本题导读
本题考查线性规划与可行域,以及动态可行域与含参目标函数。
📌【题干】
Question
(2011年湖南卷(理))
设 ,在约束条件 下,目标函数 的最大值小于 2,则 的取值范围为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
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- 绘制可行域:边界线分别为 , (),。可行域为由三条直线围成的三角形区域。
- 求出三角形的三个顶点坐标。
- 分析目标函数 的几何意义:化为截距式 。因为斜率 ,目标函数在直线 与 的交点处取得最大值。
- 解出交点坐标,代入求出 关于 的表达式,令 求解不等式。
✅【答案】
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A
✍【详细解析】
Abstract
三条边界直线的交点为:
- 联立 ;
- 联立 ;
- 联立 。
不等式组表示以 为顶点的三角形平面区域(含边界)。
目标函数变形为 。
因为 ,目标函数对应平行直线族的斜率 。
边界线 的斜率为 , 的斜率为 , 的斜率为 。
因此,当目标直线沿 轴正方向平移时,最后离开可行域的点为点 。
所以 在点 处取得最大值:
。
由题意知 ,即:
。
因为 ,所以 。去分母得:
。
解该一元二次不等式,方程 的根为 。
不等式的解集为 。
结合前提条件 ,取交集得:
。
故选 A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:平面可行域判定、含参目标函数的最值交点确定。
- 核心方法:结合直线斜率与可行域边界斜率的关系判定最优解所在的顶点。
- 避坑指南:必须注意前提条件 ,在解完二次不等式后务必与 求交集,不能错选包含 的区间。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:源自运筹学线性规划问题的灵敏度分析与参数规划(Parametric Linear Programming)。
- 结论推广:在多边形可行域中,若目标函数法向量方向在两相邻边界外法向量之间变动,最优解稳定在两边界的交点处。
🔗【关联脉络】
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