线性规划（7篇）
线性规划 篇一
线性规划教学设计方案（二）
教学目标
巩固二元一次不等式和二元一次不等式组所表示的平面区域，能用此来求目标函数的最值。
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题，并给出解答是教学难点。
教学步骤
【新课引入】
我们知道，二元一次不等式和二元一次不等式组都表示平面区域，在这里开始，教学又翻开了新的一页，在今后的学习中，我们可以逐步看到它的运用。
【线性规划】
先讨论下面的问题
设 ，式中变量x、y满足下列条件
①
求z的最大值和最小值。
我们先画出不等式组①表示的平面区域，如图中 内部且包括边界。点（0，0）不在这个三角形区域内，当 时， ，点（0，0）在直线 上。
作一组和 平等的直线
可知，当l在 的右上方时，直线l上的点 满足 .
即 ，而且l往右平移时，t随之增大，在经过不等式组①表示的三角形区域内的点且平行于l的直线中，以经过点A（5，2）的直线l，所对应的t最大，以经过点 的直线 ，所对应的t最小，所以
在上述问题中，不等式组①是一组对变量x、y的约束条件，这组约束条件都是关于x、y的一次不等式，所以又称线性约束条件。
是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式，叫做目标函数，由于 又是x、y的解析式，所以又叫线性目标函数，上述问题就是求线性目标函数 在线性约束条件①下的最大值和最小值问题。
线性约束条件除了用一次不等式表示外，有时也有一次方程表示。
一般地，求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题，统称为线性规划问题，满足线性约束条件的解 叫做可行解，由所有可行解组成的集合叫做可行域，在上述问题中，可行域就是阴影部分表示的三角形区域，其中可行解（5，2）和（1，1）分别使目标函数取得最大值和最小值，它们都叫做这个问题的最优解。
【应用举例】
例1 解下列线性规划问题：求 的最大值和最小值，使式中的x、y满足约束条件
解：先作出可行域，见图中 表示的区域，且求得 .
作出直线 ，再将直线 平移，当 的平行线 过B点时，可使 达到最小值，当 的平行线 过C点时，可使 达到最大值。
通过这个例子讲清楚线性规划的步骤，即：
第一步：在平面直角坐标系中作出可行域；
第二步：在可行域内找出最优解所对应的点；
第三步：解方程的最优解，从而求出目标函数的最大值或最小值。
例2 解线性规划问题：求 的最大值，使式中的x、y满足约束条件。
解：作出可行域，见图，五边形OABCD表示的平面区域。
作出直线 将它平移至点B，显然，点B的坐标是可行域中的最优解，它使 达到最大值，解方程组 得点B的坐标为（9，2）.
∴
这个例题可在教师的指导下，由学生解出。在此例中，若目标函数设为 ，约束条件不变，则z的最大值在点C（3，6）处取得。事实上，可行域内最优解对应的点在何处，与目标函数 所确定的直线 的斜率 有关。就这个例子而言，当 的斜率为负数时，即 时，若 （直线 的斜率）时，线段BC上所有点都是使z取得最大值（如本例）；当 时，点C处使z取得最大值（比如： 时），若 ，可请同学思考。
随堂练习
1.求 的最小值，使式中的 满足约束条件
2.求 的最大值，使式中 满足约束条件
答案：1. 时， .
2. 时， .
总结提炼
1.线性规划的概念。
2.线性规划的问题解法。
布置作业
1.求 的最大值，使式中的 满足条件
2.求 的最小值，使 满足下列条件
答案：1.
2.在可行域内整点中，点（5，2）使z最小，
探究活动
利润的线性规划［问题］某企业1997年的利润为5万元，1998年的利润为7万元，1999年的利润为81元，请你根据以上信息拟定两个不同的利润增长直线方程，从而预2001年企业的利润，请问你帮该企业预测的利润是多少万？
［分析］首先应考虑在平面直角坐标系中如何描述题中信息：“1997年的利润为5万元，1998年的利润为7万元，1999年的利润为8万元”，在确定这三点坐标后，如何运用这三点坐标，是仅用其中的两点，还是三点信息的综合运用，运用时要注意有其合理性、思考的方向可以考虑将通过特殊点的直线、平行某个线段的直线、与某些点距离最小的直线作为预测直线等等。
建立平面直角坐标系，设1997年的利润为5万元对应的点为 （0，5），1998年的利润为 7万元及1999年的利润为 8万元分别对应点 （1，7）和 （2，8），那么
①若将过 两点的直线作为预测直线 ，其方程为： ，这样预测2001年的利润为13万元。
②若将过 两点的直线作为预测直线 ，其方程为： ，这样预测2001年的利润为11万元。
③若将过 两点的直线作为预测直线 ，其方程为： ，这样预测2001年的利润为10万元。
④若将过 及线段 的中点 的直线作为预测直线 ，其方程为： ，这样预测2001年的利润为11.667万元。
⑤若将过 及 的重心 （注： 为3年的年平均利润）的直线作为预测直线 ，其方程为： ，这样预测2001年的利润为11.667万元。
⑥若将过 及 的重心 的直线作为预测直线 ，其方程为： ，这样预测2001年的利润为10.667万元。
⑦若将过 且以线段 的斜率 为斜率的直线作为预测直线，则预测直线 的方程为： ，这样预测2001年的利润为9万元。
⑧若将过 且以线段 的斜率 为斜率的直线作为预测直线，则预测直线 的方程为： ，这样预测2001年的利润为11.5万元。
⑨若将过点 且以线段 的斜率 为斜率的直线，作为预测直线，则预测直线 的方程为； ，这样预测2001年的利润为12万元。
⑩若将过 且以线段 的斜率 与线段 的斜率 的平均数为斜率的直线作为预测直线，则预测直线 的方程为： ，这样预测2001年的利润为12万元。
如此这样，还有其他方案，在此不—一列举。
［思考］（1）第⑤种方案与第④种方案的结果完全一致，这是为什么？
（2）第⑦种方案中， 的现实意义是什么？
（3）根据以上的基本解题思路，请你思考新的方案。如方案⑥中，过 的重心 ，找出以 为斜率的直线中与 两点的距离的平方和最小的直线作为预测直线。
（4）根据以上结论及你自己的答案估计一下利润的范围，你预测的利润频率出现最多的是哪一个值？你认为将你预测的结论作怎样的处理，使之得到的利润预测更为有效？如果不要求用线性预测，你能得出什么结果？
线性规划 篇二
教学目标
（1）了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规化问题的图解法；
（3）培养学生搜集、分析和整理信息的能力，在活动中学会沟通与合作，培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力；
（4）引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德。
教学建议
一、重点难点分析
学以致用，培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题，因而本节的教学重点是：线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题（既数学建模），所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题，就是本节课的教学难点 。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活，了解实际情况，并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
（l）建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学，以增加课堂容量，增强直观性，进而提高课堂效率。
（2）课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答，一方面是复习线性规划问题的一般解法，为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫；另一方面，也为接下来到外面分组调研积累经验，让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作，共同完成活动任务。
（3）确定研究课题，建议各小组以三个常见问题为主，或者根据本小组实际自拟课题。
（4）活动安排，建议要求各小组分式明确，团结协作，听从指挥，注意安全。学生研究活动的成果，可以用研究报告或论文的形式体现。一切以学生自己的自主探究活动为主，教师不能越俎代庖。
（5）对学生在课余时间开展的研究性课题，建议作做好成果展示、评估和交流。展示不仅可以让全体学生来分享成果，享受成功的喜悦，而且还可以锻炼学生的组织表达能力，增强学生的自信心。通过评估，可以使同学清楚地看到自己的优点与不足。通过交流研讨，分享成果，进行思维碰撞，使认识和情感得到提升。
教学设计方案
教学目标
（1）了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题；
（3）培养学生观察、联想以及作图的能力，渗透集合、化归、数形结合的数学思想，提高学生“建模”和解决实际问题的能力；
（4）结合教学内容，培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识，激励学生勇于创新。
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题，并给出解答是教学难点 。
教学步骤
（一）引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢？又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢？
（二）线性规划问题的教学模型
线性规划研究的是线性目标函数在线性约束条件下取最大值或最小值问题，一般地，线性规划问题的数字模型是
已知 其中 都是常数， 是非负变量，求 的最大值或最小值，这里 是常量。
前面我们计论了两个变量的线性规划问题，这类问题可以用图解法来求最优解，涉及更多变量的线性规划问题不能用图解法求解。比如线性不等式 不能用图形来表示它，那么对四元线性规划问题就不能用图形来求解了，对这样的线性规划问题怎样求解，同学们今后在大学学习中会得到解决。
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用，一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下，如何使用它们来完成最多的任务；二是给定一项任务，如何合理安排和规划，能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务，常见问题有：
1.物调运问题
例如，已知 两煤矿每年的产量，煤需经 两个车站运往外地， 两个车站的运输能力是有限的，且已知 两煤矿运往 两个车站的运输价格，煤矿应怎样编制调运方案，能使总运费最小？
2.产品安排问题
例如，某工厂生产甲、乙两种产品，每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的A、B、C三种材料的数量，此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的，这个工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产，能使每月获得的总利润最大？
3.下料问题
例如，要把一批长钢管截成两种规格的钢管，应怎样下料能使损耗最小？
4.研究一个例子
下面的问题，能否用线性规划求解？如能，请同学们解出来。
某家具厂有方木料 ，五合板 ，准备加工成书桌和书橱出售，已知生产每张书桌需要方木料 、五合板 ，生产每个书橱需要方木料 、五合板 ，出售一张书桌可获利润80元，出售一个书橱可获利润120元，如果只安排生产书桌，可获利润多少？如何只安排生产书橱，可获利润多少？怎样安排生产时可使所得利润最大？
A.教师指导同学们逐步解答：
（1）先将已知数据列成下表
（2）设生产书桌x张，生产书橱y张，获利润为z元。
分析：显然这是一个二元线性问题，可归结于线性规划问题，并可用图解法求解。
（3）目标函数
①在第一个问题中，即只生产书桌，则 ，约束条件为
∴ 最多生产300张书桌，获利润 元
这样安排生产，五合板先用光，方木料只用了 ，还有 没派上用场。
②在第二个问题中，即只生产书橱，则 ，约束条件是
∴ 最多生产600张书橱，获利润 元
这样安排生产，五合板也全用光，方木料用去了 ，仍有 没派上用场，获利润比只生产书桌多了48000元。
③在第三个问题中，即怎样安排生产，可获利润最大？
，约束条件为
对此，我们用图解法求解，
先作出可行域，如图阴影部分。
时得直线 与 平行的直线 过可行域内的点M（0，600）。因为与 平等的过可行域内的点的所有直线中， 距原点最远，所以最优解为 ，即此时
因此，只生产书橱600张可获得最大利润，最大利润是72000元。
B.讨论
为什么会出现只生产书橱，可获最大利润的情形呢？第一，书橱比书桌价格高，因此应该尽可能多生产书橱；第二，生产一张书橱只需要五合板 ，生产一张书桌却需要五合板 ，按家具厂五合板的存有量 ，可生产书橱600张，若同时又生产书桌，则生产一张书桌就要减少两张书橱，显然这不合算；第三，生产书橱的另种材料，即方木料是足够供应的，家具厂方木料存有量为 ，而生产600张书橱只需要方木料 。
这是一个特殊的线性规划问题，再来研究它的解法。
C.改变这个例子的个别条件，再来研究它的解法。
将这个例子中方木料存有量改为 ，其他条件不变，则
作出可行域，如图阴影部分，且过可行域内点M（100，400）而平行于 的直线 离原点的距离最大，所以最优解为（100，400），这时 （元）。
故生产书桌100、书橱400张，可获最大利润56000元。
总结、扩展
1.线性规划问题的数字模型。
2.线性规划在两类问题中的应用
布置作业
到附近的工厂、乡镇企业、商店、学校等作调查研究，了解线性规划在实际中的应用，或提出能用线性规划的知识提高生产效率的实际问题，并作出解答。把实习和研究活动的成果写成实习报告、研究报告或小论文，并互相交流。
探究活动
如何确定水电站的位置
小河同侧有两个村庄A，B，两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用。已知 A，B两村到河边的垂直距离分别为300m和700m，且两村相距500m，问水电站建于何处，送电到两村电线用料最省？
[解]视两村庄为两点A，B，小河为一条直线L，原问题便转化成在直线上找一点P，使P点到A，B两点距离之和为最小的问题。
以L所在直线为 轴， 轴通过A点建立直角坐标系，如图所示。作A关于 轴的对称点 ，连 ， 与 轴交于点P.由平面几何知识得，点P即为所求。据已知条件，A（0，300）， （0，－300）.过B作 轴于点 ，过A作 ，于点H.
由 ， ，得B（300，700）.于是直线 的方程为
即
所以P点的坐标即为 与 轴的交点（90，0），即水电站应建在河边两村间且离A村距河边的最近点90 m的地方
研究性课题与实习作业 ：线性规划的实际应用
线性规划 篇三
教学目标
（1）了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规化问题的图解法；
（3）培养学生搜集、分析和整理信息的能力，在活动中学会沟通与合作，培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力；
（4）引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德。
教学建议
一、重点难点分析
学以致用，培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题，因而本节的教学重点是：线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题（既数学建模），所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题，就是本节课的教学难点 。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活，了解实际情况，并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
（l）建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学，以增加课堂容量，增强直观性，进而提高课堂效率。
（2）课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答，一方面是复习线性规划问题的一般解法，为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫；另一方面，也为接下来到外面分组调研积累经验，让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作，共同完成活动任务。
（3）确定研究课题，建议各小组以三个常见问题为主，或者根据本小组实际自拟课题。
（4）活动安排，建议要求各小组分式明确，团结协作，听从指挥，注意安全。学生研究活动的成果，可以用研究报告或论文的形式体现。一切以学生自己的自主探究活动为主，教师不能越俎代庖。
（5）对学生在课余时间开展的研究性课题，建议作做好成果展示、评估和交流。展示不仅可以让全体学生来分享成果，享受成功的喜悦，而且还可以锻炼学生的组织表达能力，增强学生的自信心。通过评估，可以使同学清楚地看到自己的优点与不足。通过交流研讨，分享成果，进行思维碰撞，使认识和情感得到提升。
教学设计方案
教学目标
（1）了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题；
（3）培养学生观察、联想以及作图的能力，渗透集合、化归、数形结合的数学思想，提高学生“建模”和解决实际问题的能力；
（4）结合教学内容，培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识，激励学生勇于创新。
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题，并给出解答是教学难点 。
教学步骤
（一）引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢？又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢？
数学教案－研究性课题与实习作业 ：线性规划的实际应用
线性规划 篇四
教学目标
（1）了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规化问题的图解法；
（3）培养学生搜集、分析和整理信息的能力，在活动中学会沟通与合作，培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力；
（4）引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德。
教学建议
一、重点难点分析
学以致用，培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题，因而本节的教学重点是：线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题（既数学建模），所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题，就是本节课的教学难点。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活，了解实际情况，并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
（l）建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学，以增加课堂容量，增强直观性，进而提高课堂效率。
（2）课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答，一方面是复习线性规划问题的一般解法，为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫；另一方面，也为接下来到外面分组调研积累经验，让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作，共同完成活动任务。
（3）确定研究课题，建议各小组以三个常见问题为主，或者根据本小组实际自拟课题。
（4）活动安排，建议要求各小组分式明确，团结协作，听从指挥，注意安全。学生研究活动的成果，可以用研究报告或论文的形式体现。一切以学生自己的自主探究活动为主，教师不能越俎代庖。
（5）对学生在课余时间开展的研究性课题，建议作做好成果展示、评估和交流。展示不仅可以让全体学生来分享成果，享受成功的喜悦，而且还可以锻炼学生的组织表达能力，增强学生的自信心。通过评估，可以使同学清楚地看到自己的优点与不足。通过交流研讨，分享成果，进行思维碰撞，使认识和情感得到提升。
教学设计方案
教学目标
（1）了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题；
（3）培养学生观察、联想以及作图的能力，渗透集合、化归、数形结合的数学思想，提高学生“建模”和解决实际问题的能力；
（4）结合教学内容，培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识，激励学生勇于创新。
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题，并给出解答是教学难点。
教学步骤
（一）引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢？又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢？
（二）线性规划问题的教学模型
线性规划研究的是线性目标函数在线性约束条件下取最大值或最小值问题，一般地，线性规划问题的数字模型是
已知 其中 都是常数， 是非负变量，求 的最大值或最小值，这里 是常量。
前面我们计论了两个变量的线性规划问题，这类问题可以用图解法来求最优解，涉及更多变量的线性规划问题不能用图解法求解。比如线性不等式 不能用图形来表示它，那么对四元线性规划问题就不能用图形来求解了，对这样的线性规划问题怎样求解，同学们今后在大学学习中会得到解决。
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用，一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下，如何使用它们来完成最多的任务；二是给定一项任务，如何合理安排和规划，能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务，常见问题有：
1.物调运问题
例如，已知 两煤矿每年的产量，煤需经 两个车站运往外地， 两个车站的运输能力是有限的，且已知 两煤矿运往 两个车站的运输价格，煤矿应怎样编制调运方案，能使总运费最小？
2.产品安排问题
例如，某工厂生产甲、乙两种产品，每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的A、B、C三种材料的数量，此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的，这个工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产，能使每月获得的总利润最大？
3.下料问题
例如，要把一批长钢管截成两种规格的钢管，应怎样下料能使损耗最小？
4.研究一个例子
下面的问题，能否用线性规划求解？如能，请同学们解出来。
某家具厂有方木料 ，五合板 ，准备加工成书桌和书橱出售，已知生产每张书桌需要方木料 、五合板 ，生产每个书橱需要方木料 、五合板 ，出售一张书桌可获利润80元，出售一个书橱可获利润120元，如果只安排生产书桌，可获利润多少？如何只安排生产书橱，可获利润多少？怎样安排生产时可使所得利润最大？
A.教师指导同学们逐步解答：
（1）先将已知数据列成下表
（2）设生产书桌x张，生产书橱y张，获利润为z元。
分析：显然这是一个二元线性问题，可归结于线性规划问题，并可用图解法求解。
（3）目标函数
①在第一个问题中，即只生产书桌，则 ，约束条件为
∴ 最多生产300张书桌，获利润 元
这样安排生产，五合板先用光，方木料只用了 ，还有 没派上用场。
②在第二个问题中，即只生产书橱，则 ，约束条件是
∴ 最多生产600张书橱，获利润 元
这样安排生产，五合板也全用光，方木料用去了 ，仍有 没派上用场，获利润比只生产书桌多了48000元。
③在第三个问题中，即怎样安排生产，可获利润最大？
，约束条件为
对此，我们用图解法求解，
先作出可行域，如图阴影部分。
时得直线 与 平行的直线 过可行域内的点M（0，600）。因为与 平等的过可行域内的点的所有直线中， 距原点最远，所以最优解为 ，即此时
因此，只生产书橱600张可获得最大利润，最大利润是72000元。
B.讨论
为什么会出现只生产书橱，可获最大利润的情形呢？第一，书橱比书桌价格高，因此应该尽可能多生产书橱；第二，生产一张书橱只需要五合板 ，生产一张书桌却需要五合板 ，按家具厂五合板的存有量 ，可生产书橱600张，若同时又生产书桌，则生产一张书桌就要减少两张书橱，显然这不合算；第三，生产书橱的另种材料，即方木料是足够供应的，家具厂方木料存有量为 ，而生产600张书橱只需要方木料 。
这是一个特殊的线性规划问题，再来研究它的解法。
C.改变这个例子的个别条件，再来研究它的解法。
将这个例子中方木料存有量改为 ，其他条件不变，则
M（100，400）而平行于 的直线 离原点的距离最大，所以最优解为（100，400），这时 （元）。
论文，并互相交流。
探究活动
如何确定水电站的位置
小河同侧有两个村庄A，B，两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用。已知 A，B两村到河边的垂直距离分别为300m和700m，且两村相距500m，问水电站建于何处，送电到两村电线用料最省？
[解]视两村庄为两点A，B，小河为一条直线L，原问题便转化成在直线上找一点P，使P点到A，B两点距离之和为最小的问题。
以L所在直线为 轴， 轴通过A点建立直角坐标系，如图所示。作A关于 轴的对称点 ，连 ， 与 轴交于点P.由平面几何知识得，点P即为所求。据已知条件，A（0，300）， （0，－300）.过B作 轴于点 ，过A作 ，于点H.
由 ， ，得B（300，700）.于是直线 的方程为
即
所以P点的坐标即为 与 轴的交点（90，0），即水电站应建在河边两村间且离A村距河边的最近点90 m的地方
研究性课题与实习作业 ：线性规划的实际应用
线性规划 篇五
教学目标
（1）了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规化问题的图解法；
（3）培养学生搜集、分析和整理信息的能力，在活动中学会沟通与合作，培养探索研究的能力和所学知识解决实际问题的能力；
（4）引发学生学习和使用数学知识的兴趣，发展创新精神，培养实事求是、理论与实际相结合的科学态度和科学道德。
教学建议
一、重点难点分析
学以致用，培养学生“用数学”的意识是本节的重要目的。学习线性规划的有关知识其最终目的就是运用它们去解决一些生产、生活中问题，因而本节的教学重点是：线性规划在实际生活中的应用。困难大多是如何把实际问题转化为数学问题（既数学建模），所以把一些生产、生活中的实际问题转化为线性规划问题，就是本节课的教学难点。突破这个难点的关键就在于尽快熟悉生活，了解实际情况，并与所学知识紧密结合起来。
二、教法建议
（l）建议可适当采用电脑多媒体和投影仪等先进手段来辅助教学，以增加课堂容量，增强直观性，进而提高课堂效率。
（2）课堂上可以设计几个实际让学生分组研讨解答，一方面是复习线性规划问题的一般解法，为总结线性规划问题的数学模型和常见类型作铺垫；另一方面，也为接下来到外面分组调研积累经验，让学生在讨论、探究过程中初步学会沟通与合作，共同完成活动任务。
（3）确定研究课题，建议各小组以三个常见问题为主，或者根据本小组实际自拟课题。
（4）活动安排，建议要求各小组分式明确，团结协作，听从指挥，注意安全。学生研究活动的成果，可以用研究报告或论文的形式体现。一切以学生自己的自主探究活动为主，教师不能越俎代庖。
（5）对学生在课余时间开展的研究性课题，建议作做好成果展示、评估和交流。展示不仅可以让全体学生来分享成果，享受成功的喜悦，而且还可以锻炼学生的组织表达能力，增强学生的自信心。通过评估，可以使同学清楚地看到自己的优点与不足。通过交流研讨，分享成果，进行思维碰撞，使认识和情感得到提升。
教学设计方案
教学目标
（1）了解线性规划的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
（2）了解线性规划问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题；
（3）培养学生观察、联想以及作图的能力，渗透集合、化归、数形结合的数学思想，提高学生“建模”和解决实际问题的能力；
（4）结合教学内容，培养学生学习数学的兴趣和“用数学”的意识，激励学生勇于创新。
重点难点
理解二元一次不等式表示平面区域是教学重点。
如何扰实际问题转化为线性规划问题，并给出解答是教学难点。
教学步骤
（一）引入新课
我们已研究过以二元一次不等式组为约束条件的二元线性目标函数的线性规划问题。那么是否有多个两个变量的线性规划问题呢？又什么样的问题不用线性规划知识来解决呢？
（二）线性规划问题的教学模型
线性规划研究的是线性目标函数在线性约束条件下取最大值或最小值问题，一般地，线性规划问题的数字模型是
已知 其中 都是常数， 是非负变量，求 的最大值或最小值，这里 是常量。
前面我们计论了两个变量的线性规划问题，这类问题可以用图解法来求最优解，涉及更多变量的线性规划问题不能用图解法求解。比如线性不等式 不能用图形来表示它，那么对四元线性规划问题就不能用图形来求解了，对这样的线性规划问题怎样求解，同学们今后在大学学习中会得到解决。
线性规划在实际中的应用
线性规划的理论和方法主要在两类问题中得到应用，一是在人力、物力、资金等资源一定的条件下，如何使用它们来完成最多的任务；二是给定一项任务，如何合理安排和规划，能以最少的人力、物力、资金等资源来完成该项任务，常见问题有：
1.物调运问题
例如，已知 两煤矿每年的产量，煤需经 两个车站运往外地， 两个车站的运输能力是有限的，且已知 两煤矿运往 两个车站的运输价格，煤矿应怎样编制调运方案，能使总运费最小？
2.产品安排问题
例如，某工厂生产甲、乙两种产品，每生产一个单位的甲种或乙种产品需要的a、b、c三种材料的数量，此厂每月所能提供的三种材料的限额都是已知的，这个工厂在每个月中应如何安排这两种产品的生产，能使每月获得的总利润最大？
3.下料问题
例如，要把一批长钢管截成两种规格的钢管，应怎样下料能使损耗最小？
4.研究一个例子
下面的问题，能否用线性规划求解？如能，请同学们解出来。
某家具厂有方木料 ，五合板 ，准备加工成书桌和书橱出售，已知生产每张书桌需要方木料 、五合板 ，生产每个书橱需要方木料 、五合板 ，出售一张书桌可获利润80元，出售一个书橱可获利润120元，如果只安排生产书桌，可获利润多少？如何只安排生产书橱，可获利润多少？怎样安排生产时可使所得利润最大？
a.教师指导同学们逐步解答：
（1）先将已知数据列成下表
（2）设生产书桌x张，生产书橱y张，获利润为z元。
分析：显然这是一个二元线性问题，可归结于线性规划问题，并可用图解法求解。
（3）目标函数
①在第一个问题中，即只生产书桌，则 ，约束条件为
∴ 最多生产300张书桌，获利润 元
这样安排生产，五合板先用光，方木料只用了 ，还有 没派上用场。
②在第二个问题中，即只生产书橱，则 ，约束条件是
∴ 最多生产600张书橱，获利润 元
这样安排生产，五合板也全用光，方木料用去了 ，仍有 没派上用场，获利润比只生产书桌多了48000元。
③在第三个问题中，即怎样安排生产，可获利润最大？
，约束条件为
对此，我们用图解法求解，
先作出可行域，如图阴影部分。
时得直线 与 平行的直线 过可行域内的点m（0，600）。因为与 平等的过可行域内的点的所有直线中， 距原点最远，所以最优解为 ，即此时
因此，只生产书橱600张可获得最大利润，最大利润是7XX元。
b.讨论
为什么会出现只生产书橱，可获最大利润的情形呢？第一，书橱比书桌价格高，因此应该尽可能多生产书橱；第二，生产一张书橱只需要五合板 ，生产一张书桌却需要五合板 ，按家具厂五合板的存有量 ，可生产书橱600张，若同时又生产书桌，则生产一张书桌就要减少两张书橱，显然这不合算；第三，生产书橱的另种材料，即方木料是足够供应的，家具厂方木料存有量为 ，而生产600张书橱只需要方木料 。
这是一个特殊的线性规划问题，再来研究它的解法。
c.改变这个例子的个别条件，再来研究它的解法。
将这个例子中方木料存有量改为 ，其他条件不变，则
作出可行域，如图阴影部分，且过可行域内点m（100，400）而平行于 的直线 离原点的距离最大，所以最优解为（100，400），这时 （元）。
故生产书桌100、书橱400张，可获最大利润56000元。
总结、扩展
1.线性规划问题的数字模型。
2.线性规划在两类问题中的应用
布置作业
到附近的工厂、乡镇企业、商店、学校等作调查研究，了解线性规划在实际中的应用，或提出能用线性规划的知识提高生产效率的实际问题，并作出解答。把实习和研究活动的成果写成实习报告、研究报告或小论文，并互相交流。
探究活动
如何确定水电站的位置
小河同侧有两个村庄a，b，两村庄计划于河上共建一水电站发电供两村使用。已知 a，b两村到河边的垂直距离分别为300m和700m，且两村相距500m，问水电站建于何处，送电到两村电线用料最省？
[解]视两村庄为两点a，b，小河为一条直线l，原问题便转化成在直线上找一点p，使p点到a，b两点距离之和为最小的问题。
以l所在直线为 轴， 轴通过a点建立直角坐标系，如图所示。作a关于 轴的对称点 ，连 ， 与 轴交于点p.由平面几何知识得，点p即为所求。据已知条件，a（0，300）， （0，－300）.过b作 轴于点 ，过a作 ，于点h.
由 ， ，得b（300，700）.于是直线 的方程为
即
所以p点的坐标即为 与 轴的交点（90，0），即水电站应建在河边两村间且离a村距河边的最近点90 m的地方
线性规划 篇六
教学目标
(1)使学生了解并会用二元一次不等式表示平面区域以及用二元一次不等式组表示平面区域；
(2)了解线性规化的意义以及线性约束条件、线性目标函数、线性规化问题、可行解、可行域以及最优解等基本概念；
(3)了解线性规化问题的图解法，并能应用它解决一些简单的实际问题；
(4)培养学生观察、联想以及作图的能力，渗透集合、化归、数形结合的数学思想，提高学生“建模”和解决实际问题的能力；
(5)结合教学内容，培养学生学习数学的爱好和“用数学”的意识，激励学生勇于创新。
教学建议
一、知识结构
教科书首先通过一个具体问题，介绍了二元一次不等式表示平面区域。再通过一个具体实例，介绍了线性规化问题及有关的几个基本概念及一种基本解法-图解法，并利用几道例题说明线性规化在实际中的应用。
二、重点、难点分析
本小节的重点是二元一次不等式(组)表示平面的区域。
对学生来说，二元一次不等式(组)表示平面的区域是一个比较生疏、抽象的概念，按高二学生现有的知识和认知水平难以透彻理解，因此学习二元一次不等式(组)表示平面的区域分为两个大的层次：
(1)二元一次不等式表示平面区域。首先通过建立新旧知识的联系，自然地给出概念。明确二元一次不等式在平面直角坐标系中表示直线某一侧所有点组成的平面区域不包含边界直线(画成虚线).其次再扩大到所表示的平面区域是包含边界直线且要把边界直线画成实线。
(2)二元一次不等式组表示平面区域。在理解二元一次不等式表示平面区域含义的基础上，画不等式组所表示的平面区域，找出各个不等式所表示的平面区域的公共部分。这是学生对代数问题等价转化为几何问题以及数学建模方法解决实际问题的基础。
难点是把实际问题转化为线性规划问题，并给出解答。
对许多学生来说，从抽象到的化归并不比从具体到抽象碰到的问题少，学生解数学应用题的最常见困难是不会将实际问题提炼成数学问题，即不会建模。所以把实际问题转化为线性规划问题作为本节的难点，并紧紧围绕如何引导学生根据实际问题中的已知条件，找出约束条件和目标函数，然后利用图解法求出最优解作为突破这个难点的关键。
对学生而言解决应用问题的障碍主要有三类：①不能正确理解题意，弄清各元素之间的关系；②不能分清问题的主次关系，因而抓不住问题的本质，无法建立数学模型；③孤立地考虑单个的问题情景，不能多方联想，形成正迁移。针对这些障碍以及题目本身文字过长等因素，将本课设计为计算机辅助教学，从而将实际问题鲜活直观地展现在学生面前，以利于理解；分析完题后，能够抓住问题的本质特征，从而将实际问题抽象概括为线性规划问题。另外，利用计算机可以较快地帮助学生把握寻找整点最优解的方法。
三、教法建议
(1)对学生来说，二元一次不等式(组)表示平面的区域是一个比较生疏的概念，不象二元一次方程表示直线那样已早有所知，为使学生对这一概念的引进不感到忽然，应建立新旧知识的联系，以便自然地给出概念
(2)建议将本节新课讲授分为五步(思考、尝试、猜想、证实、归纳)来进行，目的是为了分散难点，层层递进，突出重点，只要学生对旧知识把握较好，完全有可能由学生主动去探求新知，得出结论。
(3)要举几个典型例题，非凡是似是而非的例子，对理解二元一次不等式(组)表示的平面区域的含义是十分必要的。
(4)建议通过本节教学着重培养学生把握“数形结合”的数学思想，尽管侧重于用“数”研究“形”,但同时也用“形”去研究“数”,这对培养学生观察、联想、猜测、归纳等数学能力是大有益处的。
(5)对作业、思考题、研究性题的建议：①作业主要练习学生规范的解题步骤和作图能力；②思考题主要供学有余力的学生课后完成；③研究性题综合性较大，主要用于拓宽学生的思维。
(6)若实际问题要求的最优解是整数解，而我们利用图解法得到的解为非整数解(近似解),应作适当的调整，其方法应以与线性目标函数的直线的距离为依据，在直线的四周寻求与此直线距离最近的整点，不要在用图解法所得到的近似解四周寻找。
假如可行域中的整点数目很少，采用逐个试验法也可。
(7)在线性规划的实际问题中，主要把握两种类型：一是给定一定数量的人力、物力资源，问怎样运用这些资源能使完成的任务量最大，收到的效益最大；二是给定一项任务问怎样统筹安排，能使完成的这项任务耗费的人力、物力资源最小。
线性规划教学设计方案(一)
教学目标
使学生了解并会作二元一次不等式和不等式组表示的区域。
重点难点
了解二元一次不等式表示平面区域。
教学过程
引入新课
我们知道一元一次不等式和一元二次不等式的解集都表示直线上的点集，那么在平面坐标系中，二元一次不等式的解集的意义是什么呢？
二元一次不等式表示的平面区域
1.先分析一个具体的例子
我们知道，在平面直角坐标系中，以二元一次方程 的解为坐标的点的集合 是经过点(0,1)和(1,0)的一条直线l(如图)那么，以二元一次不等式(即含有两个未知数，且未知数的最高次数都是1的不等式) 的解为坐标的点的集合 是什么图形呢？
在平面直角坐标系中，所有点被直线l分三类：①在l上；②在l的右上方的平面区域；③在l的左下方的平面区域(如图)取集合a的点(1,1)、(1,2)、(2,2)等，我们发现这些点都在l的右上方的平面区域，而点(0,0)、(-1,-1)等等不属于a,它们满足不等式 ,这些点却在l的左下方的平面区域。
由此我们猜想，对直线l右上方的任意点 成立；对直线l左下方的任意点 成立，下面我们证实这个事实。
在直线 上任取一点 ,过点p作垂直于y轴的直线 ,在此直线上点p右侧的任意一点 ,都有 ∴
于是
所以
因为点 ,是l上的任意点，所以，对于直线 右上方的任意点 ,
都成立
同理，对于直线 左下方的任意点 ,
都成立
所以，在平面直角坐标系中，以二元一次不等式 的解为坐标的点的集点。
是直线 右上方的平面区域(如图)
类似地，在平面直角坐标系中，以二元一次不等式 的解为坐标的点的集合 是直线 左下方的平面区域。
2.二元一次不等式 和 表示平面域。
(1)结论：二元一次不等式 在平面直角坐标系中表示直线 某一侧所有点组成的平面区域。
把直线画成虚线以表示区域不包括边界直线，若画不等式 就表示的面区域时，此区域包括边界直线，则把边界直线画成实线。
(2)判定方法：由于对在直线 同一侧的所有点 ,把它的坐标 代入 ,所得的实数的符号都相同，故只需在这条直线的某一侧取一个非凡点 ,以 的正负情况便可判定 表示这一直线哪一侧的平面区域，非凡地，当 时，常把原点作为此非凡点。
应用举例
例1 画出不等式 表示的平面区域
解；先画直线 (画线虚线)取原点(0,0),代入 ,
∴ ∴ 原点在不等式 表示的平面区域内，不等式 表示的平面区域如图阴影部分。
例2 画出不等式组
表示的平面区域
分析：在不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集，因而是各个不等式所表示的平面区域的公共部分。
解：不等式 表示直线 上及右上方的平面区域， 表示直线 上及右上方的平面区域， 上及左上方的平面区域，所以原不等式表示的平面区域如图中的阴影部分。
课堂练习
作出下列二元一次不等式或不等式组表示的平面区域。
(1) (2) (3)
(4) (5)
总结提炼
1.二元一次不等式表示的平面区域。
2.二元一次不等式表示哪个平面区域的判定方法。
3.二元一次不等式组表示的平面区域。
布置作业
1.不等式 表示的区域在 的( ).
a.右上方 b.右下方 c.左上方 d.左下方
2.不等式 表示的平面区域是( ).
3.不等式组 表示的平面区域是( ).
4.直线 右上方的平面区域可用不等式 表示。
5.不等式组 表示的平面区域内的整点坐标是 .
6.画出 表示的区域。
答案：
1.b 2.d 3.b 4. 5.(-1,-1)
线性规划 篇七
【考试要求】
1.了解二元一次不等式（组）表示的平面区域；了解与线性规划相关的基本概念
2. 了解线性规划问题的图象法，并能用线性规划的方法解决一些简单的实际问题。
【教学重点】
1. 二元一次不等式（组）表示的平面区域；
2.应用线性规划的方法解决一些简单的实际问题。
【教学难点】
线性规划在实际问题的应用
【高考展望】
1. 线性规划是教材的新增内容，高考中对这方面的知识涉及的还比较少，但今后将会成为新高考的热点之一；
2. 在高考中一般不会单独出现，往往都是隐含在其他数学内容的问题之中，就是说常结合其他数学内容考查，往往都是容易题
【知识整合】
1. 二元一次不等式（组）表示平面区域：一般地，二元一次不等式 在平面直角坐标系中表示直线 某一侧所有点组成的__________。我们把直线画成虚线以表示区域_________边界直线。当我们在坐标系中画不等式 所表示的平面区域时，此区域应___________边界直线，则把边界直线画成____________.
2. 由于对在直线 同一侧的所有点，把它的坐标 代入 ，所得到实数的符号都__________，所以只需在此直线的某一侧取一个特殊点 ，从 的_________即可判断 >0表示直线哪一侧的平面区域
3. 二元一次不等式组是一组对变量x,y的__________，这组约束条件都是关于x,y的一次不等式，所以又称为_____________;
4. (a,b是实常数)是欲达到最大值或_________所涉及的变量x,y的解析式，叫做______________。由于 又是x,y的一次解析式，所以又叫做_________;
5. 求线性目标函数在_______下的最大值或____________的问题，统称为_________问题。满足线性约束条件的解 叫做_________，由所有可行解组成的集合叫做_________。分别使目标函数 取得____________和最小值的可行解叫做这个问题的___________.
【典型例题】
例1.（课本题）画出下列不等式（组）表示的平面区域，
1） 2） 3）
4） 5） 6）
例2.
1）画出 表示的区域，并求所有的正整数解
2）画出以a（3，-1）、b（-1，1）、c（1，3）为顶点的 的区域（包括各边），写出该区域所表示的二元一次不等式组，并求以该区域为可行域的目标函数 的最大值和最小值。
例3.1）已知 ，求 的取值范围
2）已知函数 ，满足 求 的取值范围
例4（04苏 19）制定投资计划时，不仅要考虑可能获得的盈利，而且要考虑可能出现的亏损。某投资人打算投资甲、乙两个项目，根据预测，甲、乙项目可能的最大盈利率分别为100%和50%，可能的最大亏损率为30%和10%，投资人计划投资金额不超过10万元，要求确保可能的资金亏损不超过1.8万元，问投资人对甲、乙两个项目各投资打算多少万元，才能使可能的盈利最大？
例5.某人承揽一项业务，需做文字标牌4个，绘画标牌6个，现有两种规格原料，甲种规格每张3m ，可做文字标牌1个，绘画标牌2个；乙种规格每张2 m ，可做文字标牌2个，绘画标牌1个，求两种规格的原料各用多少张，才能使总的用料面积最小？
例6.某人上午时乘摩托艇以匀速v海里/小时 从a港出发到相距50海里的b港驶去，然后乘汽车以匀速w千米/小时 自b港向相距300km的c市驶去，应该在同一天下午4点到9点到达c市。设汽车、摩托艇所需时间分别为 小时，如果已知所要经费p= （元），那么v、w分别是多少时走得最经济？此时需花费多少元？
巩固练习
1.将目标函数 看作直线方程，z为参数时，z的意义是（ ）
a.该直线的纵截距 b。该直线纵截距的3倍
c.该直线的横截距的相反数 d。该直线纵截距的
2。变量 满足条件 则使 的值最小的 是（ ）
a.（ b。（3，6） c。（9，2） d。（6，4）
3。设 式中变量 和 满足条件 则 的最小值为 （ ）
a.1 b。-1 c。3 d。-3
4。（05浙7）设集合a={ 是三角形的三边长}，则a所表示的平面区域（不含边界的阴影部分）是（ ）
5。在坐标平面上，不等式组 所表示的平面区域的面积为（ ）
a。 b。 c。 d。2
6.(06全国ⅰ14)设 ，式中变量 和 满足下列条件 则 的最大值为__________________;
7.（06京13）已知点p（ 的坐标满足条件 点o为坐标原点，那么 的 最小值为_________，最大值等于__________________;
8.(06湘12) 已知 则 的最小值是____________________.
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