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二元一次不等式与简单的线性规划问题.ppt

上传人:saw518 文档编号:4875702 上传时间:2019-01-18 格式:PPT 页数:41 大小:845.50KB
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资源描述

1、,二元一次不等式(组)与平面区域,二元一次不等式(组) 的定义,(1)二元一次不等式:,(2)二元一次不等式组:,(3)二元一次不等式(组)的解集:,含有两个未知数,并且未知数的次数是1的不等式;,由几个二元一次不等式组成的不等式组;,满足二元一次不等式(组)的有序实数对(x,y)构成的集合;,注: 二元一次不等式(组)的解集可以看成是直角坐标 系内的点构成的集合。,(1)平面直角坐标系中, 二元一次方程x-y-6=0的解组成的点(x,y)的集合表示什么图形?,探讨,过(,0)和(0,-)的一条直线,()那么x-y-60的解组成的集合呢?x-y-60呢?,在直线 的左上方 的平面区域内;,在平

2、面直角坐标系中,所有的点被直线 分成三类:,在直线 的右下方 的平面区域内。,探讨:在平面内画一条 直线,这条直线将平面分为几个部分?这几个部分可以用怎样的式子来表示?,在直线 上;,直线x- y=6叫做这两个区域的边界,对于平面上的点的坐标(3,-3)(0,0), (-2,3),(7,0),(1,-6),讨论它们分别在直线的什么方位,x-y-6的值分别为什么?,(7,0),(-2,3),(1,-6),(1)二元一次不等式Ax+By+C0(A,B不全 为0)在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有点组成的平面区域。,(2)由于对直线同一侧的所有点(x,y),把它代入Ax+By+C

3、,所得实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点(x0,y0) ,从Ax0+By0+C的正负可以判断出Ax+By+C0表示哪一侧的区域。,如何判断二元一次不等式的平面区域,小诀窍,如果C0,可取(0,0); 如果C0,可取(1,0)或(0,1).,判断方法: 直线定界,特殊点定域,归纳提升:,例1:画出不等式 2x+y-60表示的平面区域。,3,6,2x+y-60,2x+y-6=0,例题分析,变式:画出不等式 2x+y-60表示的平面区域。,注意:不等式表示的区域是否包含边界,若不包含边界,边界应画成虚线,若不便于画成虚线(如坐标轴),应通过文字加以说明。,练习1. 画下列不等式表

4、示的区域: x0 6 () 2x+y0,基础训练:,左上方,注:若不等式不取,则边界应画成虚线, 否则应画成实线。,2、根据所给图形,把图中的平面区域用不等式表示出来:,X-y+10,考点:能根据平面区域写出二元一次不等式组,分析:不等式组表示的平面区域 是各不等式所表示的平面点集的交集,因而的各个 不等式所表示的平面区域 的公共部分。,解: 不等式表示直线上及右下方的点的集合,,表示直线上及右上方的点的集合,,x+y=0,xy+5=0,上式加上一个条件x3, 平面区域会是什么图形?,变式,考点:能根据二元一次不等式组画出平面区域,画出不等式组表示的平面区域。,x+y=0,x=3,x-y+5=

5、0,注:不等式组表示的平面区域是各不等式所表示 平面区域的公共部分。,思考运用,3,5,-5,x-y+5=0,x+y=0,x=3,如果让你求围成的三角形的面积,你能求么?,4,-2,练习1 :画出下列不等式组表示的平面区域,2,注:画图应非常准确,否则可能得不到正确结果。,考点:能根据二元一次不等式组画出平面区域,练习2、求由三直线x-y=0;x+2y-4=0及y+2=0 所围成的平面区域所表示的不等式。,考点:能根据平面区域写出二元一次不等式组,简单的线性规划,一、回顾,例3:设z=2x+y,式中变量满足下列条件:求z的最大值与最小值。,线性规划,例3: 设z=2x+y,式中变量满足 下列条

6、件:求z的最大值与最小值。,目标函数 (线性目标函数),线性约 束条件,例题3:求Z=2x+y的最小值,使x,y满足约束条件,解:画出满足x,y的条件所表示的区域,即阴影部分(如图),其表示斜率为-2的一组平行直线系,截距为z。从图上可知:当直线经过点B时,z有最小值。,由Z=2x+y变形得y=-2x+z,解,得,例4:求z3x5y的最大值,使x、y满足约束条件:,x,y,o,A,B,C,解:作出平面区域,把z=3x+5y变形为得到 斜率为 ,在y轴上的截距为 ,随z变化的一族平行直线。,由图可以看出,当直线 经过可行域上的点A时,截距 最大,则z最大经过点B时,截距最小,则z最小,由题设求得

7、A(1.5,2.5),B(2,1), 则Zmax=17,Zmin=11。,小结解线性规划问题的步骤:,2、 在线性目标函数所表示的一组平行线中,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;,3、 通过解方程组求出最优解;,4、 作出答案。,1、 画出线性约束条件所表示的可行域;,画,移,求,答,练习1、求z2xy的最大值和最小值,使x、y满足约束条件:,解:作出平面区域,x,y,A,B,C,o,把z=y+2x变形为y=2xz,得到斜率为-2,在y轴上的截距为z,随z变化的一族平行直线。,由题设求得C点坐标为(2,1),B点坐标为(-1,-1)则Zmax=2xy3 Zmin=y+2

8、x=-3,由图可以看出,当直线y=2xz经过可行域上的点C时,截距z最大,则z值最大;经过点B时,截距最小,则z值最小,解:画出满足x,y的条件所表示的区域,即五边形OABCD(如图),z=x+2y,其表示斜率为的一组平行直线系,纵截距为b=z/2。从图上可知:当直线经过c时,b有最大值,即 z有最大值。,目标函数 线性目标函数,最优解,可行域 可行解,线性规划的实际应用,例5、一个化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,生产1车皮甲种肥料的主要原料是磷酸盐4t、硝酸盐18t;生产1车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐1t、硝酸盐15t。现库存磷酸盐10t、硝酸盐66t,在此基础上生产这两种混合肥料。列出

9、满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面区域。并计算生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?,分析:设x、y分别为计划生产甲、乙两种混合肥料的车皮数,于是满足以下条件:,x,y,o,解:设生产甲种肥料x车皮、乙种肥料y车皮,能够产生利润Z万元。目标函数为Zx0.5y,,约束条件为:,画出可行域:,x,y,o,M,把Zx0.5y变形为y2x2z,它表示斜率为 2,在y轴上的截距为2z的一组直线系。,x,y,o,由图可以看出,当直线经过可行域上的点M时, 截距2z最大,即z最大。,故生产甲种、乙种肥料各 2车皮,能够产生最大利润, 最大利润为3万元。,M,容易求得M点的坐标为 (2,2

10、),则Zmax3,例题分析,例6 要将两种大小不同规格的钢板截成A、B、C三种规格,每张钢板可同时截得三种规格的小钢板的块数如下表所示 :,解:设需截第一种钢板x张,第一种钢板y张,则,2x+y15,x+2y18,x+3y27,x0,y0,作出可行域(如图),目标函数为 z=x+y,今需要A,B,C三种规格的成品分别为15,18,27块,问各截这两种钢板多少张可得所需三种规格成品,且使所用钢板张数最少。,X张,y张,例题分析,2x+y=15,x+3y=27,x+2y=18,x+y =0,作出一组平行直线z=x+y,,目标函数z= x+y,当直线经过点A时z=x+y=11.4,x+y=12,在可

11、行域内,直线x+y=12经过的整点是B(3,9)和C(4,8),它们是最优解,调整优值法,2,4,6,18,12,8,27,2,4,6,8,10,15,但它不是最优整数解.,作直线x+y=12,答(略),例题分析,2x+y=15,x+3y=27,x+2y=18,x+y =0,经过可行域内的整点B(3,9)和C(4,8)时,t=x+y=12是最优解.,答:(略),作出一组平行直线t = x+y,,目标函数t = x+y,打网格线法,在可行域内打出网格线,,当直线经过点A时t=x+y=11.4,但它不是最优整数解,,将直线x+y=11.4继续向上平移,,1,2,1,2,18,27,15,9,7,8

12、,练习1、某厂拟生产甲、乙两种适销产品,每件销售收入分别为3000元、2000元,甲、乙产品都需要在A、B两种设备上加工,在每台A、B上加工1件甲所需工时分别为1h、2h,A、B两种设备每月有效使用台数分别为400h和500h。如何安排生产可使收入最大?,解:设每月生产甲产品x件,生产乙产品y件,每月收入为z,目标函数为Z3x2y,满足的条件是,可行域如图:,Z 3x2y 变形为 它表示斜率为 的直线系,Z与这条直线的截距有关。,X,Y,O,400,200,250,500,当直线经过点M时,截距最大,Z最大。,M,解方程组,可得M(200,100),Z 的最大值Z 3x2y800,故生产甲产品

13、200件,乙产品100件,收入最大,为80万元。,2、某公司承担了每天至少搬运 280t水泥的任务,已知该公司有6辆A型卡车和4辆B型卡车,又知A型卡车每天每辆的运输量为30t,成本费为0.9千元;B型卡车每天每辆的运输量为40t,成本费为1千元.怎样安排才能使成本费最少?,假如你是公司的经理,为了使公司支出的费用最少,请你设计出公司每天的派车方案。,解: 设每天派出A型卡车x辆,B型卡车y辆,公司每天所花成本费z千元。目标函数为Z=0.9x+y.其中x,y满足以下条件:,可行域如右图所示。,把Z=0.9x+y变形为y=-0.9x+Z,得到斜率为-0.9,在y轴上的截距为Z,随Z变化的一族平行直线。,由图可知,当直线y=-0.9x+z经过可行域上的点A时,截距Z最小。,由 得,所以Zmin=0.9x+y=7.6。,答:公司每天应派出A、B型车各4辆,花费最少,为7.6千元。,3、不等式组 表示的平面区域内的 整数点共有 ( )个,1 2 3 4 x,Y 43210,4x+3y=12,

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