应用举例
一、应用特点
1、用二元一次不等式组表示迎面区域;
2、线性规划问题;
3、线性规划的实际应用
二、案例示范
(回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)
1、画出不等式组`{(x-y+5>=0),(x+y>=0),(x<=3):}`表示的平面区域。
提示 |
示范 |
|
不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面区域的公共部分。 |
解:不等式`x-y+5>=0`表示直线`x-y+5=0`及右下方的点的集合,
`x=y>=0`表示直线`x+y=0`及右上方点的集合,`x<=3`表示直线`x=3`及左方的点的集合。
故不等式组`{(x-y+5>=0),(x+y>=0),(x<=3):}`表示的平面区域如下图所示。
评注:当`B>0`时
,`Ax+By+C>0`表示的是直线`Ax+By+C=0`上方的区域,`Ax+By+C<0`表示的是直线`Ax+By+C=0`下方的区域,另外,要注意边界的实虚问题。 |
2、设变量`x、y`满足条件`{(5y-x-5>=0),(2x+5y-20<=0),(2x-y-1>=0):}`,求`m=x+y`的最大值与最小值。
提示 |
示范 |
|
先准确画出约束条件表示平面区域,再利用图解法直观地求出最优解。 |
解:如下图,`l_1、l_2、l_3`分别是方程`5y-x-5=0,2x+5y-20=0,2x-y-1=0`表示的直线,
不等式组`{(5y-x-5>=0),(2x+5y-20<=0),(2x-y-1>=0):}`,表示的是`l_1`上方
,`l_2`下方,`l_3`下方围成的区域,如图中`DeltaABC`围成的部分,包括三条边。
由`{(-x+5y-5=0),(2x+5y-20=0):}`解出`A(5,2)`.
由`{(-x+5y-5=0),(2x+5y-1=0):}`解出`B(10/9,11/9)`
由`{(2x+5y-20=0),(2x+5y-1=0):}`解出`C(25/12,19/6)`
又对于`l_4:m=x+y`,当`l_4`过点`B`时,`m=10/9+11/9=21/9=7/3`。当`l_4`过点`C`时,`m=25/12+19/6=63/12=21/4`;`l_4`过点`A`时,`m=5+2=7`
`:.m`的最大值为`7`,最小值为`7/3`
从图也可以看出`l_4:y=-x+m`,求`m`的最大值即求`l_4`在`y`轴上的截距的最大值。`l_4`过`A`点时最大,`l_4`过`B`点是`m`最小。
评注:简单的线性规划问题中的可行域,实际上就是一个二元一次不等式组表示的平面区域。 |
3、某厂拟生产甲、乙两种试销产品,每件销售收入分别为3千元、2千元。甲、乙产品都需要在`A,B`两种设备上加工,在每台`A,B`上加工一件甲所需工
时分为1工时、2工时,加工一件乙所需工时分别为2工时、1工时,`A,B`两种设备每月有效使用工时数为`a(400<=a<=500)`,求生产收入最大值的范围?
提示 |
示范 |
|
先设出每月生产甲、乙两中产品分别为`x`件,`y`件,再利用约束条件画图直观求解。 |
解:设甲、乙两种产品每月的产量分别为`x,y`件,约束条件是`{(x+2y<=a),(2x+y<=a),(x>=0),(y>=0):}`目标函数是`z=3x+2y`。
由约束条件画出可行域,如右图。
将`z=3x+2y`变形为`y=-3/2x+z/2`,这是斜率为`一3/2`,随`z`变化的一组直线。`z/2`是直线在`y`轴上的截距,当`z/2`最大时`z`最大,
当然直线要与可行域相交,即在满足的束条件时目标函数取得最大值。
由`{(x+2y=a),(2x+y=a):}`解得`{(x=a/3),(y=a/3):}`在这个问题中,使`z=3x+2y`取得最大值的`(x,y)`是两直线`2x+y=a`与`x+2y=a`的交点`(a/3,a/3)`,
`:.z=3xxa/3+2xxa/3=5/3`。
又`.:400<=a<=500`,
`:.2000/3<=z<=2500/3`,即生产收入最大值的范围是`[2000/3,2500/3]`。
评注:实际问题要注意的是可行解是否是整数解. |
|