高中数学人教版新课标A必修53.3 二元一次不等式(组)与简单的线性教学课件ppt
展开3.3.2简单的线性规划问题(一) 引入新课1. 某工厂用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,该厂最多可从配件厂获得16个A配件和12个B配件,按每天工作8h计算,该厂所有的日生产安排是什么?引入新课1. 某工厂用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,该厂最多可从配件厂获得16个A配件和12个B配件,按每天工作8h计算,该厂所有的日生产安排是什么?(1) 设甲、乙两种产品分别生产x、y件, 由已知条件可得二元一次不等式组:引入新课1. 某工厂用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,该厂最多可从配件厂获得16个A配件和12个B配件,按每天工作8h计算,该厂所有的日生产安排是什么?(1) 设甲、乙两种产品分别生产x、y件, 由已知条件可得二元一次不等式组:(2)将上述不等式组表示成平面上的区域,引入新课(3)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?引入新课(3)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?设生产甲产品x乙产品y件时,工厂获得的利润为z,则z=2x+3y.上述问题就转化为:引入新课(3)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?设生产甲产品x乙产品y件时,工厂获得的利润为z,则z=2x+3y.上述问题就转化为:当x、y满足不等式※并且为非负整数时,z的最大值是多少?讲授新课1. 上述问题中,不等式组是一组对变量 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,所以又叫线 性约束条件.讲授新课1. 上述问题中,不等式组是一组对变量 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,所以又叫线 性约束条件. 线性约束条件除了用一次不等式表示 外,有时也用一次方程表示.讲授新课2. 欲求最大值或最小值的函数z=2x+3y 叫做目标函数. 讲授新课2. 欲求最大值或最小值的函数z=2x+3y 叫做目标函数. 由于 z=2x+y又是x、y的一次解析式, 所以又叫线性目标函数. 讲授新课3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 条件下的最大值或最小值的问题,统称 为线性规划问题. 讲授新课3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 条件下的最大值或最小值的问题,统称 为线性规划问题. 4. 满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解. 讲授新课3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 条件下的最大值或最小值的问题,统称 为线性规划问题. 4. 满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解. 5. 由所有可行解组成的集合叫做可行域. 讲授新课3. 一般地,求线性目标函数在线性约束 条件下的最大值或最小值的问题,统称 为线性规划问题. 4. 满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解. 5. 由所有可行解组成的集合叫做可行域. 6. 使目标函数取得最大值或最小值的可行 解,它们都叫做这个问题的最优解.例题分析 例1. 设 z=2x+y,式中变量x、 y满足下列条件:求z的最大值和最小值.讲授新课42246yxOCAB讲授新课 我们先画出不等式组(1)表示的平面区域,如图中△ABC内部且包括边界,点(0,0)不在这个三角形区域内,当x=0,y=0时,z=2x+y=0,点(0,0)在直线l0: 2x+y=0上. 42246yxOCAB讲授新课l042246yxOCAB 作一组和l0平行的直线l:2x+y=z,z∈R. 讲授新课l042246yxOCAB 作一组和l0平行的直线l:2x+y=z,z∈R. 讲授新课l0 可知,当l在l0的右上方时,直线l上的点(x,y)满足2x+y>0. 即z>0,而且l 往右平移时,z随之增大,在经过不等式组(1)表示的三角形区域内的点且平行于l的直线中,42246yxOCAB 作一组和l0平行的直线l:2x+y=z,z∈R. 讲授新课l0讲授新课42246yxOCABl0以经过点A(5,2)的直线 l2 所对应的z最大,以经过点B(1,1)的直线 l1 所对应的z最小.讲授新课以经过点A(5,2)的直线 l2 所对应的z最大,以经过点B(1,1)的直线 l1 所对应的z最小.42246yxOCABl2l0讲授新课以经过点A(5,2)的直线 l2 所对应的z最大,以经过点B(1,1)的直线 l1 所对应的z最小.42246yxOCABl1l2l0讲授新课以经过点A(5,2)的直线 l2 所对应的z最大,以经过点B(1,1)的直线 l1 所对应的z最小.所以,zmax=2×5+2=12, zmin=2×1+1=3.42246yxOCABl1l2讲授新课练习1.解下列线性规划问题:求z=2x+y的最大值和最小值,使式中的x、y满足约束条件讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得yxO11讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得yxO11作出直线l0:2x+y=0,再将直线平移,当l0平行线l1过B点时,可使z=2x+y达到最小值,当l0平行线l2过C点时,可使z=2x+y达到最大值.讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得yxO11作出直线l0:2x+y=0,再将直线平移,当l0平行线l1过B点时,可使z=2x+y达到最小值,当l0平行线l2过C点时,可使z=2x+y达到最大值.讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得yxO11l0作出直线l0:2x+y=0,再将直线平移,当l0平行线l1过B点时,可使z=2x+y达到最小值,当l0平行线l2过C点时,可使z=2x+y达到最大值.讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得yxO11l1l0作出直线l0:2x+y=0,再将直线平移,当l0平行线l1过B点时,可使z=2x+y达到最小值,当l0平行线l2过C点时,可使z=2x+y达到最大值.讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得yxO11l1l0l2作出直线l0:2x+y=0,再将直线平移,当l0平行线l1过B点时,可使z=2x+y达到最小值,当l0平行线l2过C点时,可使z=2x+y达到最大值.讲授新课解:先作出可行域,见图中△ABC表示的区域, 且求得zmin=2×(1)+(1)=3,zmax=2×2+(1)=3.yxO11l1l0l2讲授新课解答线性规划问题的步骤:讲授新课解答线性规划问题的步骤:第一步:根据约束条件画出可行域; 讲授新课解答线性规划问题的步骤:第一步:根据约束条件画出可行域;第二步:令z=0,画直线l0; 讲授新课解答线性规划问题的步骤:第一步:根据约束条件画出可行域;第二步:令z=0,画直线l0;第三步:观察,分析,平移直线l0, 从而找到最优解; 讲授新课解答线性规划问题的步骤:第一步:根据约束条件画出可行域;第二步:令z=0,画直线l0;第三步:观察,分析,平移直线l0, 从而找到最优解;第四步:求出目标函数的最大值或最 小值.例2.求z=x-y的取值范围, 使式中的x、y满足约束条件:讲授新课讲授新课例3.求z=x2+y2的最大值和最小值, 使式中的x、y满足约束条件课堂小结解答线性规划问题的步骤:第一步:根据约束条件画出可行域;第二步:令z=0,画直线l0;第三步:观察,分析,平移直线l0, 从而找到最优解;第四步:求出目标函数的最大值或最 小值.3.3.2简单的线性规划问题(二) 复习引入问题 已知 x、y满足且z=2x+4y的最小值为-6,则常数k等于 ( )复习引入问题 已知 x、y满足且z=2x+4y的最小值为-6,则常数k等于 ( )讲授新课例1.营养学家指出,成人良好的日常饮食应该至少提供0.075kg的碳水化合物,0.06kg的蛋白质,0.06kg的脂肪.1kg的食物A含有0.105kg的碳水化合物,0.07kg蛋白质,0.14kg脂肪,花费28元;而1kg食物B含有0.105kg碳水化合物,0.14kg蛋白质,0.07kg脂肪,花费21元.为了满足营养专家指出的日常饮食要求,同时花费最低,需要同时食用食物A和食物B多少kg?1. 效益最佳问题讲授新课1. 效益最佳问题将已知数据列成下表:讲授新课探究(1) 如果设食用A食物xkg、食用B食物ykg, 则目标函数是什么?(2) 总成本z随A、B食物的含量变化而变化, 是否任意变化,受什么因素制约?列出 约束条件.(3) 能画出它的可行性区域吗?(4) 能求出它的最优解吗?(5) 你能总结出解线性规划应用题的一般步 骤吗?讲授新课例2.某工厂生产甲、乙两种产品.已知生产甲种产品1t需耗A种矿石10t、B种矿石5t、煤4t;生产乙种产品1t需耗A种矿石4t、B种矿石4t、煤9t. 每1t甲种产品的利润是600元,每1t乙种产品的利润是1000元. 工厂在生产这两种产品的计划中要求消耗A种矿石不超过300t、B种矿石不超过200t、煤不超过363t.甲、乙两种产品应各生产多少,能使利润总额达到最大.1. 效益最佳问题讲授新课将已知数据列成下表:分析:讲授新课建模: (1)确定变量及其目标函数: (2) 分析约束条件: (3) 建立数学模型. (4) 求解.讲授新课建模: (1)确定变量及其目标函数:若设生产甲、乙两种产品分别为xt、yt,利润额为z元,则z=600x+1000y. (2) 分析约束条件: (3) 建立数学模型. (4) 求解.讲授新课建模: (1)确定变量及其目标函数:若设生产甲、乙两种产品分别为xt、yt,利润额为z元,则z=600x+1000y. (2) 分析约束条件:z值随甲、乙两种产品的产量x、y变化而变化,但甲、乙两种产品是否可以变化呢?它们受到哪些因素的制约?怎样用数学语言表述这些制约因素? (3) 建立数学模型. (4) 求解.讲授新课解:设生产甲、乙两种产品分别为 xt、yt,利润总额为z元,那么作出以上不等式组所表示的平面区域,即可行域.z=600x+1000y讲授新课yxO1010讲授新课yxO1010讲授新课yxO1010讲授新课yxO1010讲授新课yxO1010讲授新课yxO1010作直线l:600x+1000y=0,即直线l:3x+5y=0.讲授新课yxO1010把直线l向右上方平移至l1的位置时,直线经过可行域上的点M,且与原点距离最大.此时z=600x+1000y取最大值.讲授新课yxO1010讲授新课例3.一个化肥厂生产甲、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18 t;生产1车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐1t、硝酸盐15 t.现库存磷酸盐10t、硝酸盐66 t,在此基础上生产这两种混合肥料.若生产1车皮甲种肥料,产生的利润为10000元;生产1车皮乙种肥料,产生的利润为5000元.那么分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大的利润?讲授新课已知 x、y满足不等式组试求z=300x+900y取最大值时整点的坐标及相应的z的最大值.练习例4.要将两种大小不同的钢板截成A、B、C三种规格, 每张钢板可以同时截得三种规格的小钢板的块数如下表所示:今需要A、B、C三种成品分别是15、18、27块,问各截这两种钢板多少块可得所需三种规格成品,且使所用钢板张数最少.规格类型钢板类型2.用量最省问题讲授新课讲授新课解:设需截第一种钢板x张,第二种钢板y张,则作出可行域:目标函数为z=x+y讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课yxO22488182816讲授新课解题的一般步骤:讲授新课解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;讲授新课解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;2.列出约束条件;讲授新课解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;2.列出约束条件;3.建立目标函数;讲授新课解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;2.列出约束条件;3.建立目标函数;4.作出可行域;讲授新课解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;2.列出约束条件;3.建立目标函数;4.作出可行域;5.运用图解法,求出最优解;讲授新课解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;2.列出约束条件;3.建立目标函数;4.作出可行域;5.运用图解法,求出最优解;6.实际问题需要整数解时,适当调整,确定最优解.讲授新课练习1.某公司招收男职员x名,女职员y名,x和y须满足约束条件:则z=10x+10y的最大值是:A. 80 B. 85 C. 90 D.95( )讲授新课练习1.某公司招收男职员x名,女职员y名,x和y须满足约束条件:则z=10x+10y的最大值是:A. 80 B. 85 C. 90 D.952.教科书P.91练习第2题.( )课堂小结解题的一般步骤:1.设立所求的未知数;2.列出约束条件;3.建立目标函数;4.作出可行域;5.运用图解法,求出最优解;6.实际问题需要整数解时,适当调整,确定最优解.3.3.2简单的线性规划问题(三) 例.要将两种大小不同的钢板截成A、B、C三种规格, 每张钢板可以同时截得三种规格的小钢板的块数如下表所示:今需要A、B、C三种成品分别是15、18、27块,问各截这两种钢板多少块可得所需三种规格成品,且使所用钢板张数最少.规格类型钢板类型用量最省问题复习引入解:设需截第一种钢板x张,第二种钢板y张,则作出可行域:目标函数为z=x+y复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入yxO22488182816复习引入练习某公司招收男职员x名,女职员y名,x和y须满足约束条件:则z=10x+10y的最大值是:A. 80 B. 85 C. 90 D.95( )复习引入讲授新课例1. 设 x, y, z满足约束条件求u=2x+6y+4z的最大值和最小值.讲授新课例2. (1)已知的取值范围;(2)设f(x)=ax2 +bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,求f(-2)的取值范围.求t=4a-2b讲授新课思考. 已知△ABC的三边长a、b、c满足b+c≤2a,c+a≤2b,求 的取值范围.1. 巩固图解法求线性目标函数的最大 值、最小值的方法;2. 用画网格的方法求解整数线性规划 问题.课堂小结
人教版新课标A必修5第三章 不等式3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性课文内容课件ppt: 这是一份人教版新课标A必修5第三章 不等式3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性课文内容课件ppt
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