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1、精品文章线性规划学习心得范文合集第一篇:线性规划学习心得线性规划学习心得姓名:许英学号:xx02991104经过学习线性规划,我获益良多,现在我主要从线性规划在实际生活中的应用来说说学习感触。线性规划是运筹学的一个基本分支,它广泛应用现有的科学技术和数学方法,解决实际中的问题,帮助决策人员选择最优方针和决策。把线性规划的知识运用到企业中,企业就有必要利用线性规划的知识对战略计划,生产,销售的各个环节进行优化,从而降低生产成本,提高企业的生产效率,通过建立模型并利用相关软件,对经济管理中有限资源进行合理分配,从而获得最佳经济效益。在实际生活中,经常会遇到一定的人力、物力、财力等资源条件下,如何精
2、打细算巧安排,用最少的资源取得最大的效益的问题,而这正是线性规划研究的基本内容,它在实际生活中有着非常广泛的应用.任何一个组织的管理者都必须对如何向不同的活动分配资源的问题做出决策,即如何有效地利用人力、物力完成更多的任务,或在预定的任务目标下如何耗用最少的人力、物力去实现目标。在许多情况下,大量不同的资源必须同时进行分配,需要这些资源的活动可以是不同的生产活动,营销活动,金融活动或者其他一些活动。随着计算技术的不断发展,使成千上万个约束条件和决策变量的线性规划问专升本xx级数学与应用数学题能迅速地求解,更为线性规划在经济等各领域的广泛应用创造了极其有利的条件。线性规划已经成为现代化管理的一种
3、重要的手段。建模是解决线性规划问题极为重要的环节,一个正确的数学模型的建立要求建模者熟悉线性规划的具体实际内容,要明确目标函数和约束条件,通过表格的形式把问题中的已知条件和各种数据进行整理分析,从而找出约束条件和目标函数。从实际问题中建立数学模型一般有以下三个步骤;1.根据影响所要达到目的的因素找到决策变量;2.由决策变量和所在达到目的之间的函数关系确定目标函数;3.由决策变量所受的限制条件确定决策变量所要满足的约束条件。所建立的数学模型具有以下特点:1、每个模型都有若干个决策变量(x1,x2,x3,xn),其中n为决策变量个数。决策变量的一组值表示一种方案,同时决策变量一般是非负的。2、目标
4、函数是决策变量的线性函数根据具体问题可以是最大化(max)或最小化(min),二者统称为最优化(opt)。3、约束条件也是决策变量的线性函数。当我们得到的数学模型的目标函数为线性函数,约束条件为线性等式或不等式时称此数学模型为线性规划模型。线性规划模型的基本结构:(1)变量变量又叫未知数,它是实际系统的未知因素,也是决策系统中的可控因素,一般称为决策变量,常引用英文字母加下标来表示,如xl,x2,x3,xmn等。(2)目标函数将实际系统的目标,用数学形式表现出来,就称为目标函数,线性规划的目标函数是求系统目标的数值,即极大值,如产值极大值、利润极大值或者极小值,如成本极小值、费用极小值、损耗极
5、小值等等。(3)约束条件约束条件是指实现系统目标的限制因素。它涉及到企业内部条件和外部环境的各个方面,如原材料供应、设备能力、计划指标、产品质量要求和市场销售状态等等,这些因素都对模型的变量起约束作用,故称其为约束条件。约束条件的数学表示形式为三种,即、。线性规划的变量应为正值,因为变量在实际问题中所代表的均为实物,所以不能为负。在经济管理中,线性规划使用较多的是下述几个方面的问题:(1)投资问题确定有限投资额的最优分配,使得收益最大或者见效快。(2)计划安排问题确定生产的品种和数量,使得产值或利润最大,如资源配制问题。(3)任务分配问题分配不同的工作给各个对象(劳动力或机床),使产量最多、效
6、率最高,如生产安排问题。(4)下料问题如何下料,使得边角料损失最小。(5)运输问题在物资调运过程中,确定最经济的调运方案。(6)库存问题如何确定最佳库存量,做到即保证生产又节约资金等等。把线性规划的知识运用到企业中去,可以使企业适应市场激烈的竞争,及时、准确、科学的制定生产计划、投资计划、对资源进行合理配置。过去企业在制定计划,调整分配方面很困难,既要考虑生产成本,又要考虑获利水平,人工测算需要很长时间,不易做到机动灵活,运用线性规划并配合计算机进行测算非常简便易行,几分钟就可以拿出最优方案,提高了企业决策的科学性和可靠性。其决策理论是建立在严格的理论基础之上,运用大量基础数据,经严格的数学运
7、算得到的,从而在使企业能够在生产的各个环节中优化配置,提高了企业的效率,对企业是大有益处的。过去很多企业在生产、运输、市场营销等方面没有利用线性规划进行合理的配置,从而增加了企业的生产,使企业的利润不能达到最大化。在竞争日益激烈的今天,如果还按照过去的方式,是难以生存的。所以我们应该看到运用线性规划的必要性和重要性,让它在实践生活中真正帮助到我们去解决遇到的各种问题,求得最大的利润和问题的最优解。随着作为运筹学重要分支的线性规划的发展,我们相信在不久的将来它会更好的为我们服务。第二篇:简单线性规划教案简单线性规划教案本资料为word文档,请点击下载地址下载全文下载地址教学设计3.5.2简单线性
8、规划整体设计教学分析本节内容在教材中有着重要的地位与作用.线性规划是利用数学为工具,来研究一定的人、财、物等资源在一定条件下,如何精打细算巧安排,用最少的资源,取得最大的经济效益.它是数学规划中理论较完整、方法较成熟、应用较广泛的一个分支,并能解决科学研究、工程设计、经济管理等许多方面的实际问题.中学所学的线性规划只是规划论中的极小一部分,但这部分内容体现了数学的工具性、应用性,同时也渗透了化归、数形结合的数学思想,为学生今后解决实际问题提供了一种重要的解题方法数学建模法.通过这部分内容的学习,可使学生进一步了解数学在解决实际问题中的应用,培养学生学习数学的兴趣、应用数学的意识和解决实际问题的
9、能力.把实际问题转化为线性规划问题,并给出解答是本节的重点也是难点.对许多学生来说,解数学应用题的最常见的困难是不会将实际问题转化成数学问题,即不会建模,所以把实际问题转化为线性规划问题作为本节的难点.对学生而言,解决应用问题的障碍主要有三类:不能正确理解题意,弄清各元素之间的关系;不能分清问题的主次关系,因而抓不住问题的本质,无法建立数学模型;孤立地考虑单个的问题情境,不能多方面联想,形成正迁移.针对这些障碍以及题目本身文字过长等因素,将本节设计为计算机辅助教学,充分利用现代化教学工具,从而将实际问题鲜活直观地展现在学生面前,以利于理解.实际教学中注意以下几个问题:用图解法解决线性规划问题时
10、,分析题目的已知条件,找出约束条件和目标函数是关键.可先将题目中的量分类、列出表格,理清头绪,然后列出不等式组寻求约束条件,并就题目所述找到目标函数.可行域就是二元一次不等式组所表示的平面区域,可行域可以是封闭的多边形,也可以是一侧开放的无限大的平面区域.如果可行域是一个凸多边形,那么一般在其顶点处使目标函数取得最大值或最小值,最优解一般就是多边形的某个顶点.到底哪个顶点为最优解,可有两种确定方法:一是将目标函数的直线平行移动,最先通过或最后通过的顶点便是;另一种方法可利用围成可行域的直线的斜率来判断.若实际问题要求的最优解是整数解,而我们利用图解法得到的解为非整数解,应作适当的调整.其方法应
11、以与线性目标函数的直线的距离为依据,在直线的附近寻求与此直线距离最近的整点,不要在用图解法所得到的近似解附近寻找.如果可行域中的整点数目很少,采用逐个试验法也是很有效的办法.在线性规划的实际问题中,主要掌握两种类型:一是给定一定数量的人力、物力资源,问怎样运用这些资源能使完成的任务量最大,收到的效益最大;二是给定一项任务,问怎样统筹安排,能使完成的这项任务耗费的人力、物力资源最小.如果条件允许,可将本节的思考与讨论融入课堂.三维目标.使学生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.通过本节内容的学
12、习,培养学生观察、联想以及作图的能力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的能力.3.通过本节学习,理解线性规划求最优解的原理,明确线性规划在现实生活中的意义.重点难点教学重点:求线性目标函数的最值问题,培养学生“用数学”的意识,理解线性规划最优解的原理.教学难点:把实际问题转化为线性规划问题,并给出解答.课时安排2课时教学过程第1课时导入新课思路1.由身边的线性规划问题导入课题,同时阐明其重要意义.如6枝玫瑰花与3枝康乃馨的价格之和大于24元.而4枝玫瑰与5枝康乃馨的价格之和小于22元.如果想买2枝玫瑰与3枝康乃馨,那么价格比较结果是怎样的呢。可由学生列出不等关
13、系,并画出平面区域.由此导入新课.思路2.在生产与营销活动中,我们常常需要考虑:怎样利用现在的资源取得最大的收益,或者怎样以最少的资源投入去完成一项给定的任务.我们把这一类问题称为“最优化”问题.线性规划知识恰是解决这类问题的得力工具.由此展开新课.推进新课新知探究提出问题(1)回忆二元一次不等式axbyc0在平面直角坐标系中的平面区域的确定方法.(2)怎样从实际问题中抽象出不等式组,并画出所确定的平面区域。(3)阅读教材,明确什么是目标函数,线性目标函数,约束条件,线性约束条件,线性规划问题,最优解,可行域.,(4)你能给出解决线性规划问题的一般步骤吗。活动:教师引导学生回顾二元一次不等式表
14、示平面区域常用的方法是:直线定界、原点定域,即先画出对应直线,再将原点坐标代入直线方程中,看其值比零大还是比零小;不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,是它们平面区域的公共部分.教师引导学生探究教材本节开头的问题.根据上节所学,学生很容易设出计划生产甲种产品x工时,生产乙种产品y工时,且很容易地列出获得利润总额为f30x40y,及x,y满足的条件3x2y1200,x2y800,x0,y0.教师引导学生画出上述不等式组表示的区域,如下图.结合图形,教师与学生一起探究,原问题就是在x,y满足的情况下,求f的最大值.也就是在图中阴影部分内找一点,把它的坐标代入式子30x40y时,
15、使该式值最大.若令30x40y0,则此方程表示通过原点的一条直线,记为l0,则在区域oabc内有30x40y0.设这个区域内任意一点p到l0的距离为d,则d|30x40y|30240230x40y302402,即30x40y302402d.由此可发现,点p到直线l0的距离d越大,式子30x40y的值就越大.这样问题又转化为:在区域oabc内,找与直线l0距离最大的点.观察图象易发现,平移直线l0,最后经过的点为b,易知区域oabc内的点b即为所求.解方程组3x2y1200,x2y800,得b,代入式子,得fmax302004030018000.即问题中,用200工时生产甲种产品,用300工时生
16、产乙种产品,能获得最大利润18000元.进一步探究上述问题,不等式组是一组对变量x、y的约束条件,由于这组约束条件都是关于x、y的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.z2xy是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式,我们把它称为目标函数.由于z2xy又是关于x、y的一次解析式,所以又可叫做线性目标函数.线性约束条件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示.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.例如:我们刚才研究的就是求线性目标函数z2xy在线性约束条件下的最大值和最小值的问题,即为线性规划问题.满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行
17、解组成的集合叫做可行域.其中,使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做这个问题的最优解,接着让学生说出上述问题中的目标函数,约束条件,可行域,最优解分别是什么.根据以上探究,我们可以得出用图解法解决线性规划问题的一般步骤:分析并将已知数据列出表格;确定线性约束条件;确定线性目标函数;画出可行域;利用线性目标函数求出最优解.在可行域内平行移动目标函数,从图中能判定问题有唯一最优解,或者是无穷最优解,或是无最优解;实际问题需要整数解时,应适当调整确定最优解.讨论结果:略.应用示例例1已知x、y满足不等式x2y2,2xy1,x0,y0,求z3xy的最小值.活动:可先找出可行域,平行移动直线l0:3x
18、y0找出可行解,进而求出目标函数的最小值.解:不等式x2y2表示直线x2y2上及其右上方的点的集合;不等式2xy1表示直线2xy1上及其右上方的点的集合.可行域如图所示.作直线l0:3xy0,作一组与直线l0平行的直线l:3xyt.x、y是上面不等式组表示的区域内的点的横纵坐标,由图可知,当直线l:3xyz通过点p时,z取到最小值1,即zmin1.点评:简单线性规划问题就是求线性目标函数在线性约束条件下的最优解,无论此类题目是以什么实际问题提出,其求解的格式与步骤是不变的.寻找线性约束条件,线性目标函数;由二元一次不等式表示的平面区域作出可行域;在可行域内求目标函数的最优解.变式训练若变量x,
19、y满足2xy40,x2y50,x0,y0,则z3x2y的最大值是_.答案:70解析:由不等式组2xy40y0画出可行域如下图.结合图形,由2xy40,x2y50x10,y20,于是zmax31022070.例2活动:教材此例的数据以表格的形式给出.这样可使量x2y50x0,与量之间的关系一目了然,非常有助于我们顺利地找出约束条件和目标函数,特别是对于那些量比较多的问题.本例难度不大,可由学生自己完成,教师给予适当点拨.点评:完成此例后,可让学生对应用线性规划解决实际问题作一简单归纳.对较好的学生,教师可结合思考与讨论进行归纳.变式训练某家具厂有方木料90m3,五合板600m2,准备加工成书桌和
20、书橱出售.已知生产每张书桌需要方木料0.1m3、五合板2m2;生产每个书橱需要方木料0.2m3、五合板1m2.出售一张书桌可获利润80元,出售一个书橱可获利润120元,如果只安排生产书桌,可获利润多少。如果只安排生产书橱,可获利润多少。怎样安排生产可使所得利润最大。解:设只生产书桌x张,可获得利润z元,则0.1x90,2x600x900,x300x300.z80x,当x300时,zmax8030024000,即如果只安排生产书桌,最多可生产300张书桌,获得利润24000元.设只生产书橱y张,可获利润z元,则0.2y90,y600y450,y600y450.z120y,当y450时,zmax1
21、2045054000,即如果只安排生产书橱,最多可生产450个,获得利润54000元.设生产书桌x张,书橱y个,利润总额为z元.则0.1x0.2y90,2xy600,x0,y0x2y900,2xy600,x0,y0,z80x120y,可行域如图.由图可知:当直线y23xz120经过可行域上的点m时,截距z120最大,即z最大,解方程组x2y9002xy600,得m的坐标为.zmax80x120y8010012040056000.因此,生产书桌100张、书橱400个,可使所得利润最大,最大利润为56000元.例3某工厂生产甲、乙两种产品.已知生产甲种产品1t需耗a种矿石10t、b种矿石5t、煤4
22、t;生产乙种产品需耗a种矿石4t、b种矿石4t、煤9t.每1t甲种产品的利润是600元,每1t乙种产品的利润是1000元.工厂在生产这两种产品的计划中要求消耗a种矿石不超过300t、b种矿石不超过200t、煤不超过360t,甲、乙两种产品应各生产多少,能使利润总额达到最大。活动:将已知数据列成下表,然后按线性规划解决实际问题的步骤完成,本例可由学生自己完成.解:设生产甲、乙两种产品分别为xt、yt,利润总额为z元,那么10x4y300,5x4y200,4x9y360,x0,y0;目标函数为z600x1000y.作出以上不等式组所表示的平面区域,即可行域如图.作直线l:600x1000y0,即直
23、线l:3x5y0.把直线l向右上方平移至l1的位置时,直线经过可行域上的点m,且与原点距离最大,此时z600x1000y取最大值.解方程组5x4y200,4x9y360,得x3602912.4,y10002934.4.m的坐标为.答:应生产甲产品约12.4t,乙产品34.4t,能使利润总额达到最大.知能训练.设变量x,y满足约束条件:yx,x2y2,x2,则zx3y的最小值为a.2b.4c.6d.82.医院用甲、乙两种原料为手术后的病人配营养餐.甲种原料每10g含5单位蛋白质和10单位铁质,售价3元;乙种原料每10g含7单位蛋白质和4单位铁质,售价2元.若病人每餐至少需要35单位蛋白质和40单
24、位铁质.试问:应如何使用甲、乙原料,才能既满足营养,又使费用最省。答案:.d解析:在坐标平面内画出不等式组yx,x2y2,x2所表示的平面区域,作出直线x3y0,平移该直线,并结合图形知点为最优解.所以目标函数的最小值为zmin2328,故选d.2.活动:将已知数据列成下表:原料/10g蛋白质/单位铁质/单位甲乙费用设甲、乙两种原料分别用10xg和10yg,则需要的费用为z3x2y;病人每餐至少需要35单位蛋白质,可表示为5x7y35;同理,对铁质的要求可以表示为10x4y40,这样,问题成为在约束条件5x7y35,10x4y40,x0,y0下,求目标函数z3x2y的最小值.解:设甲、乙两种原
25、料分别用10xg和10yg,总费用为z,那么5x7y35,10x4y40,x0,y0;目标函数为z3x2y,作出可行域如图.把z3x2y变形为y32xz2,得到斜率为32,在y轴上的截距为z2,随z变化的一组平行直线.由图可知,当直线y32xz2经过可行域上的点a时,截距z2最小,即z最小.由10x4y40,5x7y35,得a,zmin31452314.4.甲种原料使用1451028,乙种原料使用31030时,费用最省.课堂小结.让学生自己归纳整合本节所学的知识方法及用线性规划解决实际问题的方法步骤,自己在本节中的最大收获有哪些。2.教师强调,通过本节学习,需掌握如何用线性规划解决实际问题的解
26、题思路:首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出约束条件,确定线性目标函数.然后,用图解法求得数学模型的解,即画出可行域,在可行域内求得使目标函数取得最值的解.最后,还要根据实际意义将数学模型的解转化为实际问题的解,即结合实际情况求得最优解.作业习题35a组4、5;习题35b组3.设计感想.本节内容与实际问题联系紧密,有利于培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识以及解决实际问题的能力.本节内容渗透了多种数学思想,是向学生进行数学思想方法教学的典型教材,也是培养学生观察、作图能力的典型教材.2.通过实例给出解题步骤,让其更深入了解并掌握新知.这里强调的还有作图的规范问题,这是学生容易忽视的,但
27、这又是本节课很重要的一部分.3.关于难度把握问题,依据课程标准及教材分析,二元一次不等式表示平面区域以及线性规划的有关概念比较抽象,按高二学生现有的知识和认知水平难以透彻理解,再加上学生对代数问题等价转化为几何问题,以及数学建模方法解决实际问题有一个学习消化的过程,故本节知识内容定为了解层次.但这个了解不同于其他的了解,应注意让学生切实学会从实际问题抽象出约束条件及目标函数,并注意规范书写解答步骤.第2课时导入新课思路1.上一节课我们探究了用线性规划解决实际问题的一种类型,这节课我们进一步探究有关线性规划的一些问题,看看用线性规划还能解决哪些实际问题.教师出示多媒体,提出问题,由此引入新课.思
28、路2.关于线性规划的整点问题是个难点,我们是用平移直线的办法来解决的,需要画图精确,令学生很头痛.下面我们探究调整最优值法来确定最优整数解的方法.教师用多媒体出示以下问题:某人有楼房一座,室内面积共有180平方米,拟分隔成两类房间作为旅游客房,大房间每间面积为18平方米,可住游客5名,每名游客每天住宿费40元,小房间每间面积15平方米,可住游客3名,每名游客每天住宿费50元;装修大房间每间需1000元,装修小房间每间需600元.如果他只能筹款8000元用于装修,且游客能住满客房,他应隔出大房间和小房间各多少间,能获得最大收益。学生很容易设隔出大房间x间,小房间y间时收益为z元,则x,y满足8x
29、15y180,1000x600y8000,x0,xn,y0,yn.作出可行域,作直线l:200x150y0,即l:4x3y0,把直线l向右上方平移,直线经过可行域上的点b时,与原点距离最大,此时z200x150y取得最大值,解方程组6x5y60,5x3y40,得点b的坐标为,由于b的坐标不是整数,而最优解中,x、y必须都是整数,所以可行域内的点b不是最优解.以下教师与学生共同探究调整最优值法来确定最优整点的方法:将b点坐标代入4x3yz,得z3717,所以令4x3y37.所以y374x3,x373y4,代入约束条件得y9,x无解;再令4x3y36,所以y364x3,x363y4,代入约束条件得
30、7y12,0x4.又因为4x3y36,所以得最优解为和,此时z的最大值是36,最大利润是1800元.用图解法解决时,容易丢一组解,而选择调整最优值法,即可避免丢解问题,只是需要一定的不等式及不定方程的知识.鼓励学生课外进一步探究其他方法.推进新课新知探究提出问题 (1)回忆上节课我们利用线性规划解决实际问题的方法、步骤、格式,解题时应注意哪些问题。(2)前面我们解决了可行域中整点问题,明确了求可行域中最优解问题,请思考最优解的个数有可能为无数个吗。活动:教师与学生一起回忆上节课利用线性规划解决实际问题时应注意:在寻求约束条件时,要注意挖掘隐含条件;在确定最优解时,首先要赋予因变量的几何意义,然
31、后利用图形的直观来确定最优解;在确定最优解时,用直线的斜率来定位.关于可行域中的整点求法,是以与线性目标函数的直线的距离为依据,在直线的附近寻求与此直线距离最近的整点.如果可行域中的整点数目很少,采用逐个试验法也是很有效的办法.下面我们进一步探究最优解问题以及用线性规划解决的另一类实际问题.讨论结果:略.求最优解,若没有特殊要求,一般为边界交点.但取得最值的最优解可能有无穷多个.若通过图形观察不易分辨时,可把边界交点代入验证.应用示例例1某公司计划xx年在甲、乙两个电视台做总时间不超过300分钟的广告,广告总费用不超过9万元.甲、乙电视台的收费标准分别为500元/分钟和200元/分钟.假定甲、
32、乙两个电视台为该公司所做的每分钟广告,能给公司带来的收益分别为0.3万元和0.2万元.问该公司如何分配在甲、乙两个电视台的广告时间,才能使公司的收益最大。最大收益是多少万元。活动:这是高考中继江苏卷线性规划大题后第二个线性规划大题,教师引导学生按前面的方法列出表格,则各量之间的关系即一目了然.本题难度不大,可由学生自己解决.列表如下:甲乙合计时间x分钟y分钟收费500元/分钟200元/分钟9万元解:设公司在甲电视台和乙电视台做广告的时间分别为x分钟和y分钟,总收益为z元.由题意得xy300,500x200y90000,x0,y0.目标函数为z3000xxxy.二元一次不等式组等价于xy300,
33、5x2y900,x0,y0.作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域,如图.作直线l:3000xxxy0,即3x2y0.平移直线l,从图中可知,当直线l过m点时,目标函数取得最大值.联立xy300,5x2y900,解得x100,y200.点m的坐标为.zmax3000xxxy700000.答:该公司在甲电视台做100分钟广告,在乙电视台做200分钟广告,公司的收益最大,最大收益是70万元.例2活动:本例是整数线性规划问题.整数线性规划问题的可行域是由满足不等式的整点组成的集合,所求的最优解必须是整数解.我们知道,最优解一般都为边界的交点,若这个交点不是整数,则需要平移直线找到附近的最优解
34、.本例可由教师与学生共同完成.点评:找整数最优解是个难点,要求画图精确,要使学生明白如何找整数最优解的原理.变式训练某公司招收男职员x名,女职员y名,x和y必须满足约束条件5x11y22,2x3y9,2x11,则z10x10y的最大值是a.80b.85c.90d.95答案:c解析:画出约束条件表示的平面区域,如图所示.由x112,5x11y22,解得a.而由题意知x和y必须是正整数,直线yxz10平移经过的整点为时,z10x10y取得最大值90.例3某人承揽一项业务,需做文字标牌2个,绘画标牌3个,现有两种规格的原料,甲种规格每张3m2,可做文字标牌1个,绘画标牌2个,乙种规格每张2m2,可做
35、文字标牌2个,绘画标牌1个,求两种规格的原料各用多少张,才能使总的用料面积最小。解:设用甲种规格原料x张,乙种规格原料y张,则可做文字标牌x2y个,绘画标牌2xy个,由题意可得x2y2,2xy3,x0,y0.所用原料的总面积为z3x2y,作出可行域,如图阴影所示.作直线l0:3x2y0,作一组与直线l0平行的直线l:3x2yt,当直线l通过2xy3与直线x2y2的交点a时,t取得最小值为133.因为43,13都不是整数,而最优解中,x、y必须都是整数,所以可行域内点不是最优解.经过可行域内整点,点b满足3x2y5,使t最小.所以最优解为b,即用甲种规格原料1张,乙种规格原料1张,可使所用原料总
36、面积最小为5m2.知能训练.设变量x,y满足约束条件xy0,xy1,x2y1,则目标函数z5xy的最大值为a.2b.3c.4d.52.设x、y满足约束条件x4y3,3x5y25,x1,分别求下列各式的最大值、最小值:z6x10y;z2xy;z2xy.答案:.d解析:如图,由可行域知目标函数z5xy过点a时z取得最大值,zmax5.2.解:先作出可行域,如下图所示的abc的区域,且求得a、b、c.作出直线l0:6x10y0,再将直线l0平移,当l0的平行线l1过b点时,可使z6x10y达到最小值;当l0的平行线l2过a点时,可使z6x10y达到最大值.zmin6110116;zmax651025
37、0.同上,作出直线l0:2xy0,再将直线l0平移,当l0的平行线l1过c点时,可使z2xy达到最小值;当l0的平行线l2过a点时,可使z2xy达到最大值.zmax8,zmin125.同上,作出直线l0:2xy0,再将直线l0平移,当l0的平行线l2过a点时,可使z2xy达到最大值,zmax8.当l0的平行线l1过c点时,可使z2xy达到最小值,但由于225不是整数,而最优解中,x、y必须都是整数,可行域内的点c不是最优解.当l0的平行线经过可行域内的整点时,可使z2xy达到最小值.zmin2142.课堂小结.我们用线性规划解决了哪些实际问题。2.教师点拨学生。你能用精练的几个字来说明利用线性
38、规划解决实际问题的方法与步骤吗。找:找出实际问题中的约束条件及目标函数;画:画出线性约束条件所表示的可行域;移:在线性目标函数所表示的一组平行线中,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;求:通过解方程组求出最优解;答:作出答案.即可用5个字来概括:找、画、移、求、答.作业一、习题35a组6;习题35b组二、阅读本章小结设计感想.本课时设计注重学生的操作练习.通过学生积极参与,动手操作,培养创造性思维、增强创新意识,使认知在练习中加深,兴趣在练习中勃发,情感在练习中陶冶,质量在练习中提高,目标在练习中实现.2.本课时注重了学生的能力训练.通过本节的学习,向学生渗透数形结合的
39、思想,深化对知识的理解和掌握,体验发现的快乐,增强创新意识,培养学生应用数学的意识.3.本课时设计强化使用现代化教学手段.充分发挥多媒体教学的优势,利用计算机作为辅助工具,更清楚地展示区域问题,有利于发现区域问题的异同点,将信息技术和数学有机地结合起来,有利于突出重点,突破难点,有利于教学目标的实现.备课资料一、备选例题【例1】某糖果厂生产a、b两种糖果,a种糖果每箱获利润40元,b种糖果每箱获利润50元,其生产过程分为混合、烹调、包装三道工序,下表为每箱糖果生产过程中所需平均时间:混合烹调包装ab每种糖果的生产过程中,混合的设备至多能用12小时,烹调的设备至多能用30小时,包装的设备至多能用
40、15小时,试求每种糖果各生产多少箱可获得最大利润。活动:找约束条件,建立目标函数.解:设生产a种糖果x箱,b种糖果y箱,可获得利润z元,则此问题的约束条件x2y720,5x4y1800,3xy900,x0,y0下,求目标函数z40x50y的最大值,作出可行域如图,其边界oa:y0,ab:3xy9000,bc:5x4y18000,cd:x2y7200,do:x0.由z40x50y,得y45xz50,它表示斜率为45,截距为z50的平行直线系,z50越大,z越大,从而可知过c点时截距最大,z取得了最大值.解方程组x2y7205x4y1800c.zmax4012050300xx0,即生产a种糖果12
41、0箱,生产b种糖果300箱,可得最大利润xx0元.点评:由于生产a种糖果120箱,生产b种糖果300箱,就使得两种糖果共计使用的混合时间为1202300720,烹调时间512043001800,包装时间3120300660,这说明该计划已完全利用了混合设备与烹调设备的可用时间,但对包装设备却有240分钟的包装时间未加利用,这种“过剩”问题构成了该问题的“松弛”部分,有待于改进研究.【例2】要将甲、乙两种大小不同的钢板截成a、b两种规格,每张钢板可同时截得a、b两种规格的小钢板的块数如下表所示:已知库房中现有甲、乙两种钢板的数量分别为5张和10张,市场急需a、b两种规格的成品数分别为15块和27
42、块.问各截这两种钢板多少张可得到所需的成品数,且使所用的钢板张数最少。若某人对线性规划知识了解不多,而在可行域的整点中随意取出一解,求其恰好取到最优解的概率.解:设需截甲、乙两种钢板的张数分别为x、y,则2xy15,x3y27,0x5,0y10,作出可行域如图.因为目标函数为zxy,所以在一组平行直线xyt中,经过可行域内的整点且与原点距离最近的直线是xy12,其经过的整点是和,它们都是最优解.因为可行域内的整点个数为8,而最优解有两个,所以所求的概率为p280.25.答:两种钢板的张数分别为3、9或4、8,概率为0.25.二、利润的线性预测问题。某企业xx年的利润为5万元,xx年的利润为7万
43、元,xx年的利润为8万元.请你根据以上信息拟定两个不同的利润增长直线方程,从而预测xx年企业的利润,请问你帮该企业预测的利润是多少万元。解:建立平面直角坐标系,xx年的利润为5万元,对应的点为a,xx年的利润为7万元,xx年的利润为8万元分别对应点b和c,那么过a、b两点的直线作为预测直线l1,其方程为y2x5,这样预测xx年的利润为13万元.过a、c两点的直线作为预测直线l2,其方程为y32x5,这样预测xx年的利润为11万元.过b、c两点的直线作为预测直线l3,其方程为yx6,这样预测xx年的利润为10万元.过a及线段bc的中点e的直线作为预测直线l4,其方程为y53x5,这样预测xx年的
44、利润约为11.667万元.过a及abc的重心f的直线作为预测直线l5,其方程为y53x5,这样预测xx年的利润为11.667万元.过c及abc的重心f的直线作为预测直线l6,其方程为y43x163,这样预测xx年的利润为10.667万元.过a及以线段bc的斜率kbc1作为预测直线斜率,则预测直线l7的方程为yx5,这样预测xx年的利润为9万元.过b及以线段ac的斜率kac32作为预测直线斜率,则预测直线l8的方程为y32x112,这样预测xx年的利润为11.5万元.过c及以线段ab的斜率kab2作为预测直线斜率,则预测直线l9的方程为y2x4,这样预测xx年的利润为12万元.过a及以线段ab的
45、斜率kab与线段ac的斜率kac的平均数作为预测直线斜率,则预测直线l10的方程为y74x5,这样预测xx年的利润为12万元.还有其他方案,在此不一一列举.点评:读完以上的各种预测方案后,请你先思考两个问题:第种方案与第种方案的结果完全一致,这是为什么。第种方案中,kbc的现实意义是什么。本题可从以下两个方面进一步拓展,其一是根据以上的基本解题思路,提出新的方案,如方案过abc的重心f,找出以m为斜率的直线中与a、c两点距离的平方和最小的直线作为预测直线;其二是根据以上结论及你自己的答案估计利润的范围,你预测的利润频率出现最多的是哪一个值。你认为将你预测的结论作怎样的处理,使之得到的利润预测更
46、有效。如果不要求用线性预测,你能得出什么结果。第三篇:线性规划的对偶规划1对偶问题的形式设原线性规划问题为:maxz=cixii=1na11x1+a12x2+L+a1nxnb1a21x1+a22x2+L+a2nxnb2s.tLax+ax+L+axbmnnmm11m22xj0,j=1,2,K,n则称下面线性规划问题:minw=biyii=1ma11y1+a21y2+L+am1ymc1a12y1+a22y2+L+am2ymc2s.tLay+ay+L+aycmnmn1n12n2yj0,j=1,2,K,m为其对偶问题,其中yj(j=1,2,K,m)称为对偶变量。上述对偶问题称为对称型对偶问题。原问题简
47、记为(p),对偶问题简记为(d)。原问题(p)矩阵形式:maxz=ctxaxbs.txi0,i=1,2,K,n对偶问题(d)矩阵形式:maxw=btytaycs.tyj0,j=1,2,K,m2对偶关系对应表形式目标函数类型目标函数系与右边项系数右边项系数变量数n变量数与约束数约束数m0原问题变量类型与对偶问题约束类型0无限制0原问题约束类型与对偶问题变量类型0=2对偶问题的基本性质定理1:对偶问题的对偶就是原问题;定理2(弱对偶定理):若x*,y*分别为(p),(d)的可行解,则有ctx*y*tb;原问题max对偶问题min目标函数系数右边项系数目标函系数约束数n变量数m00=00无限制推论1
48、:若(p),(d)都有可行解,则(p),(d)必定都有最优解。推论2:若(p)有可行解,但无有限最优解,则(d)无可行解。定理3:若x*,y*分别为(p),(d)的可行解,且有ctx*=y*tb,则x*,(d)的最优解;y*分别为(p)定理4(主对偶定理):若(p),(d)都有可行解,则(p),(d)必定都有最优解,且目标函数的最优值必定相等;推论。若(p),(d)中任意一个有最优解,则(p),(d)必定都有最优解,且目标函数的最优值必定相等。定理5:若x*,y*分别为(p),(d)的可行解,则x*,y*分别为(p),*t*y(b-ax)=0(d)的最优解的充要条件是t*t*同时成立。(ay-
49、c)x=0第四篇:线性规划问题的教学设计3.3.2简单的线性规划问题的教学设计一、教材分析:本节是新教材(人教a版)必修5:3.3.2简单的线性规划问题(第一课时)的内容:在学习了利用不等关系描述客观世界、二元一次不等式(组)与平面区域的对应关系两节内容后,又补充了直线的斜率和倾斜角的基础上来学习本节的线性规划问题。经过前两节的铺垫,本节课学生将学习以下几点:(1)正确构造线性约束条件、线性目标函数;(2)明确线性目标函数的几何意义;(3)利用图解法求线性目标函数的最值问题。二、学情分析:本节课之前学生通过实例理解了平面区域的意义,并会画出平面区域,还能初步用数学关系表示简单的二元线性规划的限
50、制条件,将实际问题转化成数学问题。从数学知识上看,本节线性规划求最优问题涉及多个已知数据,多个字母变量、多个不等关系,如果不在前面打好基础,就会增加本节课学习的难度。学生没有学习直线方程的斜截式,如果本节涉及截距的话,怕学生理解不到位,所以,我选择避开截距,而继续用初中学生比较熟悉的与y轴交点的纵坐标来说明。从数学方法上看,学生对图解法的认识还很少,数形结合的思想方法的掌握还不熟练,这成了学生学习的困难。三、教学目标:知识和技能:(1)了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、可行解、可行域、最优解等概念;(2)了解线性规划的图解法,体会数形结合的思想,转化和化归的思想的运用,并会用图
51、解法求线性目标函数的最大(小)值;(3)能将实际问题转化为数学问题,从实际情景中抽象解决一些简单线性规划应用问题的基本思路和方法。过程与方法:(1)在学生独立探究和师生互动的活动中完成简单的线性规划的数学理论的建构(2)在实践中掌握求解简单的线性规划的方法的图解法情感态度与价值观:(1)通过实例,继续感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,体验数学和日常生活的联系,感受数学的应用价值,增强应用意识,提高实践能力(2)让学生体验数学活动充满着探索与创造,培养学生勤于思考、勇于探索的精神;(3)设计不同层次的练习,让不同层次的学生在练习中体验成功的喜悦,得到应有的发展,为数学的高效课堂提供
52、保证四、教学重点、教学难点教学重点:利用图解法求线性目标函数的最值问题教学难点:(1)目标函数几何意义的理解(2)对用图解法求线性规划问题的最优解这一方法的理解和应用五、突破重难点的方法:1、以已有的知识、能力为基础,引导联想、类比,用逐层递进的问题探究调动思维,激发学习热情;2、适当运用多媒体,调动学生通过数形结合的手段帮助理解、分析;六、教学方法:引导,探究,讲授,实践,归纳七、教学过程:【一】复习回顾:上节课学习了什么知识:二元一次不等式(组)与平面区域。下面我们对学习过的内容进行回顾:【二】创设情境,引入新课:(1)请作出不等式组对应的平面区域:0x40y3x+2y8【设计意图】对所学
53、的知识进行回顾,展示学生的作图结果,引导学生指出需要注意的问题。(关键是作图是否规范)【处理手段】请学生利用实物投影演示作图结果,教师予以相应评价0x4(2)已知(x,y)满足不等式组0y3,求z=2x+y的最大值。x+2y8我们怎么解析决这个新问题呢。(停顿数秒,环顾课堂),这就是今天所要讲的知识。【设计意图】由旧知复习过渡到新知讲授,通过问题解决,体现本节课的主要内容【处理手段】教师设置问题情境,鼓励学生积极思考,教师适时加以引导【三】引导探究,获取新知(一)探究:探究1、要想求z=2x+y的范围,是否可以通过x和y的范围来求解(代数方法)。(学生讨论,得出结论)探究结果:(x,y)必须是
54、区域内的点,看来将x,y分开考虑是行不通的,x,y是相互制约的【设计意图】引发学生思考,体会不等式组所表示的平面区域涵义,并通过讨论解决。【师】:我们需要在不等式组表示的平面区域内找一点,把它的坐标代入式子z=2x+3y时,使该式取最大值。可是我们不可能逐点代入,太费时了,我们就想是否有什么办法,使得我们通过图,就能观察出过哪点时,z取得最大值呢。探究2、不等式组在直角坐标系中有对应的几何图形,z=2x+y在直角坐标系中的几何图形是什么。能否联想到学过的函数。得出结论:在直角坐标系中,(1)y=-2x+z表示的是(2)y=-2x+z中的z表示的是【师】:不等式组在直角坐标系中有对应的几何图形,
55、z=2x+y在直角坐标系中的几何图形是什么。能否联想到学过的函数。从方程的角度来理解这个等式z=2x+y,它是关于(x,y)的二元一次方程2x+y-z=0对应的图像是一条直线,在初中,我们习惯把直线化作什么形式呢。对,斜截式。即y=-2x+z,这条直线大家都会画吗。为什么。因为是不知道的。通常在一个问题不好解决时,我们通常先想特殊情况,取什么值是你会画。研究的取不同值对直线有什么影响。令z=0,1,-1,2,-2,观察发现,【生】:y=-2x+z表示的是倾斜程度一样的平行直线。【师】:我们将特殊的一条l0:y=-2x在直角坐标系中画出。将其平移即可得到y=-2x+z,但什么时候z值最大呢。研究z与直线的什么有关呢。所以,要想z最大,只需直线与y轴交点的纵坐标最大就行了。是不是越往上还是往下平移呢。往上z越大,那是不是z的最值是无穷大呀。对,点(x,y)必须是区
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