一题多解彰显理念

更新时间:2024-02-09 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:10030 浏览:44009

题目:设变量x,y满足约束条件x+2y-5≤0x-y-2≤0x≥0,则目标函数z等于2x+3y+1的最大值为(A)11;(B)10;(C)9;(D)8.5

在线性约束条件下,对于形如“z等于ax+by+c(a,b,c∈R)”的目标函数的最值问题,是线性规划的经典题目.题目虽小但入口宽,从不同角度思考有多种思路,是一道耐人寻味的好题.下面给出五种解法,以供参考.

1.经典解法,经久不衰

解法1:如图1,作出可行域,直线2x+3y等于0经过原点,作一组与2x+3y等于0平行的直线l:2x+3y+1等于z,则当l过点A时,l在y轴上的截距 最大.此时,z的值也最大.由x+2y-5等于0x-y-2等于0,得x等于3y等于1,即A(3,1).所以,zmax等于2×3+3×1+1等于10,故选(B).

评注:这是教材中采用的经典解法,本解法将问题转化为动直线在 轴上的截距的最值,充分体现了数形结合的思想,考察了同学们的数学“迁移”能力.

2.顶点代入,直奔主题

解法2:此类问题在可行域(封闭图形)的边界顶点处一定可以取到最值.边界顶点共有三个,分别为A(3,1),B(0, ),C(0,-2),直线l过三顶点时z的值分别为zA等于2×3+3×1+1等于10,zB等于2×0+3× +1等于8.5,zC等于2×0+3×(-2)+1等于-5,显然,当直线l过点A(3,1)时取得最大值,zmax等于10,故选(B).

评注:用顶点代入求解,减少了思维量,节省了时间,也不失为一种“大题小做”好方法.

3.变量代换,体现个性

解法3:将y等于 代入x+2y-5≤0x-y-2≤0x≥0,得 z≤ z≥5x-5x≥0

如图2,显然z的最大值为点D的纵坐标,由z等于 z等于5x-5,得x等于3z等于10,即D(3,10)

所以,zmax等于10,故选(B).

评注:此法可避免“平移”,使目标函数的范围一目了然,减小了出错的概率.

4.构造向量,出奇制胜

解法4:如图3,设P(x,y)为可行域内的任意一点,设Q(2,3),

则 等于(x,y), 等于(2,3),记 与 的夹角为?兹,

则 z等于2x+3y+1等于+1等于 cos?兹+1.


因而,只需求 在 方向上的投影的最值.显然点P在点A处时,z有最大值,zmax等于+1等于(3,1)(2,3)+1等于10,故选(B).

评注:巧妙地构造向量,利用向量数量积的几何意义来求解,新颖独特.

5.解不等式,轻车熟路

解法5:将y等于 代入x+2y-5≤0x-y-2≤0x≥0,

得x≥2z-17x≤ x≥0(*)

则关于x的不等式组(*)有解.

令 ≥2z-17 ≥0,得-5≤z≤10

所以,zmax等于10,故选(B).

评注:转化为解不等式组求解,可省去作图过程,有效地节约了时间.通过一道高考题的解法探究,我们体会到:只有思考,才能透彻明悟;只有深思,才能挖掘蕴藏;只有远思,才能柳暗花明;只有勤思,才能智慧泉涌.