本题导读

本题考查简单线性规划、目标函数的几何意义,以及相关运算的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2009年北京卷(理)) 若实数 满足 ,则 的最小值为 .

🔍【思路分析】

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  1. 在平面直角坐标系中,根据三个不等式画出三条直线围成的可行域。
  2. 转化目标函数 ,明确其几何意义是斜率为 1、纵截距为 的直线族。
  3. 顺着 轴向下平移直线,当直线经过可行域边界上的右下角顶点时,截距 取得最小值。

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✍【详细解析】

Abstract

解:首先由约束条件 画出平面可行域。 该可行域是由直线 、 、 围成的直角梯形封闭区域,其关键的三个顶点交点为:

  • 直线 与 交于点 ;
  • 直线 与 交于点 ;
  • 直线 与 交于点 。

将目标函数变形为直线方程的斜截式形式: 。 这表示一组斜率为 1、在 轴上截距为 的平行直线。 要使 取得最小值,只需该直线在可行域内向下平移至最底端。 由图直观可知,当直线 经过可行域右下角的顶点 时,该直线在 轴上的截距 达到最小。 将 的坐标代入目标函数中: 填空答案:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:二元一次不等式组表示的平面区域;线性目标函数截距的平移规律。
  2. 核心方法:图解数形结合法。
  3. 避坑指南:容易把 误看成斜率或距离形式。务必先化成 ,看清 作为截距在 轴上的上下移动方向,避免平移方向颠倒。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:源自教材中线性规划章节的标准基础例题,重点考查数形结合的代数转化功底。
  2. 结论推广:对于任何多边形凸多边形可行域,线性目标函数 的最优解(最大值或最小值)必然在区域的顶点处取得。

🔗【关联脉络】

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