高中数学人教版新课标A必修53.3 二元一次不等式（组）与简单的线性课文配套ppt课件

这是一份高中数学人教版新课标A必修53.3 二元一次不等式（组）与简单的线性课文配套ppt课件

3.3.4 简单线性规划问题的实际应用1．从实际情境中抽象出简单的线性规划问题，建立数学模型．2．掌握线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题． 线性规划的理论和方法主要用于解决以下两类问题：一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下，如何使用它们来完成最多的任务；二是给定一项任务，如何合理安排和规划，能以最少的人力、财力、物力、资金等资源来完成该项任务．线性规划解应用题的一般步骤．(1)设出____________；x，y，z约束条件目标函数(2)列出________，确定________；(3)画出________； (4)作目标函数表示的一族平行直线，使其中某条直线与________有交点，且使其截距最大或最小；可行域(5)判断________，求出目标函数的______，并回到原问题中作答．最优解最值可行域 练习1：有5 辆 6 吨的汽车，4 辆 4 吨的汽车，要运送最多的货物，完成这项运输任务的线性目标函数为___________． x≥1，练习2：已知变量 x，y 满足 y≤2， x－y≤0，则 x＋y 的最小)值是( A．4 C．2 B．3 D．1z＝6x＋4yC 1．简单线性规划在实际生产生活中主要解决哪些问题？ 答案：简单的线性规划在实际生产生活中应用非常广泛，主要解决的问题是：在资源的限制下，如何使用资源来完成最多的生产任务；或是给定一项任务，如何合理安排和规划，能以最少的资源来完成如常见的任务安排问题、配料问题、下料问题、布局问题、库存问题，通常解法是将实际问题转化为数学模型，归结为线性规划，使用图解法解决．2．应用线性规划的图解方法，应具备哪些条件？题型1资源配置问题 例1：某工艺品加工厂准备生产具有收藏价值的奥运会标志——“中国印·舞动的北京”和奥运会吉祥物——“福娃”．该厂所用的主要原料为 A，B 两种贵重金属，已知生产一套奥运会标志需用原料 A 和原料 B 的量分别为 4 盒和 3 盒，生产一套奥运会吉祥物需用原料 A 和原料 B 的量分别为 5 盒和 10 盒．若奥运会标志每套可获利 700 元，奥运会吉祥物每套可获利 1 200 元，该厂月初一次性购进原料 A，B 的量分别为 200 盒和 300 盒．问该厂生产奥运会标志和奥运会吉祥物各多少套才能使该厂月利润最大，最大利润为多少？ 思维突破：将文字语言转化为数学式子建立线性规划模型． 将点 A(20,24)代入 z＝700x＋1 200y， 得 zmax＝700×20＋1 200×24＝42 800 元 答：当该厂生产奥运会标志和吉祥物分别为 20,24 套时，月利润最大，最大利润为 42 800 元． 解线性规划应用题时，先转化为简单的线性规划问题，再按如下步骤完成：①作图：画出约束条件所确定的平面区域和目标函数所表示的平行直线系中的一条直线 l；②平移：将直线 l 平行移动，以确定最优解的对应点 A 的位置；③求值：解有关方程组求出点 A 坐标(即最优解)，代入目标函数，即可求出最值．【变式与拓展】 1．某糖果厂生产 A，B 两种糖果，A 种糖果每箱获利润 40元，B 种糖果每箱获利润 50 元，其生产过程分为混合、烹调、包装三道工序，下表为每箱糖果生产过程中所需平均时间(单位：分钟). 每种糖果的生产过程中，混合的设备至多能用 12 小时，烹调的设备至多只能用机 30 小时，包装的设备只能用 15 小时，试求每种糖果各生产多少箱可获得最大利润．求目标函数 z＝40x＋50y 的最大值，作出可行域(如图 D28)，其边界 OA：y＝0，AB：3x＋y－900＝0，BC：5x＋4y－1 800＝0，CD：x＋2y－720＝0，DO：x＝0.图 D28题型2降低资源消耗问题 例2：某工厂利用两种燃料生产三种不同的产品 A，B，C，每消耗一吨燃料与产品 A，B，C 有下列关系： 现知每吨燃料甲与燃料乙的价格之比为 2∶3，现需要三种产品 A，B，C 各 50 吨，63 吨，65 吨．问如何使用两种燃料，才能使该厂成本最低？ 思维突破：由于该厂成本与两种燃料使用量有关，而产品A，B，C 又与这两种燃料有关，且这三种产品的产量也有限制，因此这是一道求线性目标函数在线性约束条件下的最小值问题，这类简单的线性规划问题一般都可以利用二元一次不等式组求在可行域上的最优解．自主解答：设该厂使用燃料甲 x 吨，燃料乙 y 吨，甲每吨2t 元，则乙每吨为 3t 元．则成本为 z＝2tx＋3ty＝t(2x＋3y)．因此只需求 2x＋3y 的最小值即可．10x＋5y≥50，又由题意，可得 x,y 满足条件 7x＋9y≥63，5x＋13y≥65.作出不等式组所表示的平面区域(如图 D25)．图 D25【变式与拓展】 2．医院用甲、乙两种原料为手术后的病人配营养餐，甲种原料每 10 g 含 5 个单位蛋白质和 10 个单位铁质，售价 3 元；乙种原料每 10 g 含 7 个单位蛋白质和 4 个单位铁质，售价 2 元．若病人每餐至少需要 35 个单位蛋白质和 40 个单位铁质．试问：应如何使用甲、乙原料，才能既满足营养，又使费用最省？图 D29题型3整数解处理 例3：某公司每天至少要运送 180 t 货物．公司有 8 辆载重为 6 t 的 A 型卡车和 4 辆载重为 10 t 的 B 型卡车，A 型卡车每天可往返 4 次，B 型卡车可往返 3 次，A 型卡车每天花费 320 元，B 型卡车每天花费 504 元，问如何调配车辆才能使公司每天花费最少． 思维突破：设A型卡车x 辆，B 型卡车y 辆．问题转化为线性规划问题．同时应注意到题中的x，y只能取整数．自主解答：设 A 型卡车 x 辆，B 型卡车 y 辆，则0≤x≤8，0≤y≤4，24x＋30y≥180， 0≤x≤8，即 0≤y≤4， 4x＋5y≥30，目标函数 z＝320x＋504y.作如图 D26 所示的可行域， 图 D26 做直线 l′：320x＋504y＝0.在可行域中打上网格，找出(8 ,0)，(8 , 1)，(8 , 2)，(7 , 1)，(7 , 2)，(7 , 3)，…等整数点．作直线 l：320x＋504y＝t 与直线 l′平行，可见当直线 l 过点(8, 0)时，t 最小，即 zmin＝8×320＝2 560(元)． 根据已知条件写出不等式组是做题的第一步；第二步画出可行域；第三步找出最优解．其中最困难的是第二步．整数解的线性规划问题．如果取最小值时不是整数点，则考虑此点附近的整数点． 例4：某沙漠地带，考察车每天行驶 200 千米，每辆考察车可以装载供行驶 14 天的汽油．现有 5 辆考察车，同时从驻地A 出发，计划完成任务后，再沿原路返回驻地，为了让其中 3辆车尽可能向更远的地方进行考察(然后再一起返回)，甲、乙两车行至 B 处后，仅留足自己返回驻所必需的汽油，将多余的汽油供给另外 3 辆使用，问：其他 3 辆可以行进的最远路是多少千米？ 试解：设考察行至B 处用了x天，从B处到最远处用了y天，则有 2[3(x＋y)＋2x]≤14×5， 即 5x＋3y≤35，且 x>0，y>0. 同时从其余 3 辆车的载油量考虑， 14×5－(5＋2)x≤14×3，即 x≥4. 5x＋3y≤35，下求 z＝x＋y 于是问题转化为在约束条件 x≥4， y>0的最大值．作可行域(如图 D27)，则 M(4,5)，图 D27作直线 l：x＋y＝0，向右平移过点 M 时，zmax＝9.∴最远路程为 200×(4＋5)＝1 800(千米)． 易错点评：对线性的约束条件考虑不清不全，没考虑甲、乙两车供油后，自己还须返回这一条件，导致约束条件出错．1．线性规划的两类重要实际问题的解题思路：(1)应准确建立数学模型，即根据题意找出约束条件，确定线性目标函数．(2)用图解法求得数学模型的解，即画出可行域，在可行域内求得使目标函数取最值的解．(3)还要根据实际意义将数学模型的解转化为实际问题的解，即结合实际情况求得最优解．2．应用线性规划处理实际问题时应注意的问题： (1)在求解实际问题时，除严格遵循线性规划求目标函数最值的方法外，还应考虑实际意义的约束，要认真解读题意，仔细推敲并挖掘相关条件，同时还应具备批判性检验思维，以保证解决问题的准确和完美．(2)在处理实际问题时，x≥0，y≥0 常被忽略，在解题中应注意．(3)在求解最优解时，一般采用图解法求解．