课题:§3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域 第2课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域;能根据实阿 问题中的已知条件,找出约束条件; 2.过程与方法:经历把实际问题抽象为数学问题的过程,体会集合、化归、数形结合的数 学思想 3.情态与价值: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 【教学重点】 理解二元一次不等式表示平面区域并能把不等式(组)所表示的平面区域画出来 【教学难点】 把实际问题抽象化,用二元一次不等式(组)表示平面区域 【教学过程】 L.课题导入 [复习引入] 二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+(=0某一侧所有点组 成的平面区域.(虚线表示区域不包括边界直线) 判断方法:由于对在直线Ax+By+C=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入 AxBG,所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一特殊点(x,J),从 Ah+B+C的正负即可判断Ax+ByC>0表示直线哪一侧的平面区域.(特殊地,当C≠0时 常把原点作为此特殊点) 随堂练习1 2x+y-6>0 1、画出不等式2x+y6<0表示的平面区域 y+5≥0 2、画出不等式组{x+y≥0表示的平面区域 ≤3 2.讲授新课 【应用举例】 例3某人准备投资1200万兴办一所完全中学,对教育市场进行调查后,他得到了下面的 数据表格(以班级为单位): 学段班级学生人数配备教师数硬件建设/万元教师年薪/万元 26/班 /人 40 54/班 2/人 分别用数学关系式和图形表示上述的限制条件 解:设开设初中班x个,开设高中班y个,根据题意,总共招生班数应限制在20-30之间, 所以有20≤x+y≤30 考虑到所投资金的限制,得到26x+54y+2×2x+2×3y≤1200
课题: §3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域 第 2 课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域;能根据实际 问题中的已知条件,找出约束条件; 2.过程与方法:经历把实际问题抽象为数学问题的过程,体会集合、化归、数形结合的数 学思想; 3.情态与价值: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。 【教学重点】 理解二元一次不等式表示平面区域并能把不等式(组)所表示的平面区域画出来; 【教学难点】 把实际问题抽象化,用二元一次不等式(组)表示平面区域。 【教学过程】 1.课题导入 [复习引入] 二元一次不等式 Ax+By+C>0 在平面直角坐标系中表示直线 Ax+By+C=0 某一侧所有点组 成的平面区域.(虚线表示区域不包括边界直线) 判断方法:由于对在直线 Ax+By+C=0 同一侧的所有点(x,y),把它的坐标(x,y)代入 Ax+By+C,所得到实数的符号都相同,所以只需在此直线的某一侧取一特殊点(x0,y0),从 Ax0+By0+C 的正负即可判断 Ax+By+C>0 表示直线哪一侧的平面区域.(特殊地,当 C≠0 时, 常把原点作为此特殊点)。 随堂练习 1 1、画出不等式 2 x +y-6<0 表示的平面区域. 2、画出不等式组 + − + 3 0 5 0 x x y x y 表示的平面区域。 2.讲授新课 【应用举例】 例 3 某人准备投资 1 200 万兴办一所完全中学,对教育市场进行调查后,他得到了下面的 数据表格(以班级为单位): 学段 班级学生人数 配备教师数 硬件建设/万元 教师年薪/万元 初中 45 2 26/班 2/人 高中 40 3 54/班 2/人 分别用数学关系式和图形表示上述的限制条件。 解:设开设初中班 x 个,开设高中班 y 个,根据题意,总共招生班数应限制在 20-30 之间, 所以有 20 30 + x y 考虑到所投资金的限制,得到 26 54 2 2 2 3 1200 x y x y + + + B(- 5 2 , 5 2 ) C(3,-3) A(3,8) x=3 x+y=0 x-y+5=0 0 6 3 x y
另外,开设的班数不能为负,则x≥0,y≥0 把上面的四个不等式合在一起,得到: 20≤ ≤30 0 ≥0 用图形表示这个限制条件,得到如图的平面区域(阴影部分) 例4一个化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,生产1车皮甲种肥料的主要原料是磷酸盐18t 生产Ⅰ车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐1t,硝酸盐15t,现库存磷酸盐10t、硝酸盐 66t,在此基础上生产两种混合肥料。列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面 区域。 解:设x,y分别为计划生产甲乙两种混合肥料的车皮数,于是满足以下条件 18x+15y≤66 x≥0 ≥0 4xylo l&rl y=66 在直角坐标系中可表示成如图的平面区域(阴影部分)。 [补充例题] 例1、画出下列不等式表示的区域 (1)(x-yx-y-1)≤0:(2)xs≤2x 分析:(1)转化为等价的不等式组:(2)注意到不等式的传递性,由x≤2x,得x≥0,又 用-y代y,不等式仍成立,区域关于x轴对称 解:(1) x-y≥0 →0≤x-y≤1或 ∫x-y≤0 矛盾无解,故点(x,y)在一带形区域内 x-y-1≤0 x-y≥1 (含边界) (2)由x≤2x,得x≥0;当y>0时,有 y≤0 点(x,y)在一条形区域内(边界); y≥0 当y≤0,由对称性得出 指出:把非规范形式等价转化为规范不等式组形式便于求解
即 x y + 2 40 另外,开设的班数不能为负,则 x y 0, 0 把上面的四个不等式合在一起,得到: 20 30 2 40 0 0 x y x y x y + + 用图形表示这个限制条件,得到如图的平面区域(阴影部分) 例 4 一个化肥厂生产甲、乙两种混合肥料,生产 1 车皮甲种肥料的主要原料是磷酸盐 18t; 生产 1 车皮乙种肥料需要的主要原料是磷酸盐 1t,硝酸盐 15t,现库存磷酸盐 10t、硝酸盐 66t,在此基础上生产两种混合肥料。列出满足生产条件的数学关系式,并画出相应的平面 区域。 解:设 x,y 分别为计划生产甲乙两种混合肥料的车皮数,于是满足以下条件: 4 10 18 15 66 0 0 x y x y x y + + 在直角坐标系中可表示成如图的平面区域(阴影部分)。 [补充例题] 例 1、画出下列不等式表示的区域 (1) (x − y)(x − y −1) 0 ; (2) x y 2x 分析:(1)转化为等价的不等式组; (2)注意到不等式的传递性,由 x 2x ,得 x 0 ,又 用 − y 代 y ,不等式仍成立,区域关于 x 轴对称。 解:(1) 0 1 1 0 0 − − − − x y x y x y 或 − − 1 0 x y x y 矛盾无解,故点 (x, y) 在一带形区域内 (含边界)。 (2) 由 x 2x ,得 x 0 ;当 y 0 时,有 − − 2 0 0 x y x y 点 (x, y) 在一条形区域内(边界); 当 y 0 ,由对称性得出。 指出:把非规范形式等价转化为规范不等式组形式便于求解
3>0 例2、利用区域求不等式组{2x+3y-6 5y:(3).x>y O
例 2、利用区域求不等式组 − − + − − − 3 5 15 0 2 3 6 0 2 3 0 x y x y x y 的整数解 分 析 : 不等 式 组的 实 数解 集 为三 条 直线 l 1 : 2x − y −3 = 0 , l 2 : 2x + 3y − 6 = 0 , l 3 : 3x − 5y −15 = 0 所围成的三角形区域内部(不含边界)。设 l 1 l 2 = A,l 1 l 3 = B , l 2 l 3 = C ,求得区域内点横坐标范围,取出 x 的所有整数值,再代回原不等式组转化为 y 的一元不等式组得出相应的 y 的整数值。 解:设 l 1 : 2x − y −3 = 0 , l 2 : 2x + 3y − 6 = 0 , l 3 : 3x − 5y −15 = 0 , l 1 l 2 = A , l 1 l 3 = B ,l 2 l 3 = C ,∴ ) 4 3 , 8 15 A( , B(0,−3), ) 19 12 , 19 75 C( − 。于是看出区域内点的 横坐标在 ) 19 75 (0, 内,取 x =1,2,3,当 x =1 时,代入原不等式组有 − − 5 12 3 4 1 y y y ⇒ 1 5 12 − y − ,得 y =-2,∴区域内有整点(1,-2)。同理可求得另外三个整点(2,0), (2,-1),(3,-1)。 指出:求不等式的整数解即求区域内的整点是教学中的难点,它为线性规划中求最优整数解 作铺垫。常有两种处理方法,一种是通过打出网络求整点;另一种是本题解答中所采用的, 先确定区域内点的横坐标的范围,确定 x 的所有整数值,再代回原不等式组,得出 y 的一元 一次不等式组,再确定 y 的所有整数值,即先固定 x ,再用 x 制约 y 。 3.随堂练习 2 1.(1) y x +1 ; (2). x y ; (3). x y
+y-6≥0 0 2.画出不等式组 表示的平面区域 ≤3 3.课本第97页的练习4 4.课航小结 进一步熟悉用不等式(组)的解集表示的平面区域 5.评价投计 1、课本第105页习题3.3[B]组的第1、2题 课题:§3.3.2简单的线性规划 第3课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:使学生了解二元一次不等式表示平面区域;了解线性规划的意义以及约束 条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念:了解线性规划问题的图解法,并能 应用它解决一些简单的实际问题 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力 3.情态与价值: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 【教学重点】 用图解法解决简单的线性规划问题 【教学难点】 准确求得线性规划问题的最优解 【教学过程】 1.课趣导入 [复习提问 1、二元一次不等式Ax+B+C>0在平面直角坐标系中表示什么图形 2、怎样画二元一次不等式(组)所表示的平面区域?应注意哪些事项? 3、熟记“直线定界、特殊点定域”方法的内涵 2.讲把新课 在现实生产、生活中,经常会遇到资源利用、人力调配、生产安排等问题。 1、下面我们就来看有关与生产安排的一个问题: 引例:某工厂有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1h,每生产一件乙产品使用4个B配件耗时2h,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h计算,该厂所有可能的日生产安排是什么? (1)用不等式组表示问题中的限制条件 设甲、乙两种产品分别生产x、y件,又已知条件可得二元一次不等式组
2.画出不等式组 − + − 5 3 0 6 0 x y x y x y 表示的平面区域 3.课本第 97 页的练习 4 4.课时小结 进一步熟悉用不等式(组)的解集表示的平面区域。 5.评价设计 1、课本第 105 页习题 3.3[B]组的第 1、2 题 课题: §3.3.2 简单的线性规划 第 3 课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:使学生了解二元一次不等式表示平面区域;了解线性规划的意义以及约束 条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念;了解线性规划问题的图解法,并能 应用它解决一些简单的实际问题; 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力; 3.情态与价值: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。 【教学重点】 用图解法解决简单的线性规划问题 【教学难点】 准确求得线性规划问题的最优解 【教学过程】 1.课题导入 [复习提问] 1、二元一次不等式 Ax + By + C 0 在平面直角坐标系中表示什么图形? 2、怎样画二元一次不等式(组)所表示的平面区域?应注意哪些事项? 3、熟记“直线定界、特殊点定域”方法的内涵。 2.讲授新课 在现实生产、生活中,经常会遇到资源利用、人力调配、生产安排等问题。 1、下面我们就来看有关与生产安排的一个问题: 引例:某工厂有 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 1h,每生产一件乙产品使用 4 个 B 配件耗时 2h,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 8h 计算,该厂所有可能的日生产安排是什么? (1)用不等式组表示问题中的限制条件: 设甲、乙两种产品分别生产 x、y 件,又已知条件可得二元一次不等式组:
x十 2y≤8 4x (2)画出不等式组所表示的平面区域 如图,图中的阴影部分的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排。 (3)提出新问题: 进一步,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 (4)尝试解答 设生产甲产品x件,乙产品y件时,工厂获得的利润为z,则z=2x+3.这样,上述问题就转 化为 当x,y满足不等式(1)并且为非负整数时,z的最大值是多少? 把z=2x+3y变形为y ,这是斜率为-二,在y轴上的截距为二的直线。当 变化时,可以得到一族互相平行的直线,如图,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(y=-2x+8),这说明,截距三可 以由平面内的一个点的坐标唯一确定。可以看到,直线y=--x+-与不等式组(1)的区 域的交点满足不等式组(1),而且当截距二最大时,z取得最大值。因此,问题可以转 化为当直线y=-x+二与不等式组(1)确定的平面区域有公共点时,在区域内找一个 点P,使直线经过点P时截距二最大 (5)获得结果: 由上图可以看出,当实现y-33 2、+三金国直线x=4与直线x+2y-80的交点M(4,2) 时,截距-的值最大,最大值为一,这时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 2、线性规划的有关概念: ①线性约束条件:在上述问题中,不等式组是一组变量x、y的约束条件,这组约束条 件都是关于x、y的一次不等式,故又称线性约束条件 ②线性目标函数 关于x、y的一次式〓=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, 线性目标函数 ③线性规划问题: 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. ④可行解、可行域和最优解:
2 8 4 16 4 12 0 0 x y x y x y + ……………………………………………………………….(1) (2)画出不等式组所表示的平面区域: 如图,图中的阴影部分的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排。 (3)提出新问题: 进一步,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? (4)尝试解答: 设生产甲产品 x 件,乙产品 y 件时,工厂获得的利润为 z,则 z=2x+3y.这样,上述问题就转 化为: 当 x,y 满足不等式(1)并且为非负整数时,z 的最大值是多少? 把 z=2x+3y 变形为 2 3 3 z y x = − + ,这是斜率为 2 3 − ,在 y 轴上的截距为 3 z 的直线。当 z 变化时,可以得到一族互相平行的直线,如图,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( 2 8 3 3 y x = − + ),这说明,截距 3 z 可 以由平面内的一个点的坐标唯一确定。可以看到,直线 2 3 3 z y x = − + 与不等式组(1)的区 域的交点满足不等式组(1),而且当截距 3 z 最大时,z 取得最大值。因此,问题可以转 化为当直线 2 3 3 z y x = − + 与不等式组(1)确定的平面区域有公共点时,在区域内找一个 点 P,使直线经过点 P 时截距 3 z 最大。 (5)获得结果: 由上图可以看出,当实现 2 3 3 z y x = − + 金国直线 x=4 与直线 x+2y-8=0 的交点 M(4,2) 时,截距 3 z 的值最大,最大值为 14 3 ,这时 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。 2、线性规划的有关概念: ①线性约束条件:在上述问题中,不等式组是一组变量 x、y 的约束条件,这组约束条 件都是关于 x、y 的一次不等式,故又称线性约束条件. ②线性目标函数: 关于 x、y 的一次式 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,叫 线性目标函数. ③线性规划问题: 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. ④可行解、可行域和最优解:
满足线性约束条件的解(xy)叫可行解 由所有可行解组成的集合叫做可行域 使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解 变换条件,加深理解 探究:课本第100页的探究活动 (1)在上述问题中,如果生产一件甲产品获利3万元,每生产一件乙产品获利2万元, 有应当如何安排生产才能获得最大利润?在换几组数据试试 (2)有上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关系吗? 3.随堂练习 1.请同学们结合课本Ra练习1来掌握图解法解决简单的线性规划问题. ≤ y≤x, (1)求z=2xy的最大值,使式中的x、y满足约束条件{x+y≤1 解:不等式组表示的平面区域如图所示 当x=0,y=0时,z2xy=0 xv1=0 2x+y=0 点(0,0)在直线l0:2xy=0上 作一组与直线l0平行的直线 :2xy=t,t∈R 可知,在经过不等式组所表示的公共区域内的点且平行于l的直线 中,以经过点A(2,-1)的直线所对应的t最大 5xy+1=0 所以z==2×2-1=3 5y=0 (2)求z=3x5y的最大值和最小值,使式中的x、y满足约束条件 5x+3y≤15, 5y-3=0 x+1, x-5y≥3 5x+3y-15=0 解:不等式组所表示的平面区域如图所示: 从图示可知,直线3x+5y=t在经过不等式组所表示的公共区域内的 点时,以经过点(-2,-1)的直线所对应的t最小,以经过点 8Q)的直线所对应的t 最大 所以zn=3×(-2)+5×(-1)=-11 917 4课时小结 用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤: (1)寻找线性约束条件,线性目标函数: (2)由二元一次不等式表示的平面区域做出可行域 (3)在可行域内求目标函数的最优解
满足线性约束条件的解(x,y)叫可行解. 由所有可行解组成的集合叫做可行域. 使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解. 3、 变换条件,加深理解 探究:课本第 100 页的探究活动 (1) 在上述问题中,如果生产一件甲产品获利 3 万元,每生产一件乙产品获利 2 万元, 有应当如何安排生产才能获得最大利润?在换几组数据试试。 (2) 有上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关系吗? 3.随堂练习 1.请同学们结合课本 P103 练习 1 来掌握图解法解决简单的线性规划问题. (1)求 z=2x+y 的最大值,使式中的 x、y 满足约束条件 − + 1. 1, , y x y y x 解:不等式组表示的平面区域如图所示: 当 x=0,y=0 时,z=2x+y=0 点(0,0)在直线 0 l :2x+y=0 上. 作一组与直线 0 l 平行的直线 l :2x+y=t,t∈R. 可知,在经过不等式组所表示的公共区域内的点且平行于 l 的直线 中,以经过点 A(2,-1)的直线所对应的 t 最大. 所以 zmax=2×2-1=3. (2)求 z=3x+5y 的最大值和最小值,使式中的 x、y 满足约束条件 − + + 5 3. 1, 5 3 15, x y y x x y 解:不等式组所表示的平面区域如图所示: 从图示可知,直线 3x+5y=t 在经过不等式组所表示的公共区域内的 点时,以经过点(-2,-1)的直线所对应的 t 最小,以经过点( 8 17 , 8 9 )的直线所对应的 t 最大. 所以 zmin=3×(-2)+5×(-1)=-11. zmax=3× 8 9 +5× 8 17 =14 4.课时小结 用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤: (1)寻找线性约束条件,线性目标函数; (2)由二元一次不等式表示的平面区域做出可行域; (3)在可行域内求目标函数的最优解 x y ( 1 2 , 1 2 ) (-1,-1) (2,-1) 2x+y=0 x+y-1=0 x-y=0 C B A O -2 -1 1 2 -1 1 2 3 x y ( 9 8 , 17 8 3x+5y=0 ) 5x+3y-15=0 x-y+1=0 C B A O 3 x-5y-3=0 -1 -1 1 5
5.评价设计 课本第105页习题[A]组的第2题 课题:§3.3.2简单的线性规划 第4课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:掌握线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力 3.情态与价值:引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理 论与实际相结合的科学态度和科学道德 【教学重点】 利用图解法求得线性规划问题的最优解 【教学难点】 把实际问题转化成线性规划问题,并给出解答,解决难点的关键是根据实际问题中的已知条 件,找出约束条件和目标函数,利用图解法求得最优解。 【教学过程】 L.课题导入 [复习引入]: 二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有 点组成的平面区域(虚线表示区域不包括边界直线) 目标函数,线性目标函数,线性规划问题,可行解,可行域,最优解: 2.讲投新课 线性规划在实际中的应用: 线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,一是在人力、物力、资金等资源 定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给定一项任务,如何合理安排和规划, 能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务 下面我们就来看看线性规划在实际中的一些应用: [范例讲解] 例5营养学家指出,成人良好的日常饮食应该至少提供0.075kg的碳水化合物 0.06kg的蛋白质,0.06kg的脂肪,1kg食物A含有0.105kg碳水化合物, 0.07kg蛋白质,0.14kg脂肪,花费28元;而1kg食物B含有0.105kg碳 水化合物,0.14kg蛋白质,0.07kg脂肪,花费21元。为了满足营养专家 指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要同时食用食物A和食物B多 少kg? 指出:要完成一项确定的任务,如何统筹安排,尽量做到用最少的资源去完成它,这是线性规 划中最常见的问题之 例6在上一节例3中,若根据有关部门的规定,初中每人每年可收取学费1600 元,高中每人每年可收取学费2700元。那么开设初中班和高中班各多少 个,每年收取的学费总额最高多?
5.评价设计 课本第 105 页习题[A]组的第 2 题. 课题: §3.3.2 简单的线性规划 第 4 课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:掌握线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题; 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力; 3.情态与价值:引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理 论与实际相结合的科学态度和科学道德。 【教学重点】 利用图解法求得线性规划问题的最优解; 【教学难点】 把实际问题转化成线性规划问题,并给出解答,解决难点的关键是根据实际问题中的已知条 件,找出约束条件和目标函数,利用图解法求得最优解。 【教学过程】 1.课题导入 [复习引入]: 1、二元一次不等式 Ax+By+C>0 在平面直角坐标系中表示直线 Ax+By+C=0 某一侧所有 点组成的平面区域(虚线表示区域不包括边界直线) 2、目标函数, 线性目标函数,线性规划问题,可行解,可行域, 最优解: 2.讲授新课 线性规划在实际中的应用: 线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用,一是在人力、物力、资金等资源一 定的条件下,如何使用它们来完成最多的任务;二是给定一项任务,如何合理安排和规划, 能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务 下面我们就来看看线性规划在实际中的一些应用: [范例讲解] 例5 营养学家指出,成人良好的日常饮食应该至少提供 0.075kg 的碳水化合物, 0.06kg 的蛋白质,0.06kg 的脂肪,1kg 食物 A 含有 0.105kg 碳水化合物, 0.07kg 蛋白质,0.14kg 脂肪,花费 28 元;而 1kg 食物 B 含有 0.105kg 碳 水化合物,0.14kg 蛋白质,0.07kg 脂肪,花费 21 元。为了满足营养专家 指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要同时食用食物 A 和食物 B 多 少 kg? 指出:要完成一项确定的任务,如何统筹安排,尽量做到用最少的资源去完成它,这是线性规 划中最常见的问题之一. 例6 在上一节例 3 中,若根据有关部门的规定,初中每人每年可收取学费 1 600 元,高中每人每年可收取学费 2 700 元。那么开设初中班和高中班各多少 个,每年收取的学费总额最高多?
指出:资源数量一定,如何安排使用它们,使得效益最好,这是线性规划中常见的问题之 结合上述两例子总结归纳一下解决这类问题的思路和方法 简单线性规划问题就是求线性目标函数在线性约束条件下的最优解,无论此类题目是以 什么实际问题提出,其求解的格式与步骤是不变的: (1)寻找线性约束条件,线性目标函数 (2)由二元一次不等式表示的平面区域做出可行域 (3)在可行域内求目标函数的最优解 3.随堂练习 课本第103页练习2 4.课时小结 线性规划的两类重要实际问题的解题思路: 首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出约束条件,确定线性目标函数。然后,用 图解法求得数学模型的解,即画出可行域,在可行域内求得使目标函数取得最值的解,最后 要根据实际意义将数学模型的解转化为实际问题的解,即结合实际情况求得最优解。 5.评价设计 课本第105页习题3.3[A组的第3题 课题:§3.3.2简单的线性规划 第5课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:掌握线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题; 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力 3.情态与价值:引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理 论与实际相结合的科学态度和科学道德。 【教学重点】 利用图解法求得线性规划问题的最优解 【教学难点】 把实际问题转化成线性规划问题,并给出解答,解决难点的关键是根据实际问题中的已知条 件,找出约束条件和目标函数,利用图解法求得最优解。 【教学过程】 1.课趣导入 [复习引入]: 1、二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐标系中表示直线Ax+By+C=0某一侧所有 点组成的平面区域(虚线表示区域不包括边界直线) 2、目标函数,线性目标函数,线性规划问题,可行解,可行域,最优解 3、用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤: 2.讲授新课 1.线性规划在实际中的应用: 例7在上一节例4中,若生产1车皮甲种肥料,产生的利润为10000元;生产1车
指出:资源数量一定,如何安排使用它们,使得效益最好,这是线性规划中常见的问题之一 结合上述两例子总结归纳一下解决这类问题的思路和方法: 简单线性规划问题就是求线性目标函数在线性约束条件下的最优解,无论此类题目是以 什么实际问题提出,其求解的格式与步骤是不变的: (1)寻找线性约束条件,线性目标函数; (2)由二元一次不等式表示的平面区域做出可行域; (3)在可行域内求目标函数的最优解 3.随堂练习 课本第 103 页练习 2 4.课时小结 线性规划的两类重要实际问题的解题思路: 首先,应准确建立数学模型,即根据题意找出约束条件,确定线性目标函数。然后,用 图解法求得数学模型的解,即画出可行域,在可行域内求得使目标函数取得最值的解,最后, 要根据实际意义将数学模型的解转化为实际问题的解,即结合实际情况求得最优解。 5.评价设计 课本第 105 页习题 3.3[A]组的第 3 题 课题: §3.3.2 简单的线性规划 第 5 课时 授课类型:新授课 【教学目标】 1.知识与技能:掌握线性规划问题的图解法,并能应用它解决一些简单的实际问题; 2.过程与方法:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力; 3.情态与价值:引发学生学习和使用数学知识的兴趣,发展创新精神,培养实事求是、理 论与实际相结合的科学态度和科学道德。 【教学重点】 利用图解法求得线性规划问题的最优解; 【教学难点】 把实际问题转化成线性规划问题,并给出解答,解决难点的关键是根据实际问题中的已知条 件,找出约束条件和目标函数,利用图解法求得最优解。 【教学过程】 1.课题导入 [复习引入]: 1、二元一次不等式 Ax+By+C>0 在平面直角坐标系中表示直线 Ax+By+C=0 某一侧所有 点组成的平面区域(虚线表示区域不包括边界直线) 2、目标函数, 线性目标函数,线性规划问题,可行解,可行域, 最优解: 3、用图解法解决简单的线性规划问题的基本步骤: 2.讲授新课 1.线性规划在实际中的应用: 例7 在上一节例 4 中,若生产 1 车皮甲种肥料,产生的利润为 10 000 元;生产 1 车
皮乙种肥料,产生的利润为5000元,那么分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮 能够产生最大的利润? 2.课本第104页的“闼读与思考”一一错在哪里? 若实数x,y满足
皮乙种肥料,产生的利润为 5 000 元,那么分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮, 能够产生最大的利润? 2.课本第 104 页的“阅读与思考”——错在哪里? 若实数 x , y 满足 1 3 1 1 x y x y + − − 求 4 x +2 y 的取值范围. 错解:由①、②同向相加可求得: 0≤2 x ≤4 即 0≤4 x ≤8 ③ 由②得 —1≤ y — x ≤1 将上式与①同向相加得 0≤2 y ≤4 ④ ③十④得 0≤4 x 十 2 y ≤12 以上解法正确吗?为什么? (1)[质疑]引导学生阅读、讨论、分析. (2)[辨析]通过讨论,上述解法中,确定的0≤4 x ≤8及0≤2 y ≤4是对的,但用 x 的最大(小) 值及 y 的最大(小)值来确定 4 x 十 2 y 的最大(小)值却是不合理的.X 取得最大(小)值时, y 并不能同时取得最大(小)值。由于忽略了 x 和 y 的相互制约关系,故这种解法不正确. (3)[激励]产生上述解法错误的原因是什么?此例有没有更好的解法?怎样求解? 正解: 因为 4x+2y=3(x+y)+(x-y) 且由已有条件有: 3 3( ) 9 + x y (5) − − 1 1 x y (6) 将(5)(6)两式相加得 2 4 2 3( ) ( ) 10 + = + + − x y x y x y 所以 2 4 2 10 + x y 3.随堂练习 1 1、求 z = x − y 的最大值、最小值,使 x 、 y 满足条件 + 0 0 2 y x x y 2、设 z = 2x + y ,式中变量 x 、 y 满足 + − − 1 3 5 25 4 3 x x y x y
4.课小结 [结论一]线性目标函数的最大值、最小值一般在可行域的顶点处取得 [结论]线性目标函数的最大值、最小值也可能在可行域的边界上取得,即满足条件的最优 解有无数多个 5.评价设计 课本第105页习题3.3[A组的第4题
4.课时小结 [结论一]线性目标函数的最大值、最小值一般在可行域的顶点处取得. [结论二]线性目标函数的最大值、最小值也可能在可行域的边界上取得,即满足条件的最优 解有无数多个. 5.评价设计 课本第 105 页习题 3.3[A]组的第 4 题