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1、第2讲 二元一次不等式(组)与简单的线性 规划问题一、填空题1不等式组所表示的平面区域的面积等于_解析画图可知,不等式组所表示的平面区域是一个三角形,且三个顶点的坐标分别是,(0,4),(1,1),所以三角形的面积S1.答案2已知x,y满足记目标函数z2xy的最大值为7,最小值为1,则b,c的值分别为_解析 由题意知,直线xbyc0经过直线2xy7和直线xy4的交点,经过直线2xy1和直线x1的交点,即经过点(3,1)和点(1,1),b1,c2.答案 1,23已知A(3,),O是坐标原点,点P(x,y)的坐标满足设Z为在上的投影,则Z的取值范围是_解析 约束条件所表示的平面区域如图.在上的投影
2、为|cos 2cos (为与的夹角),xOA30,xOB60,30,150,2cos 3,3答案 3,34已知实数x,y满足若zyax取得最大值时的最优解(x,y)有无数个,则a的值为_解析 依题意,在坐标平面内画出不等式组表示的平面区域,如图所示要使zyax取得最大值时的最优解(x,y)有无数个,则直线zyax必平行于直线yx10,于是有a1.答案 15设0,不等式组所表示的平面区域是W.给出下列三个结论:当1时,W的面积为3;0,使W是直角三角形区域;设点P(x,y),PW有x4.其中,所有正确结论的序号是_解析 当1时,不等式组变成其表示以点(0,0),(2,2),(2,1)为顶点的三角
3、形区域,易得W的面积为3,正确;直线xy0的斜率为,直线x2y0的斜率为,1,且直线x2垂直于x轴,W不可能成为直角三角形区域,错误;显然,不等式组表示的区域是以点(0,0),(2,2),为顶点的三角形区域,令zx,则其在三个点处的值依次为:0,4,2,zx的最大值zmax4,正确答案 6已知点Q(5,4),动点P(x,y)满足则|PQ|的最小值为_解析 不等式组所表示的可行域如图所示,直线AB的方程为xy20,过Q点且与直线AB垂直的直线为y4x5,即xy10,其与直线xy20的交点为,而B(1,1),A(0,2),因为1,所以点Q在直线xy20上的射影不在线段AB上,则|PQ|的最小值即为
4、点Q到点B的距离,故|PQ|min5.答案 57若实数x,y满足则z3x2y的最小值是_解析在坐标平面内画出题中的不等式组表示的平面区域(如图中的阴影部分所示)及直线x2y0,平移直线x2y0,当平移到经过该平面区域内的点(0,0)时,相应直线在x轴上的截距最小,此时x2y取得最小值,3x2y取得最小值,则z3x2y的最小值是30201.答案18若A为不等式组表示的平面区域,则当a从2连续变化到1时,动直线xya扫过A中的那部分区域的面积为_解析平面区域A如图所示,所求面积为S222.答案9已知集合P,Q(x,y)|(xa)2(yb)2r2,r0若“点MP”是“点MQ”的必要条件,则当r最大时
5、,ab的值是_解析集合P所在区间如图阴影部分所示,由题意,QP,且ABBC,所以当r最大时,圆(xa)2(yb)2r2是四边形OABC的内切圆,从而abr,于是由a且a,解得ab,所以ab.答案10已知正数a,b,c满足:5c3ab4ca,cln bacln c,则的取值范围是_解析由条件可得令x,y,则问题转化为约束条件为求目标函数z的取值范围作出不等式组所表示的平面区域(如图中阴影部分),过原点作yex的切线,切线方程为yex,切点P(1,e)在区域内故当直线yzx过点P(1,e)时,zmine;当直线yzx过点C时,zmax7,故e,7答案e,7二、解答题11实数x、y满足(1)若z,求
6、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 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,因此的取值范围为直线OB的斜率到直线OA的斜率(OA斜率不存在)而由,得B(1,2),则kOB2.zmax不存在,zmin2,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的距离的平方因此x2y2的范围最小为OA2(取不到),最大为OB2.由,得A(0,1),OA2()21,OB2()25.z的最大值为5,没有最小值故z的取值范围是(1,512制订投资计划时,不仅要考虑可能获得的盈利,而且要考虑
7、可能出现的亏损某投资人打算投资甲、乙两个项目,根据预测,甲、乙项目可能的最大盈利率分别为100%和50%,可能的最大亏损率分别为30%和10%.若投资人计划投资金额不超过10万元,要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元,问投资人对甲、乙两个项目各投资多少万元,才能使可能的盈利最大?解 设投资人分别用x万元、y万元投资甲、乙两个项目,由题意知目标函数zx0.5y.上述不等式组表示的平面区域如图所示,阴影部分(含边界)即为可行域将zx0.5y变形为y2x2z,这是斜率为2、随z变化的一组平行线,当直线y2x2z经过可行域内的点M时,直线y2x2z在y轴上的截距2z最大,z也最大这里M点是直线xy1
8、0和0.3x0.1y1.8的交点解方程组得x4,y6,此时z40.567(万元)70,当x4,y6时,z取得最大值,所以投资人用4万元投资甲项目、6万元投资乙项目,才能在确保亏损不超过1.8万元的前提下,使可能的盈利最大 13某营养师要为某个儿童预订午餐和晚餐已知一个单位的午餐含12个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和6个单位的维生素C;一个单位的晚餐含8个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和10个单位的维生素C.另外,该儿童这两餐需要的营养中至少含64个单位的碳水化合物,42个单位的蛋白质和54个单位的维生素C.如果一个单位的午餐、晚餐的费用分别是2.5元和4元,那么要满足上述的营养要求,
9、并且花费最少,应当为该儿童分别预订多少个单位的午餐和晚餐?解设需要预订满足要求的午餐和晚餐分别为x个单位和y个单位,所花的费用为z元,则依题意得:z2.5x4y,且x,y满足即让目标函数表示的直线2.5x4yz在可行域上平移,由此可知z2.5x4y在(4,3)处取得最小值因此,应当为该儿童预订4个单位的午餐和3个单位的晚餐,就可满足要求14若a0,b0,且当时,恒有axby1,求以a,b为坐标的点P(a,b)所形成的平面区域的面积解作出线性约束条件对应的可行域如图(1)所示,在此条件下,要使axby1恒成立,只要axby的最大值不超过1即可令zaxby,则yx.因为a0,b0,则10时,b1,或1时,a1.此时对应的可行域如图(2),所以以a,b为坐标的点P(a,b)所形成的面积为1.6