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不等式與線性規畫・中五數學

線性規畫(非基礎)

不等式與線性規畫的標準方法:一步一步的做法和例題。

步驟

  1. 設定未知數:「設 x 為……的數目」。
  2. 把約束條件寫成不等式,包括 x ≥ 0、y ≥ 0,有需要時加上「整數」。
  3. 畫出每條邊界線,找出可行解區域,即所有約束條件都成立的區域。按題目的陰影規定繪畫。
  4. 求出區域的頂點(解每對邊界線的聯立方程)。
  5. 在每個頂點計算目標函數的值。最大值或最小值出現在頂點。
  6. 如果答案必須是整數而頂點不是整數點,就檢驗區域內附近的整數點。

為甚麼是頂點:目標函數是一條在區域上平移的直線,它最後離開區域時,接觸的是區域的一角。

例題

例 1:線性規畫(非基礎):在 x + y ≤ 12、x + 2y ≤ 16、x ≥ 0、y ≥ 0 的條件下,求 P = 30x + 40y 的最大值。
頂點:(0, 0)、(12, 0)、(8, 4)、(0, 8)
      [(8, 4) 由 x + y = 12 和 x + 2y = 16 求得]
P:     0,    360,    400,    320
當 x = 8、y = 4 時,P 的最大值是 400
例 2:線性規畫(非基礎)應用題:一間工場製造椅子和桌子。每張椅子需要切割 1 小時、打磨 2 小時;每張桌子需要切割 3 小時、打磨 2 小時。每天最多有 15 小時切割和 14 小時打磨。每張椅子的利潤是 $50,每張桌子是 $90。各製造多少件,利潤最大?
設 x 為椅子的數目,y 為桌子的數目。
約束條件:x + 3y ≤ 15                    切割
          2x + 2y ≤ 14,即 x + y ≤ 7     打磨
          x ≥ 0,y ≥ 0,x 和 y 是整數
目標函數:P = 50x + 90y
頂點:(0, 0)、(7, 0)、(3, 4)、(0, 5)
      [(3, 4) 由 x + 3y = 15 和 x + y = 7 求得]
P:     0,    350,   510,   450
最大利潤 $510:3 張椅子和 4 張桌子

想看完整課題?閱讀不等式與線性規畫的重點、常見錯誤和 DSE 考法。

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