14.在R上可导的函数f(x)=x3+ax2+2bx+c,当x∈(0,1)时取得极大值,当x∈(1,2)时取得极小值,求点(a,b)对应的区域的面积以及的取值范围.
解:函数f(x)的导数为f′(x)=x2+ax+2b,当x∈(0,1)时,f(x)取得极大值,当x∈(1,2)时,f(x)取得极小值,则方程x2+ax+2b=0有两个根,一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,由二次函数f′(x)=x2+ax+2b的图象与方程x2+ax+2b=0根的分布之间的关系可以得到⇒,
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在aOb平面内作出满足约束条件的点(a,b)对应的区域为△ABD(不包括边界),如右图阴影部分,其中点A(-3,1),B(-1,0),D(-2,0).
△ABD的面积为S△ABD=|BD|×h= (h为点A到a轴的距离).
点C(1,2)与点(a,b)连线的斜率为,
显然∈(kCA,kCB),
即∈(,1).
13.两种大小不同的钢板可按下表截成A,B,C三种规格成品:
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A规格 |
B规格 |
C规格 |
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第一种钢板 |
2 |
1 |
1 |
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第二种钢板 |
1 |
2 |
3 |
某建筑工地需A,B,C三种规格的成品分别为15,18,27块,问怎样截这两种钢板,可得所需三种规格成品,且所用钢板张数最小.
解:设需要第一种钢板x张,第二种钢板y张,钢板总数为z张,z=x+y,
约束条件为:
作出可行域如下图所示:
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令z=0,作出基准直线l:y=-x,平行移动直线l发现在可行域内,经过直线x+3y=27和直线2x+y=15的交点A(,)可使z取最小,由于,都不是整数,而最优解(x,y)中,x,y必须都是整数,可行域内点A(,)不是最优解;
通过在可行域内画网格发现,经过可行域内的整点且与A(,)点距离最近的直线是x+y=12,经过的整点是B(3,9)和C(4,8),它们都是最优解.
答:要截得所需三种规格的钢板,且使所截两种钢板的张数最少的方法有两种:
第一种截法是截第一种钢板3张,第二种钢板9张;
第二种截法是截第一种钢板4张,第二种钢板8张;
两种方法都最少要截两种钢板共12张。
12.已知变量x,y满足的约束条件为.若目标函数z=ax+y(其中a>0)仅在点(3,0)处取得最大值,求a的取值范围.
解:
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依据约束条件,画出可行域.∵直线x+2y-3=0的斜率k1=-,目标函数z=ax+y(a>0)对应直线的斜率k2=-a,若符合题意,则须k1>k2,即->-a,得a>.
11.(2009·北京市海淀区)若实数x、y满足且z=2x+y的最小值为3,则实数b的值为________.
答案:
解析:在坐标平面内画出不等式组表示的大致平面区域,在坐标平面内平移直线2x+y=0,注意到当直线平移到经过直线2x-y=0与y=-x+b的交点时,目标函数z=2x+y取得最小值,再结合z=2x+y的最小值为3,分析确定b=.
10.(2008·襄樊质检)动点P(a,b)在不等式组
表示的平面区域内部及边界上运动,则ω=的取值范围是________.
答案: (-∞ ,-2]∪[2,+∞)
解析:
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画出可行域如上图,ω=的意义为可行域上的点P(a,b)与定点A(1,2)连线的斜率,kAB=-2,kAO=2,则ω=的取值范围是(-∞,-2]∪[2,+∞),故填(-∞ ,-2]∪[2,+∞).
9.设D是不等式组表示的平面区域,则D中的点P(x,y)到直线x+y=10距离的最大值是__________.
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答案:4
分析:考查线性规划的应用.
解析:画出可行域,由图知最优解为A(1,1),故A到x+y=10的距离为=4.故填4.
8.如果实数x、y满足目标函数z=kx+y的最大值为12,最小值为3,那么实数k的值为( )
A.2 B.-2
C. D.不存在
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答案:A
解析:直线x=1与x-4y+3=0、3x+5y-25=0的交点分别是A(1,1),B(1,),直线x-4y+3=0与3x+5y-25=0的交点是C(5,2),z=kx+y变形为z-kx-y=0.结合图形分析知,当-k<-时,由题意得
由此解得k=2;当k≤时,结合图形分析可知,显然不存在满足题意的k值.故选A.
7.在平面直角坐标系 xOy中,已知平面区域A=,则平面区域B=的面积为( )
A.2 B.1
C. D.
答案:B
分析:考查线性规划的基础知识.
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解析:令
得
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得
画出平面区域B的可行域如上图,得到面积为1.
6.设变量x,y满足约束条件
则目标函数z=4x+y的最大值为( )
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A.4 B.11
C.12 D.14
答案:B
分析:考查运用线性规划解决问题的能力.
解析:画出可行域如右图,由图可知目标函数最优解为A(2,3)
ymax=4×2+3=11,故选B.
5.若不等式组表示的平面区域是一个三角形,则a的取值范围是( )
A.a≥ B.0<a≤1
C.1≤a≤ D.0<a≤1或a≥
答案:D
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分析:考查线性约束条件及直线截距的几何意义.着重考查数形结合思想.
解析:由图形知,要使平面区域为三角形,只需动直线l:x+y=a在l1、l2之间或l3上方.故选D.
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