高中数学人教版必修5课件:3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题(4课时)(共74张PPT)

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名称 高中数学人教版必修5课件:3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题(4课时)(共74张PPT)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-12-31 15:15:37

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文档简介

(共74张PPT)
高一数学
学习目标:
1、了解二元一次不等式的几何意义
2、会画二元一次不等式表示平面区域
问题提出
1.什么是一元二次不等式?其一般形式如何?
基本概念:只含有一个未知数,且未知数的最高次数是2的不等式.
一般形式: 或
(a>0).
探究(一):二元一次不等式的有关概念
一家银行的信贷部计划年初投入不超过2500万元用于企业和个人贷款,希望这笔资金至少可带来3万元的收益,其中从企业贷款中获益12%,从个人贷款中获益10% .因此,信贷部应如何分配贷款资金就成为一个实际问题.
思考1:设用于企业贷款的资金为x万元,用于个人贷款的资金为y万元,从贷款总额的角度分析有什么不等关系?用不等式如何表示?
x+y≤2500
思考2:从银行收益的角度分析有什么不等关系?用不等式如何表示?
(12%)x +(10%)y≥3,即6x+5y≥150
思考3:考虑到用于企业和个人贷款的资金数额都不能是负值,x、y还要满足什么不等关系?
x≥0,y≥0
思考4:根据上述分析,银行信贷部分配资金应满足的条件是什么?
思考5:不等式x+y≤2500与6x+5y≥150
叫什么名称?其基本含义如何?
二元一次不等式:含有两个未知数,并且未知数的最高次数是1的不等式.
思考6:二元一次不等式的一般形式如何?怎样理解二元一次不等式组?
二元一次不等式组:由几个二元一次不等式组成的不等式组.
一般形式:
Ax+By+C≤0或Ax+By+C≥0
思考7:集合{(x,y)|x+y≤2500}的含义如何?
满足不等式x+y≤2500的所有有序实数对(x,y)构成的集合.
思考8:怎样理解二元一次不等式(组)的解集?
满足二元一次不等式(组)的x和y的取值构成有序实数对(x,y),所有这样的有序实数对(x,y)构成的集合称为二元一次不等式(组)的解集.
探究(二):特殊不等式与平面区域
二元一次不等式(组)的解是有序实数对,而直角坐标平面内点的坐标也是有序实数对,因此,有序实数对就可以看成是平面内点的坐标,所以二元一次不等式(组)的解集就可以看成是直角坐标系内的点构成的集合.
思考1:在平面直角坐标系中,方程x=a表示一条直线,那么不等式x>a和x<a表示的图形分别是什么?
思考2:在平面直角坐标系中,不等式y≥a和y≤a分别表示什么区域?
思考3:在平面直角坐标系中,不等式 y>x和y<x.分别表示什么区域?
思考4:在平面直角坐标系中,不等式 y>-x和y<-x分别表示什么区域?
探究(三):一般不等式与平面区域
思考1:在平面直角坐标系中,方程 x-y-6=0表示一条直线,对于坐标平面内任意一点P,它与该直线的相对位置有哪几种可能情形?
在直线上;
在直线左上方区域内;
在直线右下方区域内.
思考2:若点P(x,y)是直线x-y-6=0左上方平面区域内一点,那么x-y-6是大于0?还是小于0?为什么?
x-y-6<0
y>y0
思考3:如果点P(x,y)的坐标满足
x-y-6<0,那么点P一定在直线
x-y-6=0左上方的平面区域吗?
为什么?
x-y-6<0
思考4:不等式x+y-6<0表示的平面区域是直线x+y-6=0的左下方区域?还是右上方区域?你有什么简单的判断办法吗?
x+y-6<0
思考5:不等式x+y-6<0和不等式x+y-6>0分别表示直线l:x+y-6=0左下方的平面区域和右上方的平面区域,直线l叫做这两个区域的边界.那么不等式 x+y-6<0和
不等式x+y-6≤0
表示的平面区域有
什么不同?在图形
上如何区分?
包括边界的区域将边界画成实线,不包括边界的区域将边界画成虚线.
理论迁移
例 画出下列不等式表示的平面区域.
(1)x+4y<4; (2) 4x-3y≤12.
小结作业
1.对于直线Ax+By+C=0同一侧的所有点P(x,y),将其坐标代入Ax+By+C所得值的符号都相同.在几何上,不等式 Ax+By+C>0(或<0)表示半平面.
2.画二元一次不等式表示的平面区域,常采用“直线定界,特殊点定域”的方法,当边界不过原点时,常把原点作为特殊点.
3.不等式Ax+By+C>0表示的平面区域位置与A、B的符号有关,相关理论不要求掌握.
作业:
P86练习:1,2.(做书上)
P93习题3.3 A组:1.
2、能用平面区域表示二元一次不等组
学习目标:
1、会用二元一次不等式表示平面区域
锦山蒙中高一数学
问题提出
1.二元一次不等式有哪两个基本特征?其一般形式如何?
特征:含有两个未知数;
未知数的最高次数是1.
一般形式:Ax+By+C≤0或
Ax+By+C≥0.
2.怎样画二元一次不等式表示的平面区域?
→取特殊点定区域.
确定边界线虚实
→画边界
3.对实际问题中的不等关系 ,常需要用二元一次不等式组来表示,因此,如何画二元一次不等式组表示的平面区域,就是一个新的学习内容.
思考2:不等式x≤2y表示的平面区域是哪一个半平面?
思考1:不等式y<-3x+12表示的平面区域是哪一个半平面?
探究一:两个不等式与平面区域
思考3:不等式组

表示的平面区域与上述两个平面区域有何关系?
思考4:两条相交直线y=-3x+12和
x=2y将坐标平面分成4个角形区域,
其余三个平面区域(不含边界)用不等式组分别如何表示?
3x+y-12=0
x-2y=0
探究(二):多个不等式与平面区域
【背景材料】要将两种大小不同的钢板截成A、B、C三种规格,每张钢板可同时截得三种规格的小钢板的块数如下表所示:
思考1:用第一种钢板x张,第二种钢板y张,可截得A、B、C三种规格的小钢板各多少块?
A种:2x+y块
B种:x+2y块
C种:x+3y块
思考2:生产中需要A、B、C三种规格的成品分别15,18,27块,那么x、y应满足什么不等关系?用不等式如何表示?
思考3:考虑到x、y的实际意义,x、y还应满足什么不等关系?
理论迁移
例2 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4t、硝酸盐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.
设x,y分别为计划生产甲、乙两种混合肥料的车皮数,





相应的平面区域如图.
例3 求不等式组
表示的平面区域的
面积.
小结作业
1.不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面区域的交集,即各个不等式所表示的平面区域的公共部分.
2.不等式组表示的平面区域可能是一个多边形,也可能是一个无界区域,还可能由几个子区域合成.若不等式组的解集为空集,则它不表示任何区域.
作业:
P86练习:4.
P93习题3.3 B组:1,2.
锦山蒙中高一数学
学习目标:
1.“直线定界,特殊点定域”是画二元一次不等式表示的平面区域的操作要点,怎样画二元一次不等式组表示的平面区域?
问题提出
2.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,如何利用数学知识、方法解决这些问题,是我们需要研究的课题.
探究(一):线性规划的实例分析
【背景材料】某工厂用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,每天工作时间按8h计算.
思考1:设每天分别生产甲、乙两种产品x、y件,则该厂所有可能的日生产安排应满足的基本条件是什么?
思考2:上述不等式组表示的平面区域是什么图形?
思考3:图中阴影区域内任意一点的坐标都代表一种生产安排吗?
阴影区域内的整点(坐标为整数的点)代表所有可能的日生产安排.
思考4: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,设生产甲、乙两种产品的总利润为z元,那么z与x、y的关系是什么?
z=2x+3y.
思考5:将z=2x+3y看作是直线l的方程,那么z有什么几何意义?
直线l在y轴上的截距的三倍,
或直线l在x轴上的截距的二倍.
经过对应的平面区域,并平行移动.
思考7:从图形来看,当直线l运动到什么位置时,它在y轴上的截距取最大值?
经过点M(4,2)
思考8:根据上述分析,工厂应采用哪种生产安排才能使利润最大?其最大利润为多少?
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.
探究(二):线性规划的有关概念
(1)线性约束条件:
上述关于x、y的一次解析式z=2x+y是关于变量x、y的二元一次函数,是求最值的目标,称为线性目标函数.
在上述问题中,不等式组是一组对变量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,称为线性约束条件.
(2)线性目标函数:
满足线性约束条件的解(x,y)叫做可行解.
(3)线性规划问题:
在线性约束条件下,求线性目标函数的最大值或最小值问题,统称为线性规划问题.
(4)可行解:
使目标函数取得最大或最小值的可行解叫做最优解.
由所有可行解组成的集合叫做可行域.
(5)可行域:
(6)最优解:
理论迁移
5
,求z的最大值和最小值.
例1 设z=2x-y,变量x、y满足下列条件

2x-y=0
最大值为8,

最小值为 .
例2 已知x、y满足:

求z=2x+y的最大值.
最优解(3,3),
最大值9.
小结作业
1.在线性约束条件下求目标函数的最大值或最小值,是一种数形结合的数学思想,它将目标函数的最值问题转化为动直线在y轴上的截距的最值问题来解决.
2.对于直线l:z=Ax+By,若B>0,则当直线l在y轴上的截距最大(小)时,z取最大(小)值;若B<0,则当直线l在y轴上的截距最大(小)时,z取最小(大)值.
作业:
P91练习:1,2.
锦山蒙中高一数学
学习目标:
1.在线性规划问题中,约束条件,目标函数,可行解,可行域,最优解的含义分别是什么?
问题提出
2.线性规划理论和方法来源于实际又服务于实际,它在实际应用中主要解决两类问题:一是在人力、物力、资金等资源条件一定的情况下,如何使用它们来完成最多的任务;二是对给定的一项任务,如何合理安排和规划,使之以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务.对不同的背景材料,我们作些实例分析.
探究(一):营养配置问题
【背景材料】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.已知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.
思考1:背景材料中有较多的相关数据,你有什么办法理顺这些数据?
思考2:设每天食用xkg食物A,ykg食物B,问题中的约束条件用不等式组怎样表示?
思考3:设总花费为z元,则目标函数是什么?
z=28x+21y
思考4:为了满足营养专家指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要解决什么问题?
在线性约束条件下,求目标函数最小值.
思考5:作可行域,使目标函数取最小值的最优解是什么?目标函数的最小值为多少?
最优解 ,
最小值16.
思考6:上述分析得出什么结论?
每天食用食物A约143g,食物B约571g,不仅能够满足日常饮食要求,同时使花费最低,且最小花费为16元.
探究(二):产品数量控制问题
【背景材料】要将两种大小不同的钢板截成A、B、C三种规格,每张钢板可同时截得三种规格的小钢板的块数如下表所示:
生产中需要A、B、C三种规格的成品分别15,18,27块,问分别截这两种钢板各多少张,才能使所用钢板张数最小?
思考1:设用第一种钢板x张,第二种钢板y张,则x、y满足的约束条件是什么?目标函数是什么?
约束条件:
在可行域内取与点M最临近的整点,并比较Z值的大小.最优解(3,9)和(4,8).
思考2:作可行域,如何确定最优解?
思考3:如何回答原来的问题?
结论:截第一种钢板3张,第二种钢板9张,或截第一种钢板4张,第二种钢板8张,才能使所用钢板张数最小,且两种截法都至少要两种钢板12张.
最优解:(3,9)和(4,8).
理论迁移
例 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4t、硝酸盐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.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?
设生产甲、乙两种混合肥料的车皮数分别为x,y,产生的利润为z万元.
最优解M(2,2),最大利润为3万元.
z=x+0.5y
小结作业
1.解决线性规划实际问题的基本思路:设相关字母→定约束条件→写目标函数→作可行域→找最优解→求最值→应答实际问题.
2.一般地,最优解通常是可行域的顶点,整点最优解在可行域的顶点附近.最优解可能有多个,也可能在可行域的边界上取得.
作业:
P93习题3.3 A组:3,4.
B组:3.