高中數學線性規劃可行域含參求解參數值的方法

2020-12-15 小方思而行高中數學

例 若

滿足約束條件,z=3x+2y的最小值為-18,求k的值。

解:不能畫出可行域?沒事,我們可以畫出一部分來

由z=3x+2y的最小值為-18,得直線:3x+2y=-18經過可行域。

分析kx-y+1≥0,可知原點在該不等式表示的平面內,且直線kx-y+1=0過點(0,1),當k變化時,直線kx-y+1=0繞點(0,1)轉動。對進行討論:

(1)當k=0時,由kx-y+1≥0,得y≤1,則可行域區域如圖所示:

由z=3x+2y,得y=-3/2x+z/2,可知,截距最小時,z取得最小值。作直線y=-3/2x,向左平移時,截距變小,由於可行域左邊不封閉,目標函數無最小值,與已知條件矛盾。

(2)當k>0時,kx-y+1=0得y=kx+1,則會出現以下幾種情況:

a, 0<k≤1/2時,如圖所示:

由於可行域左邊不封閉,目標函數無最小值,與已知條件矛盾。

b,當k>1/2且y=kx+1與直線3x+2y=-18的交點位於G和H中間的E點時,如圖所示:

結合圖像很容易看到直線3x+2y=-18不是目標函數的直線,與已知條件矛盾。

c, 當y=kx+1與直線3x+2y=-18相交時,如圖所示:

易知直線3x+2y=-18為目標函數的直線,符合題意,解方程組得交點坐標為(-4,-3),帶入直線y=kx+1得k=1

d, 當k>1時,如圖所示:

可行域左邊不封閉,所以目標函數無最小值。

綜上所述:k=1

總結:

解決可行域含參數且已在目標函數的最值求解參數的取值的問題,基本步驟還是線性規劃數形結合五部曲的方法,只是,其中需要對參數的取值範圍進行討論,然後結合圖像就可以得出參數的取值,重要的是含參數的直線方程經過定點,這是解決此類問題的一個關鍵點。

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