1、第三章 不等式4简单线性规划4.3简单线性规划的应用A组学业达标1(2019桃城区高一检测)某实验室至少需要某种化学药品10 kg,现在市场上出售的该药品有两种包装,一种是每袋3 kg,价格为12元;另一种是每袋2 kg,价格为10元但由于保质期的限制,每一种包装购买的数量都不能超过5袋,则在满足需要的条件下,花费最少()A56 B42 C44 D54解析:设价格为12元的x袋,价格为10元的y袋,花费为z元,则约束条件为:目标函数为z12x10y,作出可行域,使目标函数为z12x10y取最小值的点(x,y)是A(2,2),此时z44,故应买价格为12元的2袋,价格为10元2袋,花费最少为44
2、元所以C选项是正确的答案:C2某旅行社租用A,B两种型号的客车安排900名客人旅行,A,B两种车辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B型车不多于A型车7辆,则租金最少为()A31 200元 B36 000元C36 800元 D38 400元解析:先根据题意列出约束条件和目标函数,通过平移目标函数加以解决设租用A型车x辆,B型车y辆,目标函数为z1 600x2 400y,则约束条件为作出可行域,如图中阴影部分所示,可知目标函数过点(5,12)时,有最小值zmin36 800(元)答案:C3铁矿石A和B的含铁率a,冶炼每万
3、吨铁矿石的CO2排放量b及每万吨铁矿石的价格c如下表:ab(万吨)c(百万元)A50%13B70%0.56某冶炼厂至少要生产1.9(万吨)铁,若要求CO2的排放量不超过2(万吨),则购买铁矿石的最少费用为()A14百万元 B15百万元C20百万元 D以上答案都不对解析:设购买铁矿石A和B各x,y万吨,则购买铁矿石的费用z3x6y,x,y满足约束条件其表示平面区域如图所示由可得B(1,2)则当直线z3x6y过点B(1,2)时,购买铁矿石的最少费用z15,所以B选项是正确的答案:B4(2019汕头高一检测)某公司生产甲、乙两种桶装产品已知生产甲产品1桶需耗A原料1千克、B原料2千克;生产乙产品1桶
4、需耗A原料2千克,B原料1千克每桶甲产品的利润是300元,每桶乙产品的利润是400元公司在生产这两种产品的计划中,要求每天消耗A、B原料都不超过12千克通过合理安排生产计划,从每天生产的甲、乙两种产品中,公司共可获得的最大利润是()A1 800 B2 400C2 800 D3 100解析:设每天生产甲产品x桶,生产乙产品y桶,相应的利润为z元,于是有,z300x400y,在坐标轴内画出该不等式所表示出的平面区域,目标函数z过平面区域的点A(4,4)时,取最大值,故得最大利润z300440042 800元故本题正确答案为C.答案:C5一农民有基本农田2亩,根据往年经验,若种水稻,则每季每亩产量为
5、400千克;若种花生,则每季每亩产量为100千克,但水稻成本较高,每季每亩240元,而花生只需80元,且花生每千克卖5元,稻米每千克卖3元,现该农民手头有400元,那么获得最大收益为()A840元 B1 150元 C1 600元 D1 650元解析:设该农民种x亩水稻,y亩花生时能获得利润z元,则即z960x420y,作出可行域如图阴影部分所示,将目标函数变形为yx,作出直线yx,在可行域内平移直线yx,可知当直线过点B时,纵截距有最大值,由解得B.故当x1.5,y0.5时,zmax1 650元,即该农民种1.5亩水稻,0.5亩花生时,能获得最大利润,最大利润为1 650元答案:D6某企业生产
6、甲、乙两种产品,已知生产每吨甲产品要用A原料3吨,B原料2吨;生产每吨乙产品要用A原料1吨,B原料3吨甲产品每吨利润为5万元,乙产品每吨利润为3万元如果该企业在一个生产周期内消耗A原料不超过13吨,B原料不超过18吨,那么该企业的最大利润为_万元解析:设生产甲产品x吨,乙产品y吨,利润为z万元,由题意可得目标函数为z5x3y,作出如图所示的可行域(阴影部分)当直线5x3yz经过点A(3,4)时,z取得最大值,故zmax533427.答案:277(2016高考全国卷)某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料,生产一件产品A需要甲材料1.5 kg,乙材料1 kg,用5个工时;生产一件产
7、品B需要甲材料0.5 kg,乙材料0.3 kg,用3个工时,生产一件产品A的利润为2 100元,生产一件产品B的利润为900元该企业现有甲材料150 kg,乙材料90 kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为_元解析:设生产A产品x件,B产品y件,根据所耗费的材料要求、工时要求等其他限制条件,构造线性规划约束条件为:目标函数z2 100x900y.作出可行域为图中的阴影部分,包括边界包含的整点,顶点为(60,100),(0,200)(0,0)(90,0)可行域为z在(60,100)处取得最大值,zmax2 10060900100216 000.答案:216
8、0008某公司计划2019年在A、B两个电视台做总时间不超过300分钟的广告,广告费用不超过9万元A、B电视台的广告收费标准分别为500元/分钟和200元/分钟假定A、B两个电视台为该公司每分钟所做的广告,能给公司带来的收益分别为0.3万元和0.2万元问:该公司如何分配在A、B两个电视台的广告时间,才能使公司收益最大,最大收益是多少万元?解析:设公司在A电视台和B电视台做广告的时间分别为x分钟和y分钟,总收益为z元,由题意得:,z3 000x2 000y,不等式组等价于,作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域,如图:作直线l:3 000x2 000y0,即3x2y0,平移直线l,从图中
9、可知,当直线过点M时,目标函数取得最大值,联立,点M的坐标为(100,200),z3 000x2 000y700 000(元),该公司在A电视台做100分钟广告,在B电视台做200分钟广告,公司的收益最大,最大收益是70万元9某人承揽一项业务,需做文字标牌4个,绘画标牌5个,现有两种规格的原料,甲种规格每张3 m2,可做文字标牌1个,绘画标牌2个,乙种规格每张2 m2,可做文字标牌2个,绘画标牌1个,求两种规格的原料各用多少张,才能使总的用料面积最小?解析:设需要甲种原料x张,乙种原料y张,则可做文字标牌(x2y)个,绘画标牌(2xy)个,由题意可得:所用原料的总面积为z3x2y,作出可行域如
10、图,在一组平行直线3x2yt中,经过可行域内的点且到原点距离最近的直线过直线2xy5和直线x2y4的交点(2,1),最优解为:x2,y1,使用甲种规格原料2张,乙种规格原料1张,可使总的用料面积最小B组能力提升10某农户计划种植黄瓜和辣椒,种植面积不超过50亩,投入资金不超过54万元,假设种植黄瓜和辣椒的产量、成本和售价如下表:年产量/亩年种植成本/亩每吨售价黄瓜4吨1.2万元0.55万元辣椒6吨0.9万元0.3万元为使一年的种植总利润(总利润总销售收入总种植成本)最大,那么黄瓜和辣椒的种植面积(单位:亩)分别为()A50,0 B30,20 C20,30 D0,50解析:设黄瓜、辣椒的种植面积
11、分别为x亩,y亩,则总利润z(40.551.2)x(60.30.9)yx0.9y(目标函数),此时x,y满足条件,上述不等式表示的平面区域如图所示,阴影部分(含边界)即可行域.由图知,在直线xy50与直线1.2x0.9y54的交点B处,目标函数取得最大值,解方程组得x30,y20,故当x30,y20时,z最大;即黄瓜和辣椒的种植面积分别为30亩、20亩时,一年的种植的总利润最大,选项B正确答案:B11某汽车公司有两家装配厂,生产甲、乙两种不同型的汽车,若A厂每小时可完成1辆甲型车和2辆乙型车;B厂每小时可完成3辆甲型车和1辆乙型车今欲制造40辆甲型车和40辆乙型车,若要使所费的总工作时数最少,
12、那么这两家工厂工作的时间(单位:小时)分别为()A16,8 B15,9 C17,7 D14,10解析:设A工厂工作x小时,B工厂工作y小时,总工作时数为z,则目标函数为zxy,约束条件为作出可行域如图所示,由图知当直线l:yxz过Q点时,z最小,解方程组得Q(16,8),故A厂工作16小时,B厂工作8小时,可使所费的总工作时数最少答案:A12.成分种类阿司匹林小苏打可待因每片价格(元)A(毫克/片)2510.1B(毫克/片)1760.2两类药片有效成分如表所示,若要求至少提供12毫克阿司匹林,70毫克小苏打,28毫克可待因,则两类药片最小总数是_,最低价格是_元解析:设A,B两种药片分别为x片
13、和y片,则有两类药片的总数为zxy,两类药片的价格和为k0.1x0.2y.作出可行域如图所示,作直线l:xy0.将直线l向右上方平移至l1位置时,直线经过可行域上一点A,此时z取得最小值解方程组得交点A的坐标为.由于A不是整点,因此不是z的最优解,结合图形可知,经过可行域内整点且z取最小值时的直线是xy11,经过可行域内的整点是(1,10),(2,9),(3,8),因此z的最小值为11,药片最小总数为11片同理可得,当x3,y8时,k取最小值1.9,因此当A类药品3片、B类药品8片时,药品价格最低答案:111.913为保增长、促发展,某地计划投资甲、乙两项目,市场调研得知,甲项目每投资百万元需
14、要配套电能2万千瓦,可提供就业岗位24个,增加GDP260万元;乙项目每投资百万元需要配套电能4万千瓦,可提供就业岗位32个,增加GDP200万元已知该地为甲、乙两项目最多可投资3 000万元,配套电能100万千瓦,并要求它们提供的就业岗位不少于800个,则要使增加的GDP最大,需安排给甲、乙两项目的投资额分别为_、_解析:设甲项目投资x(单位:百万元),乙项目投资y(单位:百万元),两项目增加的GDP为z260x200y,依题意,x,y满足所确定的平面区域如图中阴影部分,解得即A(10,20)解得即B(20,10)设z0,得y1.3x,将直线y1.3x平移至经过点B(20,10),即甲项目投
15、资2 000万元,乙项目投资1 000万元时,两项目增加的GDP最大答案:2 000万元1 000万元14有一批同规格的钢条,每根钢条有两种切割方式,可截成长度为a的钢条2根,长度为b的钢条1根;或截成长度为a的钢条1根,长度为b的钢条3根现长度为a的钢条至少需要15根,长度为b的钢条至少需要27根问:如何切割可使钢条用量最省?解析:设按第一种切割方式切割的钢条x根,按第二种切割方式切割的钢条y根根据题意得约束条件是目标函数是zxy,画出不等式组表示的平面区域如图阴影部分由解得此时z11.4,但x,y,z都应当为正整数,所以点(3.6,7.8)不是最优解经过可行域内的整点且使z最小的直线是xy12,即z12,满足该约束条件的(x,y)有两个:(4,8)或(3,9),它们都是最优解即满足条件的切割方式有两种,按第一种方式切割钢条4根,按第二种方式切割钢条8根;或按第一种方式切割钢条3根,按第二种方式切割钢条9根,均可满足要求