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高中数学(线性规划经典例题集锦)

线性规划是高中数学中一个重要的部分,它主要研究如何在一定的约束条件下,通过数学模型求解最优解的问题。线性规划的应用范围非常广泛,从经济管理到工程技术,再到日常生活的决策问题,都可以利用线性规划的方法来解决。本文将通过几个经典的例题,帮助大家更好地理解和掌握线性规划的基本思想和解题方法。

例题一:资源分配问题

某工厂生产A、B两种产品,生产每件A产品需要3个单位的原材料甲和2个单位的原材料乙;生产每件B产品需要2个单位的原材料甲和4个单位的原材料乙。现有原材料甲60个单位,原材料乙80个单位。问如何安排生产才能使总利润最大?假设生产一件A产品可获得利润5元,生产一件B产品可获得利润7元。

解析:

设生产A产品x件,B产品y件,则目标函数为:

Z = 5x + 7y

约束条件为:

3x + 2y ≤ 60 (原材料甲的限制)

2x + 4y ≤ 80 (原材料乙的限制)

x ≥ 0, y ≥ 0

通过画出可行域,并找到最优解点,可以得出当x=10,y=15时,Z取得最大值,即总利润为155元。

例题二:运输问题

某公司有三个仓库,分别位于A、B、C三地,库存量分别为50吨、70吨、80吨。现需将这些货物运往三个销售点D、E、F,需求量分别为60吨、70吨、70吨。已知各仓库到各销售点的单位运费如下表所示:

| | D | E | F |

|---|---|---|---|

| A | 5 | 8 | 6 |

| B | 9 | 7 | 4 |

| C | 6 | 5 | 7 |

问如何安排运输计划才能使总运费最低?

解析:

设从仓库A、B、C分别向销售点D、E、F运送货物的数量分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6吨,则目标函数为:

Z = 5x1 + 8x2 + 6x3 + 9x4 + 7x5 + 4x6

约束条件为:

x1 + x2 + x3 = 50 (仓库A的供应量)

x4 + x5 + x6 = 70 (仓库B的供应量)

x7 + x8 + x9 = 80 (仓库C的供应量)

x1 + x4 + x7 = 60 (销售点D的需求量)

x2 + x5 + x8 = 70 (销售点E的需求量)

x3 + x6 + x9 = 70 (销售点F的需求量)

x1, x2, ..., x9 ≥ 0

通过建立数学模型并求解,可以得到最优的运输方案,从而实现最低的总运费。

以上两个例题展示了线性规划在实际问题中的应用。通过明确目标函数和约束条件,我们可以有效地运用线性规划的方法来解决问题。希望这些经典例题能帮助大家加深对线性规划的理解,并提高解题能力。

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