第一篇:《簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題》第三課時(shí)參考教案
課題: §3.3.2簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題
第3課時(shí)
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能:掌握線性規(guī)劃問題的圖解法,并能應(yīng)用它解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題;
2.過程與方法:經(jīng)歷從實(shí)際情境中抽象出簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題的過程,提高數(shù)學(xué)建模能力;
3.情態(tài)與價(jià)值:引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和使用數(shù)學(xué)知識(shí)的興趣,發(fā)展創(chuàng)新精神,培養(yǎng)實(shí)事求是、理論與實(shí)際相結(jié)合的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)道德?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】
利用圖解法求得線性規(guī)劃問題的最優(yōu)解; 【教學(xué)難點(diǎn)】
把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成線性規(guī)劃問題,并給出解答,解決難點(diǎn)的關(guān)鍵是根據(jù)實(shí)際問題中的已知條件,找出約束條件和目標(biāo)函數(shù),利用圖解法求得最優(yōu)解。【教學(xué)過程】 1.課題導(dǎo)入 [復(fù)習(xí)引入]:
1、二元一次不等式Ax+By+C>0在平面直角坐標(biāo)系中表示直線Ax+By+C=0某一側(cè)所有點(diǎn)組成的平面區(qū)域(虛線表示區(qū)域不包括邊界直線)
2、目標(biāo)函數(shù), 線性目標(biāo)函數(shù),線性規(guī)劃問題,可行解,可行域, 最優(yōu)解:
3、用圖解法解決簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題的基本步驟: 2.講授新課
1.線性規(guī)劃在實(shí)際中的應(yīng)用:
例5 在上一節(jié)例4中,若生產(chǎn)1車皮甲種肥料,產(chǎn)生的利潤(rùn)為10 000元;生產(chǎn)1車皮乙種肥料,產(chǎn)生的利潤(rùn)為5 000元,那么分別生產(chǎn)甲、乙兩種肥料各多少車皮,能夠產(chǎn)生最大的利潤(rùn)?
2. “閱讀與思考”——錯(cuò)在哪里?
若實(shí)數(shù)x,y滿足
/ 3
?1?x?y?求4x+2y的取值范圍. ???1?x?y?1錯(cuò)解:由①、②同向相加可求得:
0≤2x≤4 即
0≤4x≤8 ③ 由②得
—1≤y—x≤1
將上式與①同向相加得0≤2y≤4
④ ③十④得
0≤4x十2y≤12 以上解法正確嗎?為什么?(1)[質(zhì)疑]引導(dǎo)學(xué)生閱讀、討論、分析.
(2)[辨析]通過討論,上述解法中,確定的0≤4x≤8及0≤2y≤4是對(duì)的,但用x的最大(小)值及y的最大(小)值來確定4x十2y的最大(小)值卻是不合理的.X取得最大(?。┲禃r(shí),y并不能同時(shí)取得最大(?。┲?。由于忽略了x和 y 的相互制約關(guān)系,故這種解法不正確.
(3)[激勵(lì)]產(chǎn)生上述解法錯(cuò)誤的原因是什么?此例有沒有更好的解法?怎樣求解? 正解:
因?yàn)?/p>
4x+2y=3(x+y)+(x-y)且由已有條件有:
3?3x
(5)(?y?)9
?1?x?y?
1(6)將(5)(6)兩式相加得
2?4 1x?2y?3x(?y)?x(?y)?所以
2?4x?2y?1 03.隨堂練習(xí)1
?x?y?2?
1、求z?x?y的最大值、最小值,使x、y滿足條件?x?0
?y?0??x?4y??3?
2、設(shè)z?2x?y,式中變量x、y滿足
?3x?5y?25
?x?1? 2 / 3
4.課時(shí)小結(jié)
[結(jié)論一]線性目標(biāo)函數(shù)的最大值、最小值一般在可行域的頂點(diǎn)處取得.[結(jié)論二]線性目標(biāo)函數(shù)的最大值、最小值也可能在可行域的邊界上取得,即滿足條件的最優(yōu)解有無數(shù)多個(gè). 5.評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 【板書設(shè)計(jì)】
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第二篇:簡(jiǎn)單線性規(guī)劃教案
簡(jiǎn)單線性規(guī)劃教案
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教學(xué)設(shè)計(jì)
3.5.2 簡(jiǎn)單線性規(guī)劃
整體設(shè)計(jì)
教學(xué)分析
本節(jié)內(nèi)容在教材中有著重要的地位與作用.線性規(guī)劃是利用數(shù)學(xué)為工具,來研究一定的人、財(cái)、物等資源在一定條件下,如何精打細(xì)算巧安排,用最少的資源,取得最大的經(jīng)濟(jì)效益.它是數(shù)學(xué)規(guī)劃中理論較完整、方法較成熟、應(yīng)用較廣泛的一個(gè)分支,并能解決科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)管理等許多方面的實(shí)際問題.中學(xué)所學(xué)的線性規(guī)劃只是規(guī)劃論中的極小一部分,但這部分內(nèi)容體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的工具性、應(yīng)用性,同時(shí)也滲透了化歸、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,為學(xué)生今后解決實(shí)際問題提供了一種重要的解題方法——數(shù)學(xué)建模法.通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),可使學(xué)生進(jìn)一步了解數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣、應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力.
把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題,并給出解答是本節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn).對(duì)許多學(xué)生來說,解數(shù)學(xué)應(yīng)用題的最常見的困難是不會(huì)將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,即不會(huì)建模,所以把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題作為本節(jié)的難點(diǎn).對(duì)學(xué)生而言,解決應(yīng)用問題的障礙主要有三類:①不能正確理解題意,弄清各元素之間的關(guān)系;②不能分清問題的主次關(guān)系,因而抓不住問題的本質(zhì),無法建立數(shù)學(xué)模型;③孤立地考慮單個(gè)的問題情境,不能多方面聯(lián)想,形成正遷移.針對(duì)這些障礙以及題目本身文字過長(zhǎng)等因素,將本節(jié)設(shè)計(jì)為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),充分利用現(xiàn)代化教學(xué)工具,從而將實(shí)際問題鮮活直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前,以利于理解.
實(shí)際教學(xué)中注意以下幾個(gè)問題:①用圖解法解決線性規(guī)劃問題時(shí),分析題目的已知條件,找出約束條件和目標(biāo)函數(shù)是關(guān)鍵.可先將題目中的量分類、列出表格,理清頭緒,然后列出不等式組尋求約束條件,并就題目所述找到目標(biāo)函數(shù).②可行域就是二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域,可行域可以是封閉的多邊形,也可以是一側(cè)開放的無限大的平面區(qū)域.③如果可行域是一個(gè)凸多邊形,那么一般在其頂點(diǎn)處使目標(biāo)函數(shù)取得最大值或最小值,最優(yōu)解一般就是多邊形的某個(gè)頂點(diǎn).到底哪個(gè)頂點(diǎn)為最優(yōu)解,可有兩種確定方法:一是將目標(biāo)函數(shù)的直線平行移動(dòng),最先通過或最后通過的頂點(diǎn)便是;另一種方法可利用圍成可行域的直線的斜率來判斷.④若實(shí)際問題要求的最優(yōu)解是整數(shù)解,而我們利用圖解法得到的解為非整數(shù)解,應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整.其方法應(yīng)以與線性目標(biāo)函數(shù)的直線的距離為依據(jù),在直線的附近尋求與此直線距離最近的整點(diǎn),不要在用圖解法所得到的近似解附近尋找.如果可行域中的整點(diǎn)數(shù)目很少,采用逐個(gè)試驗(yàn)法也是很有效的辦法.⑤在線性規(guī)劃的實(shí)際問題中,主要掌握兩種類型:一是給定一定數(shù)量的人力、物力資源,問怎樣運(yùn)用這些資源能使完成的任務(wù)量最大,收到的效益最大;二是給定一項(xiàng)任務(wù),問怎樣統(tǒng)籌安排,能使完成的這項(xiàng)任務(wù)耗費(fèi)的人力、物力資源最小.
如果條件允許,可將本節(jié)的思考與討論融入課堂.
三維目標(biāo)
.使學(xué)生了解線性規(guī)劃的意義以及約束條件、目標(biāo)函數(shù)、可行解、可行域、最優(yōu)解等基本概念;了解線性規(guī)劃問題的圖解法,并能應(yīng)用它解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.
2.通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生觀察、聯(lián)想以及作圖的能力,滲透集合、化歸、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,提高學(xué)生“建?!焙徒鉀Q實(shí)際問題的能力.
3.通過本節(jié)學(xué)習(xí),理解線性規(guī)劃求最優(yōu)解的原理,明確線性規(guī)劃在現(xiàn)實(shí)生活中的意義.
重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):求線性目標(biāo)函數(shù)的最值問題,培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)學(xué)”的意識(shí),理解線性規(guī)劃最優(yōu)解的原理.
教學(xué)難點(diǎn):把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題,并給出解答.
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過程
第1課時(shí)
導(dǎo)入新課
思路1.由身邊的線性規(guī)劃問題導(dǎo)入課題,同時(shí)闡明其重要意義.如6枝玫瑰花與3枝康乃馨的價(jià)格之和大于24元.而4枝玫瑰與5枝康乃馨的價(jià)格之和小于22元.如果想買2枝玫瑰與3枝康乃馨,那么價(jià)格比較結(jié)果是怎樣的呢?可由學(xué)生列出不等關(guān)系,并畫出平面區(qū)域.由此導(dǎo)入新課.
思路2.在生產(chǎn)與營銷活動(dòng)中,我們常常需要考慮:怎樣利用現(xiàn)在的資源取得最大的收益,或者怎樣以最少的資源投入去完成一項(xiàng)給定的任務(wù).我們把這一類問題稱為“最優(yōu)化”問題.線性規(guī)劃知識(shí)恰是解決這類問題的得力工具.由此展開新課.
推進(jìn)新課
新知探究
提出問題
?1?回憶二元一次不等式Ax+By+c>0在平面直角坐標(biāo)系中的平面區(qū)域的確定方法.?2?怎樣從實(shí)際問題中抽象出不等式組,并畫出所確定的平面區(qū)域?
?3?閱讀教材,明確什么是目標(biāo)函數(shù),線性目標(biāo)函數(shù),約束條件,線性約束條件,線性規(guī)劃問題,最優(yōu)解,可行域.,?4?你能給出解決線性規(guī)劃問題的一般步驟嗎?
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生回顧二元一次不等式表示平面區(qū)域常用的方法是:直線定界、原點(diǎn)定域,即先畫出對(duì)應(yīng)直線,再將原點(diǎn)坐標(biāo)代入直線方程中,看其值比零大還是比零小;不等式組表示的平面區(qū)域是各個(gè)不等式所表示的平面點(diǎn)集的交集,是它們平面區(qū)域的公共部分.
教師引導(dǎo)學(xué)生探究教材本節(jié)開頭的問題.根據(jù)上節(jié)所學(xué),學(xué)生很容易設(shè)出計(jì)劃生產(chǎn)甲種產(chǎn)品x工時(shí),生產(chǎn)乙種產(chǎn)品y工時(shí),且很容易地列出獲得利潤(rùn)總額為f=30x+40y,①
及x,y滿足的條件
3x+2y≤1200,x+2y≤800,x≥0,y≥0.②
教師引導(dǎo)學(xué)生畫出上述不等式組表示的區(qū)域,如下圖.
結(jié)合圖形,教師與學(xué)生一起探究,原問題就是在x,y滿足②的情況下,求f的最大值.也就是在圖中陰影部分內(nèi)找一點(diǎn),把它的坐標(biāo)代入式子30x+40y時(shí),使該式值最大.若令30x+40y=0,則此方程表示通過原點(diǎn)的一條直線,記為l0,則在區(qū)域oABc內(nèi)有30x+40y≥0.設(shè)這個(gè)區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)P到l0的距離為d,則d=|30x+40y|302+402=30x+40y302+402,即30x+40y=302+402?d.由此可發(fā)現(xiàn),點(diǎn)P到直線l0的距離d越大,式子30x+40y的值就越大.這樣問題又轉(zhuǎn)化為:在區(qū)域oABc內(nèi),找與直線l0距離最大的點(diǎn).觀察圖象易發(fā)現(xiàn),平移直線l0,最后經(jīng)過的點(diǎn)為B,易知區(qū)域oABc內(nèi)的點(diǎn)B即為所求.
解方程組3x+2y=1200,x+2y=800,得B,代入式子①,得fmax=30×200+40×300=18000.即問題中,用200工時(shí)生產(chǎn)甲種產(chǎn)品,用300工時(shí)生產(chǎn)乙種產(chǎn)品,能獲得最大利潤(rùn)18000元.
進(jìn)一步探究上述問題,不等式組是一組對(duì)變量x、y的約束條件,由于這組約束條件都是關(guān)于x、y的一次不等式,所以又可稱其為線性約束條件.z=2x+y是欲達(dá)到最大值或最小值所涉及的變量x、y的解析式,我們把它稱為目標(biāo)函數(shù).由于z=2x+y又是關(guān)于x、y的一次解析式,所以又可叫做線性目標(biāo)函數(shù).線性約束條件除了用一次不等式表示外,也可用一次方程表示.[
一般地,求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的最大值或最小值的問題,統(tǒng)稱為線性規(guī)劃問題.例如:我們剛才研究的就是求線性目標(biāo)函數(shù)z=2x+y在線性約束條件下的最大值和最小值的問題,即為線性規(guī)劃問題.滿足線性約束條件的解叫做可行解,由所有可行解組成的集合叫做可行域.其中,使目標(biāo)函數(shù)取得最大值或最小值的可行解叫做這個(gè)問題的最優(yōu)解,接著讓學(xué)生說出上述問題中的目標(biāo)函數(shù),約束條件,可行域,最優(yōu)解分別是什么.
根據(jù)以上探究,我們可以得出用圖解法解決線性規(guī)劃問題的一般步驟:
分析并將已知數(shù)據(jù)列出表格;
確定線性約束條件;
確定線性目標(biāo)函數(shù);
畫出可行域;
利用線性目標(biāo)函數(shù)求出最優(yōu)解.在可行域內(nèi)平行移動(dòng)目標(biāo)函數(shù),從圖中能判定問題有唯一最優(yōu)解,或者是無窮最優(yōu)解,或是無最優(yōu)解;
實(shí)際問題需要整數(shù)解時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整確定最優(yōu)解.
討論結(jié)果:
~略.
應(yīng)用示例
例1已知x、y滿足不等式x+2y≥2,2x+y≥1,x≥0,y≥0,求z=3x+y的最小值.
活動(dòng):可先找出可行域,平行移動(dòng)直線l0:3x+y=0找出可行解,進(jìn)而求出目標(biāo)函數(shù)的最小值.
解:不等式x+2y≥2表示直線x+2y=2上及其右上方的點(diǎn)的集合;
不等式2x+y≥1表示直線2x+y=1上及其右上方的點(diǎn)的集合.
可行域如圖所示.
作直線l0:3x+y=0,作一組與直線l0平行的直線l:3x+y=t.
∵x、y是上面不等式組表示的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的橫縱坐標(biāo),由圖可知,當(dāng)直線l:3x+y=z通過點(diǎn)P時(shí),z取到最小值1,即zmin=1.點(diǎn)評(píng):簡(jiǎn)單線性規(guī)劃問題就是求線性目標(biāo)函數(shù)在線性約束條件下的最優(yōu)解,無論此類題目是以什么實(shí)際問題提出,其求解的格式與步驟是不變的.
尋找線性約束條件,線性目標(biāo)函數(shù);
由二元一次不等式表示的平面區(qū)域作出可行域;
在可行域內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解.變式訓(xùn)練
若變量x,y滿足2x+y≤40,x+2y≤50,x≥0,y≥0,則z=3x+2y的最大值是________.
答案:70
解析:由不等式組2x+y≤40y≥0畫出可行域如下圖.
結(jié)合圖形,由2x+y=40,x+2y=50x=10,y=20,于是zmax=3×10+2×20=70.例2
活動(dòng):教材此例的數(shù)據(jù)以表格的形式給出.這樣可使量
x+2y≤50
x≥0,與量之間的關(guān)系一目了然,非常有助于我們順利地找出約束條件和目標(biāo)函數(shù),特別是對(duì)于那些量比較多的問題.本例難度不大,可由學(xué)生自己完成,教師給予適當(dāng)點(diǎn)撥.
點(diǎn)評(píng):完成此例后,可讓學(xué)生對(duì)應(yīng)用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題作一簡(jiǎn)單歸納.對(duì)較好的學(xué)生,教師可結(jié)合思考與討論進(jìn)行歸納.變式訓(xùn)練
某家具廠有方木料90m3,五合板600m2,準(zhǔn)備加工成書桌和書櫥出售.已知生產(chǎn)每張書桌需要方木料0.1m3、五合板2m2;生產(chǎn)每個(gè)書櫥需要方木料0.2m3、五合板1m2.出售一張書桌可獲利潤(rùn)80元,出售一個(gè)書櫥可獲利潤(rùn)120元,如果只安排生產(chǎn)書桌,可獲利潤(rùn)多少?如果只安排生產(chǎn)書櫥,可獲利潤(rùn)多少?怎樣安排生產(chǎn)可使所得利潤(rùn)最大?
解:設(shè)只生產(chǎn)書桌x張,可獲得利潤(rùn)z元,則0.1x≤90,2x≤600x≤900,x≤300x≤300.z=80x,∴當(dāng)x=300時(shí),zmax=80×300=24000,即如果只安排生產(chǎn)書桌,最多可生產(chǎn)300張書桌,獲得利潤(rùn)24000元.
設(shè)只生產(chǎn)書櫥y張,可獲利潤(rùn)z元,則0.2y≤90,y≤600y≤450,y≤600y≤450.z=120y,∴當(dāng)y=450時(shí),zmax=120×450=54000,即如果只安排生產(chǎn)書櫥,最多可生產(chǎn)450個(gè),獲得利潤(rùn)54000元.
設(shè)生產(chǎn)書桌x張,書櫥y個(gè),利潤(rùn)總額為z元.
則0.1x+0.2y≤90,2x+y≤600,x≥0,y≥0x+2y≤900,2x+y≤600,x≥0,y≥0,z=80x+120y,可行域如圖.
由圖可知:當(dāng)直線y=-23x+z120經(jīng)過可行域上的點(diǎn)m時(shí),截距z120最大,即z最大,解方程組x+2y=9002x+y=600,得m的坐標(biāo)為.
∴zmax=80x+120y=80×100+120×400=56000.
因此,生產(chǎn)書桌100張、書櫥400個(gè),可使所得利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)為56000元.例3某工廠生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品.已知生產(chǎn)甲種產(chǎn)品1t需耗A種礦石10t、B種礦石5t、煤4t;生產(chǎn)乙種產(chǎn)品需耗A種礦石4t、B種礦石4t、煤9t.每1t甲種產(chǎn)品的利潤(rùn)是600元,每1t乙種產(chǎn)品的利潤(rùn)是1000元.工廠在生產(chǎn)這兩種產(chǎn)品的計(jì)劃中要求消耗A種礦石不超過300t、B種礦石不超過200t、煤不超過360t,甲、乙兩種產(chǎn)品應(yīng)各生產(chǎn)多少,能使利潤(rùn)總額達(dá)到最大?
活動(dòng):將已知數(shù)據(jù)列成下表,然后按線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的步驟完成,本例可由學(xué)生自己完成.
解:設(shè)生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品分別為xt、yt,利潤(rùn)總額為z元,那么10x+4y≤300,5x+4y≤200,4x+9y≤360,x≥0,y≥0;
目標(biāo)函數(shù)為z=600x+1000y.作出以上不等式組所表示的平面區(qū)域,即可行域如圖.
作直線l:600x+1000y=0,即直線l:3x+5y=0.把直線l向右上方平移至l1的位置時(shí),直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)m,且與原點(diǎn)距離最大,此時(shí)z=600x+1000y取最大值.
解方程組5x+4y=200,4x+9y=360,得x=36029≈12.4,y=100029≈34.4.∴m的坐標(biāo)為.
答:應(yīng)生產(chǎn)甲產(chǎn)品約12.4t,乙產(chǎn)品34.4t,能使利潤(rùn)總額達(dá)到最大.
知能訓(xùn)練
.設(shè)變量x,y滿足約束條件:y≥x,x+2y≤2,x≥-2,則z=x-3y的最小值為
A.-2
B.-4
c.-6
D.-8
2.醫(yī)院用甲、乙兩種原料為手術(shù)后的病人配營養(yǎng)餐.甲種原料每10g含5單位蛋白質(zhì)和10單位鐵質(zhì),售價(jià)3元;乙種原料每10g含7單位蛋白質(zhì)和4單位鐵質(zhì),售價(jià)2元.若病人每餐至少需要35單位蛋白質(zhì)和40單位鐵質(zhì).試問:應(yīng)如何使用甲、乙原料,才能既滿足營養(yǎng),又使費(fèi)用最?。?/p>
答案:
.D 解析:在坐標(biāo)平面內(nèi)畫出不等式組y≥x,x+2y≤2,x≥-2所表示的平面區(qū)域,作出直線x-3y=0,平移該直線,并結(jié)合圖形知點(diǎn)為最優(yōu)解.所以目標(biāo)函數(shù)的最小值為zmin=-2-3×2=-8,故選D.2.活動(dòng):將已知數(shù)據(jù)列成下表:
原料/10g
蛋白質(zhì)/單位
鐵質(zhì)/單位
甲
0
乙
費(fèi)用
設(shè)甲、乙兩種原料分別用10xg和10yg,則需要的費(fèi)用為z=3x+2y;病人每餐至少需要35單位蛋白質(zhì),可表示為5x+7y≥35;同理,對(duì)鐵質(zhì)的要求可以表示為10x+4y≥40,這樣,問題成為在約束條件5x+7y≥35,10x+4y≥40,x≥0,y≥0下,求目標(biāo)函數(shù)z=3x+2y的最小值.
解:設(shè)甲、乙兩種原料分別用10xg和10yg,總費(fèi)用為z,那么5x+7y≥35,10x+4y≥40,x≥0,y≥0;
目標(biāo)函數(shù)為z=3x+2y,作出可行域如圖.
把z=3x+2y變形為y=-32x+z2,得到斜率為-32,在y軸上的截距為z2,隨z變化的一組平行直線.
由圖可知,當(dāng)直線y=-32x+z2經(jīng)過可行域上的點(diǎn)A時(shí),截距z2最小,即z最?。?/p>
由10x+4y=40,5x+7y=35,得A,∴zmin=3×145+2×3=14.4.∴甲種原料使用145×10=28,乙種原料使用3×10=30時(shí),費(fèi)用最省.
課堂小結(jié)
.讓學(xué)生自己歸納整合本節(jié)所學(xué)的知識(shí)方法及用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的方法步驟,自己在本節(jié)中的最大收獲有哪些?
2.教師強(qiáng)調(diào),通過本節(jié)學(xué)習(xí),需掌握如何用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的解題思路:首先,應(yīng)準(zhǔn)確建立數(shù)學(xué)模型,即根據(jù)題意找出約束條件,確定線性目標(biāo)函數(shù).然后,用圖解法求得數(shù)學(xué)模型的解,即畫出可行域,在可行域內(nèi)求得使目標(biāo)函數(shù)取得最值的解.最后,還要根據(jù)實(shí)際意義將數(shù)學(xué)模型的解轉(zhuǎn)化為實(shí)際問題的解,即結(jié)合實(shí)際情況求得最優(yōu)解.
作業(yè)
習(xí)題3—5A組3、4、5;習(xí)題3—5B組3.設(shè)計(jì)感想
.本節(jié)內(nèi)容與實(shí)際問題聯(lián)系緊密,有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和“用數(shù)學(xué)”的意識(shí)以及解決實(shí)際問題的能力.本節(jié)內(nèi)容滲透了多種數(shù)學(xué)思想,是向?qū)W生進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的典型教材,也是培養(yǎng)學(xué)生觀察、作圖能力的典型教材.
2.通過實(shí)例給出解題步驟,讓其更深入了解并掌握新知.這里強(qiáng)調(diào)的還有作圖的規(guī)范問題,這是學(xué)生容易忽視的,但這又是本節(jié)課很重要的一部分.
3.關(guān)于難度把握問題,依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》及教材分析,二元一次不等式表示平面區(qū)域以及線性規(guī)劃的有關(guān)概念比較抽象,按高二學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)和認(rèn)知水平難以透徹理解,再加上學(xué)生對(duì)代數(shù)問題等價(jià)轉(zhuǎn)化為幾何問題,以及數(shù)學(xué)建模方法解決實(shí)際問題有一個(gè)學(xué)習(xí)消化的過程,故本節(jié)知識(shí)內(nèi)容定為了解層次.但這個(gè)了解不同于其他的了解,應(yīng)注意讓學(xué)生切實(shí)學(xué)會(huì)從實(shí)際問題抽象出約束條件及目標(biāo)函數(shù),并注意規(guī)范書寫解答步驟.
第2課時(shí)
導(dǎo)入新課
思路1.上一節(jié)課我們探究了用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的一種類型,這節(jié)課我們進(jìn)一步探究有關(guān)線性規(guī)劃的一些問題,看看用線性規(guī)劃還能解決哪些實(shí)際問題.教師出示多媒體,提出問題,由此引入新課.
思路2.關(guān)于線性規(guī)劃的整點(diǎn)問題是個(gè)難點(diǎn),我們是用平移直線的辦法來解決的,需要畫圖精確,令學(xué)生很頭痛.下面我們探究調(diào)整最優(yōu)值法來確定最優(yōu)整數(shù)解的方法.教師用多媒體出示以下問題:
某人有樓房一座,室內(nèi)面積共有180平方米,擬分隔成兩類房間作為旅游客房,大房間每間面積為18平方米,可住游客5名,每名游客每天住宿費(fèi)40元,小房間每間面積15平方米,可住游客3名,每名游客每天住宿費(fèi)50元;裝修大房間每間需1000元,裝修小房間每間需600元.如果他只能籌款8000元用于裝修,且游客能住滿客房,他應(yīng)隔出大房間和小房間各多少間,能獲得最大收益?
學(xué)生很容易設(shè)隔出大房間x間,小房間y間時(shí)收益為z元,則x,y滿足
8x+15y≤180,1000x+600y≤8000,x≥0,x∈N,y≥0,y∈N.作出可行域,作直線l:200x+150y=0,即l:4x+3y=0,把直線l向右上方平移,直線經(jīng)過可行域上的點(diǎn)B時(shí),與原點(diǎn)距離最大,此時(shí)z=200x+150y取得最大值,解方程組6x+5y=60,5x+3y=40,得點(diǎn)B的坐標(biāo)為,由于B的坐標(biāo)不是整數(shù),而最優(yōu)解中,x、y必須都是整數(shù),所以可行域內(nèi)的點(diǎn)B不是最優(yōu)解.
以下教師與學(xué)生共同探究調(diào)整最優(yōu)值法來確定最優(yōu)整點(diǎn)的方法:
將B點(diǎn)坐標(biāo)代入4x+3y=z,得z=3717,所以令4x+3y=37.所以y=37-4x3,x=37-3y4,代入約束條件得y=9,x無解;
再令4x+3y=36,所以y=36-4x3,x=36-3y4,代入約束條件得7≤y≤12,0≤x≤4.又因?yàn)?x+3y=36,所以得最優(yōu)解為和,此時(shí)z的最大值是36,最大利潤(rùn)是1800元.
用圖解法解決時(shí),容易丟一組解,而選擇調(diào)整最優(yōu)值法,即可避免丟解問題,只是需要一定的不等式及不定方程的知識(shí).鼓勵(lì)學(xué)生課外進(jìn)一步探究其他方法.
推進(jìn)新課
新知探究
提出問題
??1?回憶上節(jié)課我們利用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的方法、步驟、格式,解題時(shí)應(yīng)注意哪些問題?
?2?前面我們解決了可行域中整點(diǎn)問題,明確了求可行域中最優(yōu)解問題,請(qǐng)思考最優(yōu)解的個(gè)數(shù)有可能為無數(shù)個(gè)嗎?
活動(dòng):教師與學(xué)生一起回憶上節(jié)課利用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題時(shí)應(yīng)注意:①在尋求約束條件時(shí),要注意挖掘隱含條件;②在確定最優(yōu)解時(shí),首先要賦予因變量的幾何意義,然后利用圖形的直觀來確定最優(yōu)解;③在確定最優(yōu)解時(shí),用直線的斜率來定位.
關(guān)于可行域中的整點(diǎn)求法,是以與線性目標(biāo)函數(shù)的直線的距離為依據(jù),在直線的附近尋求與此直線距離最近的整點(diǎn).如果可行域中的整點(diǎn)數(shù)目很少,采用逐個(gè)試驗(yàn)法也是很有效的辦法.下面我們進(jìn)一步探究最優(yōu)解問題以及用線性規(guī)劃解決的另一類實(shí)際問題.
討論結(jié)果:略.
求最優(yōu)解,若沒有特殊要求,一般為邊界交點(diǎn).但取得最值的最優(yōu)解可能有無窮多個(gè).若通過圖形觀察不易分辨時(shí),可把邊界交點(diǎn)代入驗(yàn)證.
應(yīng)用示例
例1某公司計(jì)劃XX年在甲、乙兩個(gè)電視臺(tái)做總時(shí)間不超過300分鐘的廣告,廣告總費(fèi)用不超過9萬元.甲、乙電視臺(tái)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)分別為500元/分鐘和200元/分鐘.假定甲、乙兩個(gè)電視臺(tái)為該公司所做的每分鐘廣告,能給公司帶來的收益分別為0.3萬元和0.2萬元.問該公司如何分配在甲、乙兩個(gè)電視臺(tái)的廣告時(shí)間,才能使公司的收益最大?最大收益是多少萬元?
活動(dòng):這是高考中繼江蘇卷線性規(guī)劃大題后第二個(gè)線性規(guī)劃大題,教師引導(dǎo)學(xué)生按前面的方法列出表格,則各量之間的關(guān)系即一目了然.本題難度不大,可由學(xué)生自己解決.列表如下:
甲
乙
合計(jì)
時(shí)間
x分鐘
y分鐘
300
收費(fèi)
500元/分鐘
200元/分鐘
9萬元
解:設(shè)公司在甲電視臺(tái)和乙電視臺(tái)做廣告的時(shí)間分別為x分鐘和y分鐘,總收益為z元.
由題意得x+y≤300,500x+200y≤90000,x≥0,y≥0.目標(biāo)函數(shù)為z=3000x+XXy.二元一次不等式組等價(jià)于x+y≤300,5x+2y≤900,x≥0,y≥0.作出二元一次不等式組所表示的平面區(qū)域,即可行域,如圖.
作直線l:3000x+XXy=0,即3x+2y=0.平移直線l,從圖中可知,當(dāng)直線l過m點(diǎn)時(shí),目標(biāo)函數(shù)取得最大值.
聯(lián)立x+y=300,5x+2y=900,解得x=100,y=200.∴點(diǎn)m的坐標(biāo)為.
∴zmax=3000x+XXy=700000.
答:該公司在甲電視臺(tái)做100分鐘廣告,在乙電視臺(tái)做200分鐘廣告,公司的收益最大,最大收益是70萬元.
例2
活動(dòng):本例是整數(shù)線性規(guī)劃問題.整數(shù)線性規(guī)劃問題的可行域是由滿足不等式的整點(diǎn)組成的集合,所求的最優(yōu)解必須是整數(shù)解.我們知道,最優(yōu)解一般都為邊界的交點(diǎn),若這個(gè)交點(diǎn)不是整數(shù),則需要平移直線找到附近的最優(yōu)解.本例可由教師與學(xué)生共同完成.
點(diǎn)評(píng):找整數(shù)最優(yōu)解是個(gè)難點(diǎn),要求畫圖精確,要使學(xué)生明白如何找整數(shù)最優(yōu)解的原理.變式訓(xùn)練
某公司招收男職員x名,女職員y名,x和y必須滿足約束條件5x-11y≥-22,2x+3y≥9,2x≤11,則z=10x+10y的最大值是
A.80
B.85
c.90
D.95
答案:c
解析:畫出約束條件表示的平面區(qū)域,如圖所示.
由x=112,5x-11y=-22,解得A.
而由題意知x和y必須是正整數(shù),直線y=-x+z10平移經(jīng)過的整點(diǎn)為時(shí),z=10x+10y取得最大值90.例3某人承攬一項(xiàng)業(yè)務(wù),需做文字標(biāo)牌2個(gè),繪畫標(biāo)牌3個(gè),現(xiàn)有兩種規(guī)格的原料,甲種規(guī)格每張3m2,可做文字標(biāo)牌1個(gè),繪畫標(biāo)牌2個(gè),乙種規(guī)格每張2m2,可做文字標(biāo)牌2個(gè),繪畫標(biāo)牌1個(gè),求兩種規(guī)格的原料各用多少張,才能使總的用料面積最小?
解:設(shè)用甲種規(guī)格原料x張,乙種規(guī)格原料y張,則可做文字標(biāo)牌x+2y個(gè),繪畫標(biāo)牌2x+y個(gè),由題意可得x+2y≥2,2x+y≥3,x≥0,y≥0.所用原料的總面積為z=3x+2y,作出可行域,如圖陰影所示.作直線l0:3x+2y=0,作一組與直線l0平行的直線l:3x+2y=t,當(dāng)直線l通過2x+y=3與直線x+2y=2的交點(diǎn)A時(shí),t取得最小值為133.因?yàn)?3,13都不是整數(shù),而最優(yōu)解中,x、y必須都是整數(shù),所以可行域內(nèi)點(diǎn)不是最優(yōu)解.經(jīng)過可行域內(nèi)整點(diǎn),點(diǎn)B滿足3x+2y=5,使t最小.
所以最優(yōu)解為B,即用甲種規(guī)格原料1張,乙種規(guī)格原料1張,可使所用原料總面積最小為5m2.知能訓(xùn)練
.設(shè)變量x,y滿足約束條件x-y≥0,x+y≤1,x+2y≥1,則目標(biāo)函數(shù)z=5x+y的最大值為
A.2
B.3
c.4
D.5
2.設(shè)x、y滿足約束條件x-4y≤-3,3x+5y≤25,x≥1,分別求下列各式的最大值、最小值:
z=6x+10y;
z=2x-y;
z=2x-y.
答案:
.D 解析:如圖,由可行域知目標(biāo)函數(shù)z=5x+y過點(diǎn)A時(shí)z取得最大值,zmax=5.2.解:先作出可行域,如下圖所示的△ABc的區(qū)域,且求得A、B、c.
作出直線l0:6x+10y=0,再將直線l0平移,當(dāng)l0的平行線l1過B點(diǎn)時(shí),可使z=6x+10y達(dá)到最小值;
當(dāng)l0的平行線l2過A點(diǎn)時(shí),可使z=6x+10y達(dá)到最大值.
∴zmin=6×1+10×1=16;zmax=6×5+10×2=50.同上,作出直線l0:2x-y=0,再將直線l0平移,當(dāng)l0的平行線l1過c點(diǎn)時(shí),可使z=2x-y達(dá)到最小值;
當(dāng)l0的平行線l2過A點(diǎn)時(shí),可使z=2x-y達(dá)到最大值.∴zmax=8,zmin=-125.同上,作出直線l0:2x-y=0,再將直線l0平移,當(dāng)l0的平行線l2過A點(diǎn)時(shí),可使z=2x-y達(dá)到最大值,∴zmax=8.當(dāng)l0的平行線l1過c點(diǎn)時(shí),可使z=2x-y達(dá)到最小值,但由于225不是整數(shù),而最優(yōu)解中,x、y必須都是整數(shù),∴可行域內(nèi)的點(diǎn)c不是最優(yōu)解.
當(dāng)l0的平行線經(jīng)過可行域內(nèi)的整點(diǎn)時(shí),可使z=2x-y達(dá)到最小值.
∴zmin=2×1-4=-2.課堂小結(jié)
.我們用線性規(guī)劃解決了哪些實(shí)際問題?
2.教師點(diǎn)撥學(xué)生:你能用精練的幾個(gè)字來說明利用線性規(guī)劃解決實(shí)際問題的方法與步驟嗎?
找:找出實(shí)際問題中的約束條件及目標(biāo)函數(shù);畫:畫出線性約束條件所表示的可行域;移:在線性目標(biāo)函數(shù)所表示的一組平行線中,利用平移的方法找出與可行域有公共點(diǎn)且縱截距最大或最小的直線;求:通過解方程組求出最優(yōu)解;答:作出答案.即可用5個(gè)字來概括:找、畫、移、求、答.
作業(yè)
一、習(xí)題3—5A組6;習(xí)題3—5B組4、5.二、閱讀本章小結(jié)
設(shè)計(jì)感想
.本課時(shí)設(shè)計(jì)注重學(xué)生的操作練習(xí).通過學(xué)生積極參與,動(dòng)手操作,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維、增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),使認(rèn)知在練習(xí)中加深,興趣在練習(xí)中勃發(fā),情感在練習(xí)中陶冶,質(zhì)量在練習(xí)中提高,目標(biāo)在練習(xí)中實(shí)現(xiàn).
2.本課時(shí)注重了學(xué)生的能力訓(xùn)練.通過本節(jié)的學(xué)習(xí),向?qū)W生滲透數(shù)形結(jié)合的思想,深化對(duì)知識(shí)的理解和掌握,體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的快樂,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí).
3.本課時(shí)設(shè)計(jì)強(qiáng)化使用現(xiàn)代化教學(xué)手段.充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì),利用計(jì)算機(jī)作為輔助工具,更清楚地展示區(qū)域問題,有利于發(fā)現(xiàn)區(qū)域問題的異同點(diǎn),將信息技術(shù)和數(shù)學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,有利于突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),有利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).
備課資料
一、備選例題
【例1】某糖果廠生產(chǎn)A、B兩種糖果,A種糖果每箱獲利潤(rùn)40元,B種糖果每箱獲利潤(rùn)50元,其生產(chǎn)過程分為混合、烹調(diào)、包裝三道工序,下表為每箱糖果生產(chǎn)過程中所需平均時(shí)間:
混合 烹調(diào)
包裝
A
B
每種糖果的生產(chǎn)過程中,混合的設(shè)備至多能用12小時(shí),烹調(diào)的設(shè)備至多能用30小時(shí),包裝的設(shè)備至多能用15小時(shí),試求每種糖果各生產(chǎn)多少箱可獲得最大利潤(rùn)?
活動(dòng):找約束條件,建立目標(biāo)函數(shù).
解:設(shè)生產(chǎn)A種糖果x箱,B種糖果y箱,可獲得利潤(rùn)z元,則此問題的約束條件x+2y≤720,5x+4y≤1800,3x+y≤900,x≥0,y≥0下,求目標(biāo)函數(shù)z=40x+50y的最大值,作出可行域如圖,其邊界oA:y=0,AB:3x+y-900=0,Bc:5x+4y-1800=0,cD:x+2y-720=0,Do:x=0.由z=40x+50y,得y=-45x+z50,它表示斜率為-45,截距為z50的平行直線系,z50越大,z越大,從而可知過c點(diǎn)時(shí)截距最大,z取得了最大值.
解方程組x+2y=7205x+4y=1800c.
∴zmax=40×120+50×300=19800,即生產(chǎn)A種糖果120箱,生產(chǎn)B種糖果300箱,可得最大利潤(rùn)19800元.
點(diǎn)評(píng):由于生產(chǎn)A種糖果120箱,生產(chǎn)B種糖果300箱,就使得兩種糖果共計(jì)使用的混合時(shí)間為120+2×300=720,烹調(diào)時(shí)間5×120+4×300=1800,包裝時(shí)間3×120+300=660,這說明該計(jì)劃已完全利用了混合設(shè)備與烹調(diào)設(shè)備的可用時(shí)間,但對(duì)包裝設(shè)備卻有240分鐘的包裝時(shí)間未加利用,這種“過?!眴栴}構(gòu)成了該問題的“松弛”部分,有待于改進(jìn)研究.
【例2】要將甲、乙兩種大小不同的鋼板截成A、B兩種規(guī)格,每張鋼板可同時(shí)截得A、B兩種規(guī)格的小鋼板的塊數(shù)如下表所示:
已知庫房中現(xiàn)有甲、乙兩種鋼板的數(shù)量分別為5張和10張,市場(chǎng)急需A、B兩種規(guī)格的成品數(shù)分別為15塊和27塊.
問各截這兩種鋼板多少張可得到所需的成品數(shù),且使所用的鋼板張數(shù)最少?
若某人對(duì)線性規(guī)劃知識(shí)了解不多,而在可行域的整點(diǎn)中隨意取出一解,求其恰好取到最優(yōu)解的概率.
解:設(shè)需截甲、乙兩種鋼板的張數(shù)分別為x、y,則2x+y≥15,x+3y≥27,0≤x≤5,0≤y≤10,作出可行域如圖.
因?yàn)槟繕?biāo)函數(shù)為z=x+y,所以在一組平行直線x+y=t中,經(jīng)過可行域內(nèi)的整點(diǎn)且與原點(diǎn)距離最近的直線是x+y=12,其經(jīng)過的整點(diǎn)是和,它們都是最優(yōu)解.
因?yàn)榭尚杏騼?nèi)的整點(diǎn)個(gè)數(shù)為8,而最優(yōu)解有兩個(gè),所以所求的概率為p=28=0.25.答:兩種鋼板的張數(shù)分別為3、9或4、8,概率為0.25.二、利潤(rùn)的線性預(yù)測(cè)
問題:某企業(yè)1999年的利潤(rùn)為5萬元,XX年的利潤(rùn)為7萬元,XX年的利潤(rùn)為8萬元.請(qǐng)你根據(jù)以上信息擬定兩個(gè)不同的利潤(rùn)增長(zhǎng)直線方程,從而預(yù)測(cè)XX年企業(yè)的利潤(rùn),請(qǐng)問你幫該企業(yè)預(yù)測(cè)的利潤(rùn)是多少萬元?
解:建立平面直角坐標(biāo)系,1999年的利潤(rùn)為5萬元,對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為A,XX年的利潤(rùn)為7萬元,XX年的利潤(rùn)為8萬元分別對(duì)應(yīng)點(diǎn)B和c,那么
過A、B兩點(diǎn)的直線作為預(yù)測(cè)直線l1,其方程為y=2x+5,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為13萬元.
過A、c兩點(diǎn)的直線作為預(yù)測(cè)直線l2,其方程為y=32x+5,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為11萬元.
過B、c兩點(diǎn)的直線作為預(yù)測(cè)直線l3,其方程為y=x+6,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為10萬元.
過A及線段Bc的中點(diǎn)E的直線作為預(yù)測(cè)直線l4,其方程為y=53x+5,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)約為11.667萬元.
過A及△ABc的重心F的直線作為預(yù)測(cè)直線l5,其方程為y=53x+5,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為11.667萬元.
過c及△ABc的重心F的直線作為預(yù)測(cè)直線l6,其方程為y=43x+163,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為10.667萬元.
過A及以線段Bc的斜率kBc=1作為預(yù)測(cè)直線斜率,則預(yù)測(cè)直線l7的方程為y=x+5,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為9萬元.
過B及以線段Ac的斜率kAc=32作為預(yù)測(cè)直線斜率,則預(yù)測(cè)直線l8的方程為y=32x+112,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為11.5萬元.
過c及以線段AB的斜率kAB=2作為預(yù)測(cè)直線斜率,則預(yù)測(cè)直線l9的方程為y=2x+4,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為12萬元.
過A及以線段AB的斜率kAB與線段Ac的斜率kAc的平均數(shù)作為預(yù)測(cè)直線斜率,則預(yù)測(cè)直線l10的方程為y=74x+5,這樣預(yù)測(cè)XX年的利潤(rùn)為12萬元.
還有其他方案,在此不一一列舉.
點(diǎn)評(píng):讀完以上的各種預(yù)測(cè)方案后,請(qǐng)你先思考兩個(gè)問題:
①第種方案與第種方案的結(jié)果完全一致,這是為什么?
②第種方案中,kBc的現(xiàn)實(shí)意義是什么?
本題可從以下兩個(gè)方面進(jìn)一步拓展,其一是根據(jù)以上的基本解題思路,提出新的方案,如方案過△ABc的重心F,找出以m為斜率的直線中與A、c兩點(diǎn)距離的平方和最小的直線作為預(yù)測(cè)直線;其二是根據(jù)以上結(jié)論及你自己的答案估計(jì)利潤(rùn)的范圍,你預(yù)測(cè)的利潤(rùn)頻率出現(xiàn)最多的是哪一個(gè)值?你認(rèn)為將你預(yù)測(cè)的結(jié)論作怎樣的處理,使之得到的利潤(rùn)預(yù)測(cè)更有效?如果不要求用線性預(yù)測(cè),你能得出什么結(jié)果?
第三篇:均值不等式及線性規(guī)劃問題
均值不等式及線性規(guī)劃問題
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.理解均值不等式,能用均值不等式解決簡(jiǎn)單的最值問題;
2.能運(yùn)用不等式的性質(zhì)和均值不等式證明簡(jiǎn)單的不等式.
學(xué)習(xí)重點(diǎn):
均值不等式的理解.
學(xué)習(xí)難點(diǎn):
均值不等式的應(yīng)用.
內(nèi)容解析:
一、均值不等式
如果是正數(shù),那么(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”).
我們稱的算術(shù)平均數(shù),稱的幾何平均數(shù),因而,此定理又可敘述為:兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均值不小于它們的幾何平均值.
注:[1] 定理適用的范圍:;
[2]“當(dāng)且僅當(dāng)”的含義:等價(jià)條件.
推廣:1.如果,那么(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)).
均值不等式的應(yīng)用:不等式的證明、求最值.
注:[1] 可以使用均值不等式的條件:正,定,等;
[2] 積為定值時(shí),和有最小值;和為定值時(shí),積有最大值.
二、不等式證明
1. 證明不等式的方法
(1)比較法:作差法和作商法兩種.
作商法應(yīng)在兩個(gè)數(shù)的符號(hào)相同時(shí)使用.
(2)綜合法.
從題目的條件出發(fā),尋找證明的中間結(jié)論.
(3)分析法.
從要證的結(jié)論出發(fā),尋找可以推得此結(jié)論的條件.
2. 幾個(gè)常用的重要不等式
①.
②,.
③,.
例1.下列函數(shù)中,最小值是2的是()
A.y?x?1
xB.y?3x?3?x
lgx(1?x?10)D.y?sinx?1
sinxC.y?lgx?(0?x??
2)
例2.設(shè)x,y?R,且x?y?5,則3?3的最小值是()xy
A
.B
.C
.D
.?x?2y?4
?例3.在約束條件?x?y?1下,目標(biāo)函數(shù)z?3x?y()
?x?2?0?
A.有最大值3,最小值?3B.有最大值5,最小值?3
C.有最大值5,最小值?9D.有最大值3,最小值?9
?x?y?4,?例4.已知點(diǎn)P(x,y)的坐標(biāo)滿足條件?y?x,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),那么z?x2?y2的最小
?x?1,?
值等于____________,最大值等于_____________
例5.已知,求證:.
例6.已知,求證:.
例7.已知,且,求的最小值.
例8.求證:.
例9.求證:
例10.求下列函數(shù)的最值. .
(1);
(2);
(3)
練習(xí)
1.如果a?0,b?0,那么,下列不等式中正確的是()
A.1
a?1
2.不等式bx?1B
?C.a2?b2D.|a|?|b|
2?x?0的解集為()
A.{x|?1?x?2}B.{x|?1?x?2}
C.{x|x??1或x?2}D.{x|x??1或x?2}
3.當(dāng)x>1時(shí),不等式x+
A.(-∞,2]
1x?1≥a恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 C.[3,+∞)D.(-∞,3]B.[2,+∞)
4.已知點(diǎn)(3,1)和(?4,6)在直線3x?2y?a?0的兩側(cè),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A.a??7或a?24B.a?7或a?24 C.?7?a?24D.?24?a?7
325.如果a?0且a?1,M?loga(a?1),N?loga(a?1),則()
A.M?NB.M?N C.M?ND.M,N的大小與a值有關(guān)
6.已知不等式x2?2x?k2?1?0對(duì)一切實(shí)數(shù)x恒成立,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是()A
.(B
.(??,???)C
.??)D.(?2,2)
7.正數(shù)a,b滿足ab?a?b?3,則ab的取值范圍是__________.8.已知正整數(shù)a,b滿足4a+b=30,使得
2231a?1b取最小值時(shí),則a=_______,b=_______ 9.解關(guān)于x的不等式x?(m?m)x?m?0.10.建造一個(gè)容積為4800m,深為3m的長(zhǎng)方體無蓋水池,如果池底和池壁的造價(jià)每平方米分別為150元和120元,那么怎樣設(shè)計(jì)水池能使總造最低,最低總造價(jià)為多少元?3
第四篇:水粉畫第三課時(shí)教案
水粉畫導(dǎo)學(xué)案 第二課時(shí)
時(shí)間:10月27日
教學(xué)目標(biāo):合理分配圖片里風(fēng)景大小,以及顏色的搭配 教學(xué)過程:
一、組織教學(xué)
1、點(diǎn)名
2、常規(guī)教育
(1)紀(jì)律:良好的課堂秩序是實(shí)施課堂教育的保障、不僅在課堂,排隊(duì)前往,離開畫室是都應(yīng)該保持安靜。
(2)安全:安全是所有工作的前提,畫畫室也應(yīng)注意用筆安全,及保護(hù)桌椅安全。
(3)衛(wèi)生:保持畫室的清潔可以讓我們有一個(gè)舒適的環(huán)境,而且每次畫完水粉畫,離開時(shí)教室也應(yīng)該是干凈的。
二、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生拿到水粉紙固定在畫板上
2、有秩序的去提水
3、把本節(jié)課需要的水粉顏料放在桌面上,筆,抹布,勺子
三、知識(shí)學(xué)習(xí)
(一)、出示范畫
(二)、講解范畫
過渡語:本節(jié)課的風(fēng)景畫,在內(nèi)容與顏色上都比第一節(jié)課的要多,下面我們就一起來看一下這幅畫。
1、先打底色,我們的這幅畫底色分成好幾種顏色,那我們?cè)诋嫷臅r(shí)候先選顏色淡的顏色勾邊,勾邊是用筆要輕,線條要細(xì)。
2、固定好天空與草地以后,就先選擇橘黃色畫天空,畫的時(shí)候上面顏色深,下面顏色要淺些。
三、認(rèn)識(shí)水粉工具
1、水粉筆——使用的時(shí)候要注意筆的運(yùn)行方向、不可逆向使用。(如掃地時(shí)順著掃一樣,這樣不損傷筆)背景一般用大號(hào)筆畫,勾線用小號(hào)筆,其他可以根據(jù)畫的大小正確使用筆的大小。
2、顏料——水粉顏料的覆蓋性很強(qiáng),可以用水加以稀釋,各種色彩調(diào)配起來也很容易。
3、調(diào)色盤——顏料不能弄到調(diào)色盤的外面與底盤上,尤其不能弄到桌子上,如果弄到桌子上就立即用抹布擦掉。
4、水粉紙——由于紙張有限,每個(gè)同學(xué)每次只有一張紙。因此,請(qǐng)同學(xué)畫畫時(shí)用認(rèn)真畫。
二、輔助工具
1、抹布——可擦去水粉筆上的水分及弄臟的地方
2、勺子—取水粉時(shí)用
3、膠帶——便于將紙固定在畫板上
4、畫板——用于固定紙的,應(yīng)輕拿輕放
三、畫水粉畫的步驟
1、取一張水粉紙,有明顯圓點(diǎn)為正面,用膠帶將其固定在畫板上。
2、小桶盛約一半的清水,取水粉筆將筆弄濕潤(rùn)。
3、取少量顏料,在調(diào)色盤中調(diào)勻。
4、即可在畫紙上進(jìn)行畫畫。
五、練習(xí)
老生幫助新生練習(xí)如何把紙貼在畫板上。
四、整理教室
1、學(xué)生用品收拾
2、學(xué)生打掃一下教室衛(wèi)生。
時(shí)間:10月8日 指導(dǎo)老師:卜馨媛 教學(xué)內(nèi)容:
1.表現(xiàn)高大、挺拔的樹的造型。
2.棕色(青蓮)的樹干、綠(黃)色的樹葉形成鮮明的對(duì)比。3.背景要明暗對(duì)比大的,體現(xiàn)色彩的穿透力。教學(xué)過程:
一、組織教學(xué)
1、點(diǎn)名
2、分發(fā)新水粉紙及畫板,并認(rèn)清正反面。(老生幫助新生)
3、布板
(1)準(zhǔn)備透明膠帶
(2)把水粉紙放在畫板上,用膠帶將紙固定在畫板上。(紙上的膠帶距離要寬一點(diǎn))
二、新授課 通過一年的學(xué)習(xí),我們?cè)S多的同學(xué)對(duì)于水粉有了一定的認(rèn)識(shí),在座的同學(xué)有新生,雖然你們現(xiàn)在才學(xué),不過,我希望你們能堅(jiān)持學(xué)下去,我相信你們的收獲會(huì)很大的?,F(xiàn)在,老師簡(jiǎn)單的說一下水粉知識(shí),同學(xué)們要仔細(xì)聽哦!
1、色彩搭配原理與技巧
原色 色盤上延伸最長(zhǎng)的幾段表示出了三種原色----紅綠藍(lán)。它們之所以稱為原色。是因?yàn)槠渌念伾伎梢酝ㄟ^這三種顏色的組合而成。
色彩搭配原理與技巧 祺馨色彩
第二色(間色)將任何倆種原色混合起來,你就可以得到間 色:橙(紅加黃)紫(紅加藍(lán))綠(藍(lán)加黃)
第三色(混合色)色盤上另外6種顏色稱為混合色。它們是原色和一種臨近的間接色混合而成的:桔黃(黃加橙)青(黃加綠)深綠(綠加藍(lán))絳(紅加橙)。
顏色三要素:色相,以區(qū)別各種顏色,如紅綠藍(lán)等;純度,以示色彩深淺;明度,以示彩色明暗。
1、色相配色
以色相為基礎(chǔ)的配色是以色相環(huán)為基礎(chǔ)進(jìn)行思考的,用色相環(huán)上類似的顏色進(jìn)行配色,可以得到穩(wěn)定而統(tǒng)一的感覺。用距離遠(yuǎn)的顏色進(jìn)行配色,可以達(dá)到一定的對(duì)比效果。
類似色相的配色,能表現(xiàn)共同的配色印象。這種配色在色相上既有共性又有變化,是很容易取得配色平衡的手法。例如:黃色、橙黃色、橙色的組合;群青色、青紫色、紫羅蘭色的組合都是類似色相配色。與同一色相的配色一樣,類似色相的配色容易產(chǎn)生單調(diào)的感覺,所以可使用對(duì)比色調(diào)的配色手法。中差配色的對(duì)比效果既明快又不沖突,是深受人們喜愛的配色。
對(duì)比色相配色,是指在色相環(huán)中,位于色相環(huán)圓心直徑兩端的色彩或較遠(yuǎn)位置的色彩組合。它包含了中差色相配色、對(duì)照色相配色、補(bǔ)色色相配色。對(duì)比色相的色彩性質(zhì)比較青,所以經(jīng)常在色調(diào)上或面積上用以取得色彩的平衡。
2、色調(diào)配色 a.同一色調(diào)配色
同一色調(diào)配色是將相同色調(diào)的不同顏色搭配在一起形成的一種配色關(guān)系。同一色調(diào)的顏色、色彩的純度和明度具有共同性、明度按照色相略有所變化。不同色調(diào)會(huì)產(chǎn)生不同的色彩印象,將純色調(diào)全部放在一起,或產(chǎn)生活潑感;而嬰兒服飾和玩具都以淡色調(diào)為主。在對(duì)比色相和中差色相配色中,一般采用同一色調(diào)的配色手法,更容易進(jìn)行色彩調(diào)和。
b、類似色調(diào)配色
類似色調(diào)配色即將色調(diào)圖中相鄰或接近的兩個(gè)或兩個(gè)以上色調(diào)搭配在一起的配色。類似色調(diào)配色的特征在于色調(diào)與色調(diào)之間有微妙的差異,較同一色調(diào)有變化,不會(huì)產(chǎn)生呆滯感。將深色調(diào)和暗色調(diào)搭配在一起,能產(chǎn)生一種既深又暗的昏暗之感,鮮艷色調(diào)和強(qiáng)烈色調(diào)再加明亮色調(diào),便能產(chǎn)生鮮艷活潑的色彩印象。
c、對(duì)照色配色
對(duì)照色調(diào)配色是相隔較遠(yuǎn)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的色調(diào)搭配在一起的配色。對(duì)比色調(diào)因色彩的特征差異,能造成鮮明的視覺對(duì)比,有一種“相映”或“相拒”的力量使之平衡,因而能產(chǎn)生對(duì)比調(diào)和感。對(duì)比色調(diào)配色在配色選擇時(shí),會(huì)因橫向或縱向而有明度和純度上的差異。例如:淺色調(diào)與深色調(diào)配色,即為深與淺的明暗對(duì)比;而鮮艷色調(diào)與灰濁色調(diào)搭配,會(huì)形成純度上的差異配色。
采用同一色調(diào)的配色手法,更容易進(jìn)行色彩調(diào)和。3.明度配色
明度是配色的重要因素,明度的變化可以表現(xiàn)事物的立體感和遠(yuǎn)近感。有彩色的物體也會(huì)收到光影的影響產(chǎn)生明暗效果。像紫色和黃色就有著明顯的明度差。
將明度分為高明度、中明度和低明度三類。
2、選用背景與樹干對(duì)比大的顏色,因此,本節(jié)課背景為藍(lán)色,從深到淺,上深下淺。先畫背景。背景選擇大號(hào)筆,而水粉多弄一些在調(diào)色盤內(nèi),在畫的過程中加白,使顏色有明暗度。
3、指導(dǎo)學(xué)生畫背景。
4、
第五篇:數(shù)列教案第三課時(shí)
第三教時(shí)
教材:等差數(shù)列
(一)目的:要求學(xué)生掌握等差數(shù)列的意義,通項(xiàng)公式及等差中項(xiàng)的有關(guān)概念、計(jì)算公式,并能用來解決有關(guān)問題。過程:
一、引導(dǎo)觀察數(shù)列:4,5,6,7,8,9,10,??
3,0,?3,?6,??
12,23410,10,10,??
an?12?3(n?1)12,9,6,3,??
特點(diǎn):從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的差是常數(shù) — “等差”
二、得出等差數(shù)列的定義:(見P115)
注意:從.第二項(xiàng)...起.,后一項(xiàng)減去前一項(xiàng)的差等于同一個(gè)常數(shù).....
。1.名稱:AP 首項(xiàng)(a1)公差(d)2.若d?0 則該數(shù)列為常數(shù)列 3.尋求等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:
a2?a1?d
a3?a2?d?(a1?d)?d?a1?2dad?(a
4?a3?1?2d)?d?a1?3d???? 由此歸納為 an?a1?(n?1)d 當(dāng)n?1時(shí) a1?a1(成立)
注意: 1? 等差數(shù)列的通項(xiàng)公式是關(guān)于n的一次函數(shù)
2? 如果通項(xiàng)公式是關(guān)于n的一次函數(shù),則該數(shù)列成AP 證明:若an?An?B?A(n?1)?A?B?(A?B)?(n?1)A
它是以A?B為首項(xiàng),A為公差的AP。
3? 公式中若 d?0 則數(shù)列遞增,d?0 則數(shù)列遞減
4? 圖象: 一條直線上的一群孤立點(diǎn)
三、例題: 注意在an?a1?(n?1)d中n,an,a1,d四數(shù)中已知三個(gè)可以求
出另一個(gè)。
例一(P115例一)
例二(P116例二)注意:該題用方程組求參數(shù) 例三(P116例三)此題可以看成應(yīng)用題
四、關(guān)于等差中項(xiàng): 如果a,A,b成AP 則A?a?b證明:設(shè)公差為d,則A?a?d b?a?2d
∴
a?b2?a?a?2d2?a?d?A
例四 《教學(xué)與測(cè)試》P77 例一:在?1與7之間順次插入三個(gè)數(shù)a,b,c使這五個(gè)數(shù)成AP,求此數(shù)列。
解一:∵?1,a,b,c,7成AP ∴b是-1與7 的等差中項(xiàng)
∴ b??1?72?3 a又是-1與3的等差中項(xiàng) ∴a??1?32?
1c又是1與7的等差中項(xiàng) ∴c?3?72?
5解二:設(shè)a1??1 a5?7 ∴7??1?(5?1)d ?d?2
∴所求的數(shù)列為-1,1,3,5,7
五、小結(jié):等差數(shù)列的定義、通項(xiàng)公式、等差中項(xiàng)
六、作業(yè): P118習(xí)題3.2 1-9