本题导读

本题考查可行域,以及最优解。

📌【题干】

Question

(2023年甲卷文)若 满足约束条件 ,则 的最大值为 ________.

🔍【思路分析】

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  1. 绘制可行域:根据不等式组,在平面直角坐标系中画出对应的三条直线,并确定它们围成的可行域区域(通常为一个多边形)。

  2. 确定顶点坐标:由于目标函数是线性的,最大值必然在可行域的顶点处取得。通过联立直线方程求出所有顶点的坐标。

  3. 分析目标函数:将 转化为斜截式 。由于 轴截距 与 正相关,我们需要寻找使直线向右上方平移最远的点。

  4. 计算并比较:将各顶点坐标代入目标函数,比较结果得出最大值。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

1. 绘制可行域与求交点:

约束条件对应的边界直线分别为:

联立直线方程求交点:

  • 点 :联立 与 :

    相加得 ,代入得 .故 .

  • 点 :联立 与 :

    相加得 .故 .

  • 点 :联立 与 :

相加得 .故 .

可行域为以 为顶点的三角形区域及其内部。

2. 寻找最优解:

目标函数 。

观察目标函数的系数均为正数,且可行域在第一象限延伸,最大值点显然位于远离原点的顶点 处。

3. 计算最大值:

将 代入目标函数:

4. 校验其他顶点:

  • 代入 :;

  • 代入 :.

    比较可知, 为最大值。

结论:

答案填入 .

💡【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、线性目标函数的最值几何意义。
  2. 核心方法:数形结合法、顶点代入法。
  3. 避坑指南:
  • 计算失误:联立方程消元时需注意系数正负号,避免交点坐标计算错误。
  • 截距符号陷阱:本题目标函数中 的系数为 ,故 的最大值对应截距最大值(平移直线至可行域最高点);若 的系数为负,则最大值对应截距最小值。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题考查运筹学中线性规划的核心代数模型,是高考填空题中常规的必得分基础题。
  2. 结论推广:凸多边形可行域内的线性目标函数,其最优解(极大值与极小值)必然在可行域的边界顶点或边界线段上取得。在填空选择题型中,直接求出所有边界交点并进行数值代入比较,是避开作图误差、保证正确率的最优解题路径。

🔗【关联脉络】

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