本题导读

本题考查简单线性规划问题。通过绘制二元一次不等式组表示的可行域,利用目标函数的几何意义(截距),寻找最优解所在的顶点。

📌【题干】

Question

(2015年湖南卷(理)) 若变量 满足约束条件 ,则 的最小值为 ()

A. -7       B. -1       C. 1       D. 2

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 画出可行域:在坐标系中画出三条直线 ,并根据不等号方向确定围成的阴影区域(三角形区域)。
  2. 确定目标函数意义:将 变形为 。这是一个斜率为 3 的直线簇, 代表直线在 轴上的截距。
  3. 寻找最优解:要使 最小,需使截距 最大。通过平移直线 ,观察当直线经过可行域哪个顶点时,截距取得最大值。
  4. 计算验证:求出该顶点坐标,代入 表达式计算。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

第一步:绘制可行域 由约束条件 确定的平面区域如下图所示: 通过解方程组可得可行域的三个顶点坐标:

  • 联立 与 得 ;
  • 联立 与 得 ;
  • 联立 与 得 。

第二步:平移目标函数 作直线 。 目标函数 转化为 。 平移直线 ,当直线经过点 时,直线在 轴上的截距 达到最大,此时 取得最小值。

第三步:计算最小值 将 代入 :

故选:A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:线性规划中可行域的绘制和目标函数的几何意义转化。
  • 核心方法:
    1. 图解法:适用于所有线性规划问题,直观且不易出错。
    2. 顶点代入法:在线性规划中,最值通常在可行域的顶点处取得。若时间紧迫,可直接计算所有顶点坐标并代入比较。
  • 避坑指南:注意目标函数中 的系数。若为负数(如本题 ),则 的最小对应截距的最大。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 结论推广: 若目标函数为 ,当 时, 的变化趋势与 轴截距一致;当 时,两者相反。
  • 方法推广: 对于非线性目标函数(如距离型 或斜率型 ),同样可以利用几何意义解决。
  • 相关知识点: 二元一次不等式表示的区域判定(直线定界、测试点定域)。

🔗【关联脉络】

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