本题导读
本题考查简单线性规划问题。核心在于通过约束条件正确画出平面可行域,并利用线性目标函数的几何意义(截距法),通过平移直线寻找使目标函数取得最小值的最优解点。
📌【题干】
Question
(2015年广东卷(理)) 若变量 满足约束条件 ,则 的最小值为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 画出可行域:在直角坐标系中,根据五个不等式画出对应的直线,并确定公共部分。
- 分析目标函数:将 转化为斜截式 。由于 对应直线在 轴上的截距,且系数为正,故 越小,直线在 轴上的截距越小。
- 寻找最优解:平移直线 ,观察直线进入可行域时最先接触到的顶点。
- 计算最值:确定最优解点的坐标,代入 的表达式计算。
✅【答案】
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C
✍【详细解析】
Abstract
确定可行域的边界:
可行域是一个四边形区域(注意 与 的交点为 ,在 范围内)。
锁定顶点坐标: 观察图象,目标函数 的斜率为 ,而边界线 的斜率为 。 因为 ,直线 较“陡”。 平移该直线,当直线经过可行域最左下方的点时, 取得最小值。 该点为 与 的交点。 联立方程: 。 最优解点为 。 (注意:另一个可能的低点是 ,但该点不在可行域内,因为当 时,,而 范围是 。但在 附近,由于 限制,当 时 必须 )。
计算最小值: 将 代入 : 。
最终答案为:C 
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 图解法的关键:准确画图并比较斜率。如果斜率关系判断错误,很容易误选顶点 (不满足第一条)或 (在 范围内但 值可能不是最小)。
- 截距的意义:对于 ,若 ,则 随截距同向变化;若 ,则反向变化。
- 计算陷阱:本题中 这条线虽然是边界,但由于 的限制,可行域的底部是被斜线切掉一部分的,最小值点往往就在这种“转折处”。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 结论推广: 如果要求 的最大值,平移直线到最右上方,经过顶点 ,此时 。
- 方法推广:
- 顶点代入法:如果可行域是封闭的多边形,线性目标函数的最值一定在顶点处取得。可以求出所有顶点坐标 ,通过一一代入比较。
- 相关知识点:
- **非线性目标函数**:如 $z = x^2 + y^2$(距离平方)或 $z = \frac{y}{x}$(斜率)。
🔗【关联脉络】
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