3.3.2簡單線性規(guī)劃問題
前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.了解線性規(guī)劃的意義以及約束條、目標(biāo)函數(shù)、可行解、可行域、最優(yōu)解等基本概念。
2.了解線性規(guī)劃問題的圖解法,并能應(yīng)用它解決一些簡單的實(shí)際問題
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.閱讀本引例,回答下列問題
線性規(guī)劃的有關(guān)概念:
①線性約束條
②線性目標(biāo)函數(shù):
③線性規(guī)劃問題:
一般地,求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條下的最大值或最小值的問題,統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題.
④可行解、可行域和最優(yōu)解:
滿足線性約束條的解(x,y)叫可行解.
由所有可行解組成的集合叫做可行域.
使目標(biāo)函數(shù)取得最大或最小值的可行解叫線性規(guī)劃問題的最優(yōu)解
2..通過研究引例及例題5、6,你能總結(jié)出求線性規(guī)劃問題的最值或最優(yōu)解的步驟嗎?那些問題較難解決?
內(nèi)探究學(xué)案
一、 學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解線性規(guī)劃的意義以及約束條、目標(biāo)函數(shù)、可行解、可行域、最優(yōu)解等基本概念。
2.了解線性規(guī)劃問題的圖解法,并能應(yīng)用它解決一些簡單的實(shí)際問題
二、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
學(xué)習(xí)重點(diǎn):重點(diǎn): 用圖解法解決簡單的線性規(guī)劃問題
難點(diǎn):準(zhǔn)確求得線性規(guī)劃問題的最優(yōu)解
三、學(xué)習(xí)過程
(一)自主學(xué)習(xí)
大家預(yù)習(xí)本P87頁,并回答以下幾個(gè)問題:
問題1. ①線性約束條
②線性目標(biāo)函數(shù):
③線性規(guī)劃問題:
一般地,求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條下的最大值或最小值的問題,統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題.
④可行解、可行域和最優(yōu)解:
(二) 合作探究,得出解決線性規(guī)劃問題的一般步驟
(三)典型例題
例1、①求z=2x+y的最大值,使式中的x、y 滿足約束條
解析:注意可行域的準(zhǔn)確畫出
②求z=3x+5y的最大值和最小值,使式中的x、y滿足約束條
解析:注意可行域的準(zhǔn)確性
不等式組所表示的平面區(qū)域如圖所示:
從圖示可知,直線3x+5y=t在經(jīng)過不等式組所表示的公共區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)時(shí),以經(jīng)過點(diǎn)(-2,-1)的直線所對應(yīng)的t最小,以經(jīng)過點(diǎn)( )的直線所對應(yīng)的t最大.
所以zmin=3×(-2)+5×(-1)=-11.
zmax=3× +5× =14
例2. 有糧食和石油兩種物資,可用輪船與飛機(jī)兩種方式運(yùn)輸,每天每艘輪船和每架飛機(jī)的運(yùn)輸效果見表.
輪船運(yùn)輸量/
飛機(jī)運(yùn)輸量/
糧食
石油
現(xiàn)在要在一天內(nèi)運(yùn)輸至少 糧食和 石油,需至少安排多少艘輪船和多少架飛機(jī)?
答案:解:設(shè)需安排 艘輪船和 架飛機(jī),則
即
目標(biāo)函數(shù)為 .
作出可行域,如圖所示.
作出在一組平行直線 ( 為參數(shù))中經(jīng)過可行域內(nèi)某點(diǎn)且和原點(diǎn)距離最小的直線,此直線經(jīng)過直線 和 的交點(diǎn) ,直線方程為: .
由于 不是整數(shù),而最優(yōu)解 中 必須都是整數(shù),所以,可行域內(nèi)點(diǎn) 不是最優(yōu)解.
經(jīng)過可行域內(nèi)的整點(diǎn)(橫、縱坐標(biāo)都是整數(shù)的點(diǎn))且與原點(diǎn)距離最近的直線經(jīng)過的整點(diǎn)是 ,
即為最優(yōu)解.則至少要安排 艘輪船和 架飛機(jī).
變式訓(xùn)練. 1、求 的最大值、最小值,使 、 滿足條
2、設(shè) ,式中變量 、 滿足
反饋測評 給出下面的線性規(guī)劃問題:求 的最大值和最小值,使 , 滿足約束條 要使題目中目標(biāo)函數(shù)只有最小值而無最大值,請你改造約束條中一個(gè)不等式,那么新的約束條是 。
答案:
三、堂小結(jié)
1.了解線性規(guī)劃的意義以及約束條、目標(biāo)函數(shù)、可行解、可行域、最優(yōu)解等基本概念。
2.了解線性規(guī)劃問題的圖解法,并能應(yīng)用它解決一些簡單的實(shí)際問題
四 后練習(xí)與提高
某運(yùn)輸公司接受了向抗洪救災(zāi)地區(qū)每天送至少 支援物資的任務(wù).該公司有 輛載重 的 型卡車與 輛載重為 的 型卡車,有 名駕駛員,每輛卡車每天往返的次數(shù)為 型卡車 次, 型卡車 次;每輛卡車每天往返的成本費(fèi) 型為 元, 型為 元.請為公司安排一下,應(yīng)如何調(diào)配車輛,才能使公司所花的成本費(fèi)最低?若只安排 型或 型卡車,所花的成本費(fèi)分別是多少?
解:設(shè)需 型、 型卡車分別為 輛和 輛.列表分析數(shù)據(jù).
型車
型車
限量
車輛數(shù)
運(yùn)物噸數(shù)
費(fèi)用
由表可知 , 滿足的線性條:
,且 .
作出線性區(qū)域,如圖所示,可知當(dāng)直線 過 時(shí), 最小,但 不是整點(diǎn),繼續(xù)向上平移直線 可知, 是最優(yōu)解.這時(shí) (元),即用 輛 型車, 輛 型車,成本費(fèi)最低.
若只用 型車,成本費(fèi)為 (元),只用 型車,成本費(fèi)為 (元).
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