551Oxy1-15x+3y=15X-5y=3y=x+1A(-2,-1)B(3/2,5/2)22練習(xí)3:
某工廠生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品,生產(chǎn)1t甲種產(chǎn)品需要A種原料4t、 B種原料12t,產(chǎn)生的利潤(rùn)為2萬元;生產(chǎn)1t乙種產(chǎn)品需要A種原料1t、 B種原料9t,產(chǎn)生的利潤(rùn)為1萬元?,F(xiàn)有庫(kù)存A種原料10t、 B種原料60t,如何安排生產(chǎn)才能使利潤(rùn)最大?
相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:23設(shè)生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品的噸數(shù)
分別為x、y
何時(shí)達(dá)到最大?24