1.课题导入。
复习提问]1、二元一次不等式在平面直角坐标系中表示什么图形?
2、怎样画二元一次不等式(组)所表示的平面区域?应注意哪些事项?
3、熟记“直线定界、特殊点定域”方法的内涵。
2.讲授新课。
在现实生产、生活中,经常会遇到资源利用、人力调配、生产安排等问题。
1、下面我们就来看有关与生产安排的一个问题:
引例:某工厂有a、b两种配件生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用4个a配件耗时1h,每生产一件乙产品使用4个b配件耗时2h,该厂每天最多可从配件厂获得16个a配件和12个b配件,按每天8h计算,该厂所有可能的日生产安排是什么?
1)用不等式组表示问题中的限制条件:
设甲、乙两种产品分别生产x、y件,又已知条件可得二元一次不等式组:
2)画出不等式组所表示的平面区域:
如图,图中的阴影部分的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排。
3)提出新问题:
进一步,若生产一件甲产品获利2万元,生产一件乙产品获利3万元,采用哪种生产安排利润最大?
4)尝试解答:
设生产甲产品x件,乙产品y件时,工厂获得的利润为z,则z=2x+3y.这样,上述问题就转化为:
当x,y满足不等式(1)并且为非负整数时,z的最大值是多少?
把z=2x+3y变形为,这是斜率为,在y轴上的截距为的直线。当z变化时,可以得到一族互相平行的直线,如图,由于这些直线的斜率是确定的,因此只要给定一个点,(例如(1,2)),就能确定一条直线(),这说明,截距可以由平面内的一个点的坐标唯一确定。可以看到,直线与不等式组(1)的区域的交点满足不等式组(1),而且当截距最大时,z取得最大值。
因此,问题可以转化为当直线与不等式组(1)确定的平面区域有公共点时,在区域内找一个点p,使直线经过点p时截距最大。
5)获得结果:
由上图可以看出,当实现金国直线x=4与直线x+2y-8=0的交点m(4,2)时,截距的值最大,最大值为,这时2x+3y=14.所以,每天生产甲产品4件,乙产品2件时,工厂可获得最大利润14万元。
2、线性规划的有关概念:
线性约束条件:在上述问题中,不等式组是一组变量x、y的约束条件,这组约束条件都是关于x、y的一次不等式,故又称线性约束条件.
线性目标函数:
关于x、y的一次式z=2x+y是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式,叫线性目标函数.
线性规划问题:
一般地,求线性目标函数**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.
可行解、可行域和最优解:
满足线性约束条件的解(x,y)叫可行解.
由所有可行解组成的集合叫做可行域.
使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解.
3、 变换条件,加深理解。
**:课本的**活动。
1) 在上述问题中,如果生产一件甲产品获利3万元,每生产一件乙产品获利2万元,有应当如何安排生产才能获得最大利润?在换几组数据试试。
2) 有上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关系吗?
最小,以经过点()的直线所对应的t最大。
所以zmin=3×(-2)+51)=-11.
zmax=3×+5×=14
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