一.複習回顧
1.在同一座標系上作出下列直線:
2x+y=0;2x+y=1;2x+y=-3;2x+y=4;2x+y=7xYo簡單線性規劃(1)-可行域上的最優解2y
問題1:x 有無最大(小)值?
問題2:y 有無最大(小)值?
問題3:2x+y 有無最大(小)值?
2.作出下列不等式組的所表示的平面區域3二.提出問題
把上面兩個問題綜合起來:
設z=2x+y,求滿足
時,求z的最大值和最小值.4y
直線L越往右平移,t隨之增大.
以經過點A(5,2)的直線所對應的t值最大;經過點B(1,1)的直線所對應的t值最小.
可以通過比較可行域邊界頂點的目標函數值大小得到。
思考:還可以運用怎樣的方法得到目標函數的最大、最小值?5線性規劃問題:設z=2x+y,式中變量滿足
下列條件:
求z的最大值與最小值。
目標函數
(線性目標函數)線性約束條件
象這樣關於x,y一次不等式組的約束條件稱爲線性約束條件
Z=2x+y稱爲目標函數,(因這裏目標函數爲關於x,y的一次式,又稱爲線性目標函數6線性規劃
線性規劃:求線性目標函數在線性約束條件下的最大值或最小值的問題,統稱爲線性規劃問題.
可行解 :滿足線性約束條件的解(x,y)叫可行解;
可行域 :由所有可行解組成的`集合叫做可行域;
最優解 :使目標函數取得最大或最小值的可行解叫線性規劃問題的最優解。可行域2x+y=32x+y=12(1,1)(5,2)7
線性目標函數
線性約束條件
線性規劃問題
任何一個滿足不等式組的(x,y)可行解可行域所有的最優解
目標函數所表示的幾何意義——在y軸上的截距或其相反數。8線性規劃
例1 解下列線性規劃問題:
求z=2x+y的最大值和最小值,使式中x、y滿足下
列條件:
解線性規劃問題的一般步驟:
第一步:在平面直角座標系中作出可行域;
第二步:在可行域內找到最優解所對應的點;
第三步:解方程的最優解,從而求出目標函數的最大值或最小值。
探索結論2x+y=02x+y=-32x+y=3答案:當x=-1,y=-1時,z=2x+y有最小值-3.
當x=2,y=-1時,z=2x+y有最大值3.
也可以通過比較可行域邊界頂點的目標函數值大小得到。9線性規劃
例2 解下列線性規劃問題:
求z=300x+900y的最大值和最小值,使式中x、y滿足下列條件:
探索結論x+3y=0300x+900y=0
300x+900y=112500
答案:當x=0,y=0時,z=300x+900y有最小值0.
當x=0,y=125時,z=300x+900y有最大值112500.10例3: 某工廠用A,B兩種配件生產甲,乙兩種產品,每生產一件甲種產品使用4個A配件耗時1h,每生產一件乙種產品使用4個B配件耗時2h,該廠每天最多可從配件廠獲得16個A配件和12個B配件,按每天工作8小時計算,該廠所有可能的日生產安排是什麼?
若生產1件甲種產品獲利2萬元,生產1 件乙
種產品獲利3萬元,採用哪種生產安排利潤最大?
把例3的有關數據列表表示如下:11將上面不等式組表示成平面上的區域,區域內
所有座標爲整數的點P(x,y),安排生產任務x,y
都是有意義的.
解:設甲,乙兩種產品分別生產x,y件,由己知條件可得:
問題:求利潤2x+3y的最大值.
線性約束條件12若設利潤爲z,則z=2x+3y,這樣上述問題轉化爲:
當x,y在滿足上述約束條件時,z的最大值爲多少?
當點P在可允許的取值範圍變化時,13M(4,2)
問題:求利潤z=2x+3y的最大值.
變式:若生產一件甲產品獲利1萬元,生產一件乙產品獲利3萬元,採用哪種生產安排利潤最大?14N(2,3)
變式:求利潤z=x+3y的最大值.15解線性規劃應用問題的一般步驟:
2)設好變元並列出不等式組和目標函數
3)由二元一次不等式表示的平面區域作出可行域;
4)在可行域內求目標函數的最優解
1)理清題意,列出表格:
5)還原成實際問題
(準確作圖,準確計算)
畫出線性約束條件所表示的可行域,畫圖力保準確;
法1:移-在線性目標函數所表示的一組平行線中,利用平移的方法找出與可行域有公共點且縱截距最大或最小的直線;
法2:算-線性目標函數的最大(小)值一般在可行域的頂點處取得,也可能在邊界處取得(當兩頂點的目標函數值相等時最優解落在一條邊界線段上)。此法可彌補作圖不準的侷限。16例4、一個化肥廠生產甲、乙兩種混合肥料,生產1車皮甲種肥料的主要原料是磷酸鹽4t、硝酸鹽18t;生產1車皮乙種肥料需要的主要原料是磷酸鹽1t、硝酸鹽15t。現庫存磷酸鹽10t、硝酸鹽66t,在此基礎上生產這兩種混合肥料。列出滿足生產條件的數學關係式,並畫出相應的平面區域。並計算生產甲、乙兩種肥料各多少車皮,能夠產生最大的利潤?
分析:設x、y分別爲計劃生產甲、乙兩種混合肥料的車皮數,於是滿足以下條件:xyo17
解:設生產甲種肥料x車皮、乙種肥料y車皮,
能夠產生利潤Z萬元。目標函數爲Z=x+0.5y,
約束條件爲下例不等式組,可行域如圖紅色陰影部分:
把Z=x+0.5y變形爲y=-2x+2z,它表示斜率爲-2,在y軸上的截距爲2z的一組直線系。xyo由圖可以看出,當直線經過可行域上的點M時,截距2z最大,即z最大。
答:生產甲種、乙種肥料各2車皮,能夠產生最大利潤,最大利潤爲3萬元。M容易求得M點的座標爲
(2,2),則Zmax=3
線性約束條件18三、課堂練習(1)已知求z=2x+y的最大值和最小值。19551Oxyy-x=0x+y-1=01-1y+1=0A(2,-1)B(-1,-1)20練習2、已知
求z=3x+5y的最大值和最小值。21551Oxy1-15x+3y=15X-5y=3y=x+1A(-2,-1)B(3/2,5/2)22練習3:
某工廠生產甲、乙兩種產品,生產1t甲種產品需要A種原料4t、 B種原料12t,產生的利潤爲2萬元;生產1t乙種產品需要A種原料1t、 B種原料9t,產生的利潤爲1萬元。現有庫存A種原料10t、 B種原料60t,如何安排生產才能使利潤最大?
相關數據列表如下:23設生產甲、乙兩種產品的噸數
分別爲x、y
何時達到最大?24