§4.2 简单线性规划(2)
【教学目标】
1.进一步熟练二元一次不等式(组)表示的平面区域的画法;
2.巩固用图解法求线性目标函数的最大、最小值问题。
3.理解目标函数的几何意义。
【教学重点】
用图解法解决简单的线性规划问题。
【教学难点】
1.准确求得线性规划问题的最优解;
2.理解目标函数的几何意义。
【教学过程】
一、问题引入
(一)解线性规划问题的一般步骤:
(二)方法总结:
设目标函数为,当时把直线:向上平移时,所对应的z随之 ;把向下平移时,所对应的z随之 。
前面我们讨论了目标函数中的系数大于0的情况,现在我们讨论的系数小于0的情况:
二、知识探究
例1:在约束条件下,求目标函数的最小值和最大值。
解:
三、讲解例题
例2.求在约束条件下的最大值与最小值,
解:
由例1、例2抽象概括:
设目标函数为,当时把直线:向上平移时,所对应的z随之 ;把向下平移时,所对应的z随之 。
四、思考交流
在例2约束条件下求:
①的取值范围
②的取值范围
解:
五、课堂训练
在约束条件下,(教材P109页B组第1题变式)求:
(1)的值域
(2)的值域
(3)的值域
六、课堂小结
1、设目标函数为,当时把直线:向上平移时,所对应的z随之 ;把向下平移时,所对应的z随之 。
当时把直线:向上平移时,所对应的z随之 ;把向下平移时,所对应的z随之 。
2、(1)线性目标函数的最大(小)值一般在可行域的 处取得,也可能在 处取得。
(2)求非线性目标函数的最优解,要注意分析目标函数所表示的 。
七、课后作业
1.求的最大值,使式中满足约束条件.
2.若实数x,y满足,求的最小值。
课件15张PPT。北师大版必修五第三章4.2简单线性规划(2)博爱县第一中学 李 春解线性规划问题的一般步骤:第一步:根据线性约束条件在平面直角坐标系中画出可行域;第二步:设z=0,画出直线l0;第三步:观察、分析,平移直线l0,从而找到最优解;第四步:求目标函数的最大值或最小值。一、问题导入方法总结:问题:当b<0时情况又如何呢?增大减小 设目标函数为 ,当 时把直线 : 向上平移时,所对应的 随之 ;把 向下平移时,所对应的 随之 。二、知识探究例1:在约束条件 下,求目标函数
的最小值和最大值。 解:当 时,可得一组平行直线作出可行域: 由图可知,当直线 向上平移时,所对应的 随之减小,当直线 向下平移时,所对应的 随之增大。 随直线 向上平移而减小,随 向下平移而增大,所以在顶点 处取最小值,在顶点 处取得最大值。由 知 , 目标函数的最大值与最小值总是在区域边界交点(顶点)处取得。由 知 。解:不等式组表示的平面区域如图所示,三、讲解例题例2.求 在约束条件 下的最大
值与最小值,所以比较可得 ,目标函数值 , , ,抽象概括:减小增大 设目标函数为 ,当 时把直
线 : 向上平移时,所对应的 随
之 ;把 向下平移时,所对应的 随之 。四、思考交流在例2约束条件下求:
① 的取值范围
② 的取值范围解:①目标函数 的几何意义: 可行域内点 与坐标原点 连线的斜率 由图可知 , 故: 的取值范围为(以原点为圆心的圆的半径的平方)②目标函数 的几何意义: 可行域内点 与坐标原点 间的距离的平方最小值为原点到直线 距离的平方显然故: 的取值范围为[2,10]五、课堂训练在约束条件 下,求:
(1) 的值域
(2) 的值域
(3) 的值域 六、课堂小结增大减小 设目标函数为 ,当 时把直线 : 向上平移时,所对应的 随之 ;把 向下平移时,所对应的 随之 。减小增大 设目标函数为 ,当 时把直
线 : 向上平移时,所对应的 随
之 ;把 向下平移时,所对应的 随之 。(1)线性目标函数的最大(小)值一般在可行域的 处取得。(2)求非线性目标函数的最优解时,要注意分析目标函数所表示的 。课堂小结顶点几何意义(斜率、距离)七、课后作业:1.求 的最大值,使式中 满足约
束条件 。2.若实数x,y满足 ,求 的
最小值。
同学们再见!4.2简单线性规划(2)
一、教学内容解析
本节课是北师大版《必修五》第三章第四节第二小节第二课时的内容,教材主要在对目标函数中y的系数b大于0的情况进行讨论的基础上进行探讨b小于0时的情况;为了增加学生的知识面,又增加了经常考的几类非线性规划问题。
二、教学目标设置
知识与技能:进一步熟练二元一次不等式(组)表示的平面区域的画法;巩固用图解法求线性目标函数的最大、最小值问题.
过程与方法:在探索线性目标函数的基础上再探索非线性目标函数的最值问题,让学生自己在探究过程中体会化归、数形结合的数学思想方法。
情态与价值:培养学生的观察、联想、作图及探究的能力,使学生进一步对线性规划知识进行理解,让学生体验数学来源于生活,服务于生活,体验数学在建设节约型社会中的作用,品尝学习数学的乐趣。让学生体验数学活动充满着探索与创造,培养学生勤于思考、勇于探索的精神;让学生学会用运动观点观察事物,了解事物之间从一般到特殊、从特殊到一般的辨证关系,渗透辩证唯物主义认识论的思想。
教学重点:用图解法解决简单线性规划问题。
教学难点: 准确求的线性规划问题的最优解,理解非线性目标函数的几何意义。
三、学情分析
本节课是在学生对线性规划有所了解的基础上,通过例题进一步理解线性规划知识,理解目标函数的几何意义并延伸到非线性的问题,对许多学生来说,解数学应用题的最常见的困难是对线性规划知识的不理解,对学生而言,解决问题的障碍主要有三类:①不能正确理解题意思,弄清各元素之间的关系;②不能弄清问题的主次关系,因而抓不住问题的本质;③孤立考虑单个问题情境,不能多联想。
四、教学策略分析
本节课以例题引入,以几何画板作图为手段,应用“数形结合”的思想方法,让学生体验探究问题的成就感,一切以学生的探究活动为主,以问题驱动,激发学生学习乐趣,培养学生学会分析问题,解决问题的能力。
本节课采取探究式教学,利用多媒体技术,形象生动展示数形之间的关系,帮助学生理解知识。
五、教学过程
教学过程(环节)
教学内容及课件、资源内容
学生、教师活动内容及目标
媒体设备资源应用分析
一、问题导入
二、知识探究
三、讲解例题
四、思考交流
五、课堂训练
六、课堂小结
七、课后作业
问题:上节课讨论了目标函数中的系数大于0的情况,那么的系数小于0的情况又如何呢?请思考。
例1.在约束条件下,求目标函数的最小值和最大值
例2.求在约束条件下的最大值与最小值,
在例2约束条件下求:
①的取值范围。
②的取值范围。
在约束条件下,(教材P109页B组第1题变式)求:(1)的值域
(2)的值域 (3)的值域
1. 设目标函数为,当时把直线:向上平移时,所对应的z随之 ;把向下平移时,所对应的z随之 。当时把直线:向上平移时,所对应的z随之 ;把向下平移时,所对应的z随之 。
2.(1)、线性目标函数的最大(小)值一般在可行域的顶点处取得。
(2)、求非线性目标函数的最优解,要注意分析线性目标函数所表示的几何意义。
1、求的最大值,使式中满足约束条件.
2、若实数x,y满足,求的最小值。
复习上节课知识,同时引入本节课内容,激起学生的学习积极性。
学生先分组探究最值,老师在旁提醒。然后师生共同用几何画板探究最值。直观的寻找目标函数的最值,然后总结方法。
为了验证结论,利用几何画板演示,让学生认真观看,认真思考,最后肯定结论。
在以上的知识基础上进一步的对非线性问题的探索,体会数形结合的神奇,同时理解目标函数的几何意义。
让学生自己动手操作求最优解,体验劳动果实的甜蜜。
利用导学案让学生自己总结本节课知识,然后让一个学生回答。进一步强化重要知识点及数学思想方法。
让学生对本节课知识进一步巩固及拓展学生思维能力,体验自己劳动果实的甜蜜。
PPT课件:问题.让学生引起注意。
几何画板课件:例1.动态演示,轻松找到最优解,进而熔化难点。让学校体会一下信息技术的优势。
几何画板课件:例1.动态演示,师生直观的找到最值。
几何画板课件:思考交流.动态演示,直观寻找目标函数的最值,让学生轻松理解目标函数的几何意义。
几何画板课件:课堂训练.进一步理解知识,体验信息技术的优势。
PPT课件:帮助学生梳理知识
PPT课件:对书本习题进行改造,帮助学生进一步巩固知识。
点评稿
李春老师做的这节课,课题是《简单线性规划》第二课时,是基于第一课时的基础上进行的,并增加了非线性的问题,总的来说效果比较好。
1、本节课亮点是利用几何画板把抽象内容形象化,每位学生都认真听讲,动画效果吸引了学生的眼球,让学生轻而易举的理解知识点,锻炼提高了学生的思维能力。
2、以问题为驱动,逐步深入学生的探究和认识。积极主动地关注到了学生的学习动态,使学生在活动中对知识点认识逐渐清晰,明朗。虽然本节课表面上看内容最小,但学生的思维容量并不小。
3、在上课时让学生上讲台展示自己的成果,了解学生学习本节课后的认识水平,对本节课的教学效果有很大的帮助作用。
4、组织学生进行自主探究,在此过程中学生积极进行讨论,说明学生对本节课的学习欲望非常强且觉得学习起来非常有趣,在快乐中学习。
5、通过本节课的课件可以发现该教师教学技能非常娴熟,不管是驾驭课堂还是信息技术的应用做得都比较好,尤其是对知识点的理解很是到位,把常考的非线性问题基本上总结给了学生,使学生省了很大的力气,且用动画演示给学生,学生学习起来很有劲,效果非常好。
总之,通过教学,使学生在“双基”、数学能力、理性精神,数学核心素养等方面所能得到的发展,激发了学生的学习兴趣,引导学生开展积极主动的数学思维活动;安排了变式训练和知识应用,巩固了知识,加深了对数学本质的理解;说明如何安排了反思活动,引导学生归纳、总结并概括本堂课的学习内容,启发全体学生开展独立思考,提高学生数学思维的参与度,引导学生探究和理解数学本质,建立相关知识的联系。