本题导读

本题考查二元一次不等式组与简单线性规划问。

📌【题干】

Question

(2022年上海卷) 已知 ,则 的最小值为 .

🔍【思路分析】

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  1. 画出可行域:将二元一次不等式组转化为对应的直线方程,并在平面直角坐标系中画出它们。根据不等号方向( 取下/左侧或带入测试点, 取上/右侧),确定满足条件的公共平面区域(可行域)。

  2. 分析目标函数:将目标函数 转化为直线的斜截式方程 。由于 与该直线的纵截距 成正比,求 的最小值即求该直线在可行域内平移时,纵截距取到最小值的点。

  3. 求交点并代入:找出使目标函数取得极值的边界交点(角点),联立方程组求出该点坐标,代入目标函数求出最小值。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

解析过程:

在平面直角坐标系中,作出不等式组 所表示的可行域。

  • 表示直线 及其左上方的区域。

  • 表示直线 及其右上方的区域。

    (原题附有图象,可行域为两条射线及其夹角内部构成的无界区域)

设目标函数直线为 ,变形可得斜截式:

这是一组斜率为 的平行直线系。当纵截距 最小时, 取得最小值。

将直线 向可行域方向平移,观察可知,当直线刚好经过直线 和 的交点 时,其纵截距达到最小(因为可行域在此交点的右上方无限延伸,没有最大值)。

联立边界直线方程求交点 的坐标:

解得:

即点 的坐标为 。

将点 的坐标代入目标函数 中,得到最小值:

故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心公式/概念:

    • 线性规划的可行域绘制规则(“大于取上/右,小于取下/左”快速判断法或代入特殊点如原点 测试法)。

    • 目标函数的最值判断方法:化为斜截式 (如果 ),根据 的正负和纵截距的几何意义来判断最大最小值位置。

  • 试题评价:本题考查了线性规划的基本知识,难点在于正确画出无界可行域,并准确判断目标函数取最小值的顶点位置。属于经典的中档题。

  • 易错提醒:

    • 画图不准确导致找错交点或对平移方向判断失误。

    • 解二元一次方程组时粗心算错坐标。

    • 在平移目标函数 时,若 的系数为负,纵截距的最大值反而对应 的最小值,本题中 系数为正(),故纵截距最小即为 最小,需注意符号。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:待补

  2. 结论推广:待补

🔗【关联脉络】

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