变式1画出不等式(x?2y?1)(x?y?4)?0表示的平面区域.
变式2由直线x?y?2?0,x?2y?1?0和2x?y?1?0围成的三角形区域(包括边界)用不等式可表示为 . 【设计意图】
由不等式表示的平面区域到不等式组表示的平面区域,循序渐进。而变式难度有所增加,考察学生综合变通能力.
五、课堂小结(由学生归纳总结)
本节课学习了以下内容:
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断方法. 3.二元一次不等式组表示的平面区域.
六、布置作业
1.课本第93页习题3.3A组的第1,2题,B组第1题. 2.预习课本第84页例2,例3,例4. 【设计意图】
设计作业1是为了巩固本节课所学内容。作业2是为了下节课讲从应用题中列不等式作打算.
七、教后反思
1.本教案的亮点是以学生探究为主,老师点拨为辅.学生之间分组讨论,交流心得,分享成果,进行思维碰撞.
2.本节课画图较多,建议借助计算机等媒体工具来进行演示.
八、板书设计
§3.3.1 二元一次不等式(组)与平面区域 1. 二元一次不等式定义 2. 二元一次不等式组的定义
探究二元一次不等式(组)的解集表示的图形 例1 画出不等式课堂小结: 示的平面区域. 2.二元一次不等式表示哪个平面区域的判断方法. 3.二元一次不等式组表示的平面区域. x?4y?4表示的1.二元一次不等式表平面区域. 例2 用平面区域表示.不等式组?y??3x?12的?x?2y?解集. 枣庄三中2012---2013学年度上学期高二年级数学教学案
§3.3.2简单的线性规划(第1课时)
教材分析
本节内容是在学习了不等式、直线方程的基础上,利用不等式和直线方程的有关知识展开的,它是对二元一次不等式的深化和再认识、再理解。通过这一部分的学习,使学生进一步了解数学在解决实际问题中的应用,体验数形结合和转化的思想方法,培养学生学习数学的兴趣、应用数学的意识和解决实际问题的能力.
教学目标
重 点:会用图解法解决简单的线性规划问题; 难 点:准确求得线性规划问题的最优解;
知识点:了解线性规划的意义以及约束条件、目标函数、可行解、可行域、最优解等基本概念;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;
能力点:经历从实际情境中抽象出简单的线性规划问题的过程,提高数学建模能力,并培养学生运用数形
结合思想解题的能力和化归的能力;
教育点:让学生体验数学来源于生活,服务于生活,体验数学在建设节约型社会中的作用,品尝学习数学
的乐趣;
自主探究点:分单元组探究利用图解法求线性目标函数的最优解; 考试点:求得线性规划问题的最优解; 易错点:找最优解;
教 法:启发式、单元组合作讨论式:通过问题激发学生求知欲,使学生主动参与活动,以独立思考和单元组交流的形式,在教师的指导下发现问题、分析问题和解决问题.
教具准备:多媒体课件,投影仪. 课堂模式:学案导学 教学过程 一、创设情景
在现实生产、生活中,经常会遇到资源利用、人力调配、生产安排等问题,怎样达到省时、省力、高效是我们要研究的问题,下面我们就来看有关与生产安排的一个问题:
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?
【设计意图】数学是现实世界的反映,通过学生关注的热点问题引入,激发学生的兴趣,引发学生的思考,培养学生从实际问题抽象出数学模型的能力。
二、探究新知
学生活动 单元组合作探讨,并选代表发言。 (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:
?x?2y?8?4x?16???4y?12 . ????(1) ?x?0???y?0(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。 教师提出新问题:
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? 学生活动:
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y??2z2zx?,这是斜率为?,在y轴上的截距为的直线。当z变化时,3333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,
28zx?),这说明,截距可以由平面内的一个点的坐标唯一确定。可以3332zz看到,直线y??x?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
3332z得最大值。因此,问题可以转化为当直线y??x?与不等式组(1)确定的平面区域有公共点时,在
33z区域内找一个点P,使直线经过点P时截距最大.
32)),就能确定一条直线(y??得出结论:
由上图可以看出,当实现y??距
2zx?经过直线x?4与直线x?2y?8?0的交点M(4,2)时,截33z14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33大利润14万元.
【设计意图】数学教学的核心是学生的再创造,让学生自主探究,体验数学知识的发生、发展的过程,体验转化和数形结合的思想方法,从而使学生更好地理解数学概念和方法,突出了重点,化解了难点。 给出线性规划的有关概念:
①线性约束条件:在上述问题中,不等式组是一组变量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,故又称线性约束条件.
②线性目标函数:
关于x、y的一次式z=2x+y是欲达到最大值或最小值所涉及的变量x、y的解析式,叫线性目标函数. ③线性规划问题:
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. ④可行解、可行域和最优解:
满足线性约束条件的解(x,y)叫可行解. 由所有可行解组成的集合叫做可行域.
使目标函数取得最大或最小值的可行解叫线性规划问题的最优解.
三、理解新知(变换条件,加深理解)
学生活动:探究课本第88页的探究活动
(1)在上述问题中,如果生产一件甲产品获利3万元,每生产一件乙产品获利2万元,有应当如何安排生产才能获得最大利润?在换几组数据试试。
(2)由上述过程,你能得出最优解与可行域之间的关系吗? 反思过程,提炼方法 解线性规划问题的基本步骤:
(1)设列(列线性约束条件和目标函数);
(2)画可行域——画出线性约束条件所确定的平面区域; (3)过原点作目标函数直线的平行直线; (4)平移直线,观察确定可行域内最优解的位置;
(5)求最值——解有关方程组求出最优解,将最优解代入目标函数求最值。 简记为 设列——画——作——移——求五步。 【设计意图】强化学生解题思路,规范解题步骤。 四、应用新知
1、典例分析 例5:营养学家指出,成人良好的日常饮食应该至少提供0.075kg的碳水化合物,0.06kg的蛋白质,0.06kg的脂肪,1kg食物A含有0.105kg碳水化合物,0.07kg蛋白质,0.14kg脂肪,花费28元;而1kg食物B含有0.105kg碳水化合物,0.14kg蛋白质,0.07kg脂肪,花费21元。为了满足营养专家指出的日常饮食要求,同时使花费最低,需要同时食用食物A和食物B多少kg? 解:设每天食用xkg食物A,ykg食物B,总成本为z,那么
?0.105x?0.105y?0.075?0.07x?0.14y?0.06?(1),目标函数为z?28x?21y ??0.14x?0.07y?0.06??x?0,y?0?7x?7y?5?7x?14y?6?二元一次不等式组(1)等价于?(2)
14x?7y?6???x?0,y?0
做出二元一次不等式组(2)所表示的平面区域,即可行域 考虑考虑z?28x?21y,将它变形为y??直线在y轴上的截距,当
4z4x? ,这是斜率为? 、随z变化的一族平行直线. 是3213z取得最小值时,z的值最小.当然直线与可行域相交,即在满足约束条件时目21标函数z?28x?21y取得最小值.
由图可见,当直线z?28x?21y经过可行域上的点M时,截距
z最小,即z最小. 21
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