本题导读
本题考查线性规划,以及二元一次不等式组表示的平面区域。
📌【题干】
Question
(2021年浙江卷)5. 若实数 满足约束条件
则 的最小值是( )
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
解决线性规划问题的标准流程——“画、移、求”:
- 画(画可行域): 将不等式组转化为三条直线,在平面直角坐标系中画出它们围成的封闭多边形区域(注意边界是虚线还是实线,本题带有等号,均为实线)。
- 移(化直平移): 把目标函数 变形为斜截式 的形式,即 。此时直线的斜率为 ,纵截距为 。 ⚠️ 核心陷阱:要求 的最小值,因为纵截距是 ,所以你需要让纵截距 取得最大值(即直线平移到最上方)。
- 求(求极值点): 找出斜率为 的直线向上平移时,最后离开可行域的那个顶点,联立方程求出该点坐标,代入 的表达式即可。
✍【详细解析】
Abstract
首先,在平面直角坐标系中画出约束条件对应的可行域:
将目标函数 转化为斜截式方程: 这是一组斜率为 ,纵截距为 的平行直线系。 当直线 向上平移时,纵截距 变大,从而 变小。 观察可行域可知,当直线经过区域最上方的顶点(即直线 与直线 的交点)时,纵截距取得最大值, 取得最小值。
联立方程组求交点 :
将 代入第二个方程得:。 解得交点坐标为 。
将交点 的坐标代入目标函数:
因此, 的最小值为 。 故选 B。
✅【答案】
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B
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 线性规划的最大坑点——符号反转: 当目标函数中 的系数为正时(如 ),截距最大则 最大;但当 的系数为负时(如本题 ),截距最大对应 最小,截距最小对应 最大。考场上一定要把式子化成 再去判断平移方向,切忌靠直觉。
- 找交点的捷径: 如果考场上画图不够精确看不出是哪个交点,可以直接把可行域的所有顶点坐标(通常是解三个二元一次方程组得到三个点)全部求出来,分别代入目标函数算一遍,最大的就是最大值,最小的就是最小值,这种“代入检验法”最不容易出错。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:待补
结论推广:待补
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