2021高三数学北师大版（文）：二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题含解析.doc

教学资料范本2021高三数学北师大版（文）：二元一次不等式（组）与简单的线性规划问题含解析编 辑：_时 间：_第三节二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题最新考纲1.会从实际情境中抽象出二元一次不等式组.2.了解二元一次不等式的几何意义、能用平面区域表示二元一次不等式组.3.会从实际情境中抽象出一些简单的二元线性规划问题、并能加以解决(对应学生用书第113页)1二元一次不等式(组)表示的平面区域不等式表示区域AxByC0直线AxByC0某一侧的所有点组成的平面区域不包括边界直线AxByC0包括边界直线不等式组各个不等式所表示平面区域的公共部分名称意义约束条件由变量x、y组成的不等式(组)线性约束条件由x、y的一次不等式(或方程)组成的不等式组目标函数欲求最大值或最小值的函数线性目标函数关于x、y的一次解析式可行解满足线性约束条件的解(x、y)可行域所有可行解组成的集合最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解线性规划问题在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题2.线性规划中的相关概念1确定二元一次不等式表示的平面区域位置的方法把二元一次不等式AxByC0(0)表示为ykxb或ykxb的形式若ykxb、则平面区域为直线AxByC0的上方；若ykxb、则平面区域为直线AxByC0的下方2点P1(x1、y1)和P2(x2、y2)位于直线AxByC0的两侧的充要条件是(Ax1By1C)(Ax2By2C)0；位于直线AxByC0同侧的充要条件是(Ax1By1C)(Ax2By2C)0.一、思考辨析(正确的打“”、错误的打“”)(1)不等式AxByC0表示的平面区域一定在直线AxByC0的上方()(2)线性目标函数的最优解可能不唯一()(3)线性目标函数取得最值的点一定在可行域的顶点或边界上()(4)目标函数zaxby(b0)中、z的几何意义是直线axbyz0在y轴上的截距()答案(1)(2)(3)(4)二、教材改编1不等式组表示的平面区域是()Cx3y60表示直线x3y60左上方的平面区域、xy20表示直线xy20及其右下方的平面区域、故选C.2不等式2xy60表示的区域在直线2xy60的()A右上方B右下方C左上方D左下方B不等式2xy60可化为y2x6、结合直线2xy60的位置可知、选B.3投资生产A产品时、每生产100吨需要资金200万元、需场地200平方米；投资生产B产品时、每生产100吨需要资金300万元、需场地100平方米现某单位可使用资金1 400万元、场地900平方米、则上述要求可用不等式组表示为_(用x、y分别表示生产A、B产品的吨数、x和y的单位是百吨)由题意知、x、y满足的关系式为4设x、y满足约束条件则zxy的最大值为_3根据题意作出可行域、如图阴影部分所示、由zxy得yxz.作出直线yx、并平移该直线、当直线yxz过点A时、目标函数取得最大值由图知A(3,0)、故zmax303.(对应学生用书第114页)考点1二元一次不等式(组)表示的平面区域1求平面区域面积的方法(1)首先画出不等式组表示的平面区域、若不能直接画出、应利用题目的已知条件转化为不等式组问题、从而再作出平面区域；(2)对平面区域进行分析、若为三角形应确定底与高、若为规则的四边形(如平行四边形或梯形)、可利用面积公式直接求解、若为不规则四边形、可分割成几个三角形分别求解再求和2根据平面区域确定参数的方法在含有参数的二元一次不等式组所表示的平面区域问题中、首先把不含参数的平面区域确定好、然后用数形结合的方法根据参数的不同取值情况画图观察区域的形状、根据求解要求确定问题的答案(1)不等式组表示的平面区域的面积为_(2)已知关于x、y的不等式组所表示的平面区域的面积为3、则实数k的值为_(1)1(2)(1)不等式组表示的平面区域如图所示(阴影部分)、ABC的面积即为所求平面区域的面积求出点A、B、C的坐标分别为A(1,2)、B(2,2)、C(3,0)、则ABC的面积为S(21)21.(2)直线kxy20恒过点(0,2)、不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示、则A(2,2k2)、B(2,0)、C(0,2)、由题意知2(2k2)3、解得k.解答本例T(2)时、直线kxy20恒过定点(0,2)是解题的关键1.不等式组所表示的平面区域的面积等于()A.B.C.D.C由题意得不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示、A、B(1,1)、C(0,4)、则ABC的面积为1.故选C.2若不等式组表示的平面区域是一个三角形、则a的取值范围是()Aa5Ba7C5a7Da5或a7C如图、当直线ya位于直线y5和y7之间(不含y7)时满足条件、故选C.3点(2、t)在直线2x3y60的上方、则t的取值范围是_直线2x3y60上方的点满足不等式yx2、t(2)2、即t.考点2求目标函数的最值问题求线性目标函数的最值求线性目标函数最值的一般步骤(1)(20xx全国卷)若变量x、y满足约束条件则z3xy的最大值是_(2)(20xx北京高考)若x、y满足x1y2x、则2yx的最小值是_(1)9(2)3(1)作出已知约束条件对应的可行域(图中阴影部分)、由图易知、当直线y3xz过点C时、z最小、即z最大由解得即C点坐标为(3,0)、故zmax3309.(2)x1y2x可化为其表示的平面区域如图中阴影部分所示、令z2yx、易知z2yx在点A(1、2)处取得最小值、最小值为3.解答本例T(2)时、首先要把约束条件变为其次设目标函数为z2yx.教师备选例题(20xx全国卷)若x、y满足约束条件则zxy的最大值为_9画出可行域如图中阴影部分所示目标函数zxy可化为yxz、作出直线yx、并平移、当平移后的直线经过点B时、z取得最大值联立、得解得所以B(5,4)、故zmax549.求非线性目标函数的最值常见的两种非线性目标函数及其意义(1)点到点的距离型：形如z(xa)2(yb)2、表示区域内的动点(x、y)与定点(a、b)的距离的平方；(2)斜率型：形如z、表示区域内的动点(x、y)与定点(a、b)连线的斜率实数x、y满足(1)若z、求z的最大值和最小值、并求z的取值范围；(2)若zx2y2、求z的最大值与最小值、并求z的取值范围解由作出可行域、如图中阴影部分所示(1)z表示可行域内任一点与坐标原点连线的斜率因此的范围为直线OB的斜率到直线OA的斜率(直线OA的斜率不存在、即zmax不存在)由得B(1,2)、所以kOB2、即zmin2、所以z的取值范围是2、)(2)zx2y2表示可行域内的任意一点与坐标原点之间距离的平方因此x2y2的最小值为OA2、最大值为OB2.由得A(0,1)、所以OA2()21、OB2()25、所以z的取值范围是1,5母题探究1保持本例条件不变、求目标函数z的取值范围解z可以看作过点P(1,1)及(x、y)两点的直线的斜率、所以z的取值范围是(、02保持本例条件不变、求目标函数zx2y22x2y3的最值解zx2y22x2y3(x1)2(y1)21、而(x1)2(y1)2表示点P(1,1)与Q(x、y)的距离的平方PQ2、PQ(01)2(21)22、PQ、所以zmax213、zmin1.求定点到区域内动点的距离的最小值时、要数形结合、可能转化为点到直线的距离问题线性规划中的参数问题求解线性规划中含参问题的两种基本方法(1)把参数当成常数用、根据线性规划问题的求解方法求出最优解、代入目标函数确定最值、通过构造方程或不等式求解参数的值或范围(2)先分离含有参数的式子、通过观察的方法确定含参的式子所满足的条件、确定最优解的位置、从而求出参数(1)若实数x、y满足约束条件目标函数zax2y仅在点(1,0)处取得最小值、则实数a的取值范围是()A6,2B(6,2)C3,1D(3,1)(2)若实数x、y满足不等式组其中m0、且xy的最大值为9、则实数m_.(1)B(2)1(1)作出约束条件所表示的平面区域、如图所示将zax2y化成yx、当13时、直线yx的纵截距仅在点(1,0)处取得最小值、即目标函数zax2y在点(1,0)处取得最小值、解得6a2、故选B.(2)不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示、设zxy、则yxz、当直线yxz经过点A时、xy有最大值、此时xy9、由得A(4,5)、将A(4,5)代入xmy10得45m10、解得m1.当参数在目标函数中时、应把斜率值的大小对最优解的影响作为解题突破口1.(20xx北京高考)若x、y满足则yx的最小值为_、最大值为_31x、y满足的平面区域如图所示设zyx、则yxz.把z看作常数、则目标函数是可平行移动的直线、z的几何意义是直线yxz的纵截距、通过图像可知、当直线yxz经过点A(2,3)时、z取得最大值、此时zmax321.当经过点B(2、1)时、z取得最小值、此时zmin123.2若实数x、y满足约束条件则的最小值为_作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示、因为表示平面区域内的点与定点P(0,1)连线的斜率由图知、点P与点A连线的斜率最小、所以minkPA.3已知x、y满足约束条件且zx3y的最小值为2、则常数k_.2作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示、由zx3y得yx、结合图形可知当直线yx过点A时、z最小、联立方程、得得A(2、2k)、此时zmin23(2k)2、解得k2.考点3线性规划的实际应用解线性规划应用问题的一般步骤(1)审题：仔细阅读材料、抓住关键、准确理解题意、明确有哪些限制条件、借助表格或图形理清变量之间的关系(2)设元：设问题中起关键作用(或关联较多)的量为未知量x、y、并列出相应的不等式组和目标函数(3)作图：准确作出可行域、平移找点(最优解)(4)求解：代入目标函数求解(最大值或最小值)(5)检验：根据结果、检验反馈(20xx天津高考)电视台播放甲、乙两套连续剧、每次播放连续剧时、需要播放广告已知每次播放甲、乙两套连续剧时、连续剧播放时长、广告播放时长、收视人次如下表所示：连续剧播放时长(分钟)广告播放时长(分钟)收视人次(万)甲70560乙60525已知电视台每周安排的甲、乙连续剧的总播放时间不多于600分钟、广告的总播放时间不少于30分钟、且甲连续剧播放的次数不多于乙连续剧播放次数的2倍分别用x、y表示每周计划播出的甲、乙两套连续剧的次数(1)用x、y列出满足题目条件的数学关系式、 并画出相应的平面区域；(2)问电视台每周播出甲、乙两套连续剧各多少次、才能使总收视人次最多？解(1)由已知、x、y满足的数学关系式为即该二元一次不等式组所表示的平面区域为图1中的阴影部分中的整数点(2)设总收视人次为z万、则目标函数为z60x25y.考虑z60x25y、将它变形为yx、这是斜率为、随z变化的一组平行直线.为直线在y轴上的截距、当取得最大值时、z的值就最大又因为x、y满足约束条件、所以由图2可知、当直线z60x25y经过可行域上的点M时、截距最大、即z最大解方程组得则点M的坐标为(6,3)所以、电视台每周播出甲连续剧6次、乙连续剧3次时、才能使总收视人次最多本例中x、yN、因此二元一次不等式组所表示的平面区域是整数点组成的某企业生产甲、乙两种产品、销售利润分别为2千元/件、1千元/件甲、乙两种产品都需要在A、B两种设备上加工、生产一件甲