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线性规划在历年高考数学中,都是重要的考查知识点。而且每年在考题上都没有什么太大的变化。但是在解决此类问题时往往首先对目标函数要进行分类。本文主要谈谈对目标函数为线性目标函数z=Ax+By的情形进行一下探讨。
对于目标函数为线性目标函数z=Ax+By时的现行解决办法是先令z=0,在平面直角坐标系当中作出直线Ax+By=0,然后分“B>0”和“B<0”在可行域内作其平行线,在考虑平行直线在y轴上的截距的大小来判断目标函数z=Ax+By在可行域内的最值问题。此种办法要求学生对“B>0”和“B<0”进行记忆。若用向量法来解决此类问题,则可以规避这个缺陷,从而达到减轻学生负担的目的。
首先要对线性目标函数z=Ax+By处理成两个向量=(x,y),=(A,B)内积,即z=Ax+By=•,令==(x,y),P(x,y)是可行域内的动点,==(A,B),其中Q(A,B),根据向量内积的几何意义, •为与向量在向量方向上的投影的乘积。由于为定值,所以,若向量在向量方向上的投影最大,则 z=Ax+By取得最大值;若若向量在向量方向上的投影最小,则z=Ax+By取得最小值。
下面以2010年高考中的几道线性规划作为例子,谈一下我的结论的可行性。
例1、(2010年高考数学理全国一卷,选择题3)若变量x,y, 满足条件y≤1x+y≥0 a-y-2≤0,则目标函数z=x-2y的最大值为( )
A、4 B、3C、2D、1
解:设P(x,y),A(1,2),则=(x,y),=(1,-2)
∴z=•=x-2y,显然在可行域内,当P(x,y)取直线x-y-2=0与直线x+y=0的交点(1,-1)时,在方向上的投影最大。
∴z=x-2y的最大值为3。故选B。
例2、(2010年年高考数学理山东卷,选择题10)若变量x,y, 满足条件x-y+2≥0x-5y+10≤0x+y-8≤0,则目标函数z=3x-4y的最大值和最小值分别为( )
A、3,-11 B、-3,-11C、11,-3 D、11,3
解:设P(x,y),A(3.4),则=(x,y),=(3,-4)
∴z=•=3x-4y,显然在可行域内,当P(x,y)取直线x-5y+10=0与直线x+y-8=0的交点(5,3)时,在方向上的投影最大。当P(x,y)取直线x-y+2=0与直线x+y-8=0的交点(3,5)时,在方向上的投影最小。
∴z=x-2y的最大值为3,最小值为-11。故选A。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
对于目标函数为线性目标函数z=Ax+By时的现行解决办法是先令z=0,在平面直角坐标系当中作出直线Ax+By=0,然后分“B>0”和“B<0”在可行域内作其平行线,在考虑平行直线在y轴上的截距的大小来判断目标函数z=Ax+By在可行域内的最值问题。此种办法要求学生对“B>0”和“B<0”进行记忆。若用向量法来解决此类问题,则可以规避这个缺陷,从而达到减轻学生负担的目的。
首先要对线性目标函数z=Ax+By处理成两个向量=(x,y),=(A,B)内积,即z=Ax+By=•,令==(x,y),P(x,y)是可行域内的动点,==(A,B),其中Q(A,B),根据向量内积的几何意义, •为与向量在向量方向上的投影的乘积。由于为定值,所以,若向量在向量方向上的投影最大,则 z=Ax+By取得最大值;若若向量在向量方向上的投影最小,则z=Ax+By取得最小值。
下面以2010年高考中的几道线性规划作为例子,谈一下我的结论的可行性。
例1、(2010年高考数学理全国一卷,选择题3)若变量x,y, 满足条件y≤1x+y≥0 a-y-2≤0,则目标函数z=x-2y的最大值为( )
A、4 B、3C、2D、1
解:设P(x,y),A(1,2),则=(x,y),=(1,-2)
∴z=•=x-2y,显然在可行域内,当P(x,y)取直线x-y-2=0与直线x+y=0的交点(1,-1)时,在方向上的投影最大。
∴z=x-2y的最大值为3。故选B。
例2、(2010年年高考数学理山东卷,选择题10)若变量x,y, 满足条件x-y+2≥0x-5y+10≤0x+y-8≤0,则目标函数z=3x-4y的最大值和最小值分别为( )
A、3,-11 B、-3,-11C、11,-3 D、11,3
解:设P(x,y),A(3.4),则=(x,y),=(3,-4)
∴z=•=3x-4y,显然在可行域内,当P(x,y)取直线x-5y+10=0与直线x+y-8=0的交点(5,3)时,在方向上的投影最大。当P(x,y)取直线x-y+2=0与直线x+y-8=0的交点(3,5)时,在方向上的投影最小。
∴z=x-2y的最大值为3,最小值为-11。故选A。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文