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师梦圆高中数学教材同步人教A版版必修53.3.2 简单的线性规划问题下载详情
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人教A版2003课标版《3.3.2简单的线性规划问题》教案优质课下载

2.培养学生观察、联想以及作图的能力,渗透集合、化归、数形结合的数学思想,提高学生“建模”和解决实际问题的能力;

3.结合教学内容,培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识,激励学生创新.

三.教学重难点

1.理解目标函数是一组平行线,通过平移寻找最优解。

2.目标函数由原来的一元函数变为二元函数,理解较为困难。

四.教学过程

(一).导入新课

1.复习如何确定二元一次不等式Ax+By+C>(或≥)0表示的平面区域?(线定界,点定域)(或使用不等号的方向来确定位置)

2.生活中经常遇到资源安排问题,如何使用有限的资源产生最大的效益是我们接下来要研究的课题。

(二).新课探究

1.例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1小时,每生产一件乙产品使用4个B配件耗时2小时,该厂每天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8小时计算,该厂所有可能的日生产安排是什么?ド杓住⒁伊街植品分别生产x、y件,应如何列式?

解:由已知条件可得二元一次不等式组:

将上述不等式组表示成平面上的区域得:

图中阴影部分中的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排,即当点P(x,y)在上述平面区域中时,所安排的生产任务x、y才有意义.

问题: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件,乙产品y件时,工厂获得利润为z,则Z=2x+3y.フ庋,上述问题就转化为:当x、y满足上述不等式组并且为非负整数时,z的最大值是多少?

把z=2x+3y变形为 ,这是斜率为 ,在y轴上的截距为 z的直线.当z变化时可以得到什么样的图形?(当z变化时可以得到一组互相平行的直线).(板演)

由于这些直线的 斜率是确定的,因此只要给定一个点〔例如(1,2)〕,就能确定一条直线 ,这说明,截距z3可以由平面内的一个点的坐标唯一确定.可以看到直线 与表示不等式组的区域的交点坐标满足不等式组,而且当截距 最大时,z取最大值,因此,问题转化为当直线 与不等式组确定的区域有公共点时,可以在区域内找一个点P,使直线经过P时截距 最大.

由图可以看出,当直线 经过直线x=4与直线x+2y-8=0的交点M(4,2)时,截距 最大,最大值为 .此时2x+3y=14.所以,每天生产甲产品4件,乙产品2件时,工厂可获得最大利润14万元.

知识归纳:

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.例如:我们刚才研究的就是求线性目标函数z=2x+y在线性约束条件下的最大值和最小值的问题,即为线性规划问题.

那么,满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域.在上述问题中,可行域就是阴影部分表示的三角形区域.其中可行解(4,2)使目标函数取得最大值,它们都叫做这个问题的最优解.

等式组是一组对变量x、y的约束条件,由于这组约束条件都是关于x、y的一次不等式,所以又可称其为线性约束条件.Z=2x+y是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式,我们把它称为目标函数.由于t=2x+y又是关于x、y的一次解析式,所以又可叫做线性目标函数.

问题拓展:

(1)上述问题中,如果每生产一件甲产品获利1万元,每生产一件乙产品获利3万元,又应当如何安排生产?