2 简单的线性规划【教学过程】2
引例:某工厂有 A、B 两种配件生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用 4 个 A 配件耗时 1h,每生产一件乙产品使用 4 个 B 配件耗时 2h,该厂每天最多可从配件厂获得 16 个 A 配件和 12 个 B 配件,按每天 8h 计算,该厂所有可能的日生产安排是什么
(1)用不等式组表示问题中的限制条件:设甲、乙两种产品分别生产 x、y 件,又已知条件可得二元一次不等式组: ………………………
(1)(2)画出不等式组所表示的平面区域:如图,图中的阴影部分的整点(坐标为整数的点)就代表所有可能的日生产安排
(3)提出新问题:进一步,若生产一件甲产品获利 2 万元,生产一件乙产品获利 3 万元,采用哪种生产安排利润最大
(4)尝试解答:设生产甲产品 x 件,乙产品 y 件时,工厂获得的利润为 z,则 z=2x+3y
这样,上述问题就转化为:当 x,y 满足不等式(1)并且为非负整数时,z 的最大值是多少
把 z=2x+3y 变形为,这是斜率为,在 y 轴上的截距为的直线
当 z变化时,可以得到一族互相平行的直线,如图,由于这些直线的斜率是确定的,因此只要给定一个点,(例如(1,2)),就能确定一条直线(),这说明,截距可以由平面内的一个点的坐标唯一确定
可以看到,直线与不等式组(1)的区域的交点满足不等式组(1),而且当截距最大时,z 取得最大值
因此,问题可以转化为当直线与不等式组(1)确定的平面区域有公共点时,在区域内找一个点 P,使直线经过点 P 时截距最大
(5)获得结果:由上图可以看出,当实现经过直线 x=4 与直线 x+2y-8=0 的交点 M(4,2)时,截距的值最大,最大值为,这时 2x+3y=14
所以,每天生产甲产品 4 件,乙产品 2 件时,工厂可获得最大利润 14 万元
2、线性规划的有关概念