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        例說可行域的判定方法

        2014-04-29 00:00:00金國(guó)成

        線性規(guī)劃問題中的可行域就是二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域,它的判定是解決線性規(guī)劃問題的基礎(chǔ).下面說說它的判定方法.

        1.取點(diǎn)定域法

        教材中介紹了二元一次不等式表示平面區(qū)域的一種畫法,其要點(diǎn)是“以線定界,取點(diǎn)定域”,

        前半句指需要注意實(shí)線與虛線的確定,后半句則說明只需取不在直線上的特殊點(diǎn)檢驗(yàn)即可,常常取(0,0),(1,0),(0,1)等點(diǎn),不妨將其稱之為“取點(diǎn)定域法”.“取點(diǎn)定域法”的基本方法是:①畫直線→②取特殊點(diǎn)→③代值定域→④求公共部分.

        ①畫直線——作出各不等式對(duì)應(yīng)方程表示的直線(原不等式帶等號(hào)的作實(shí)線,否則作虛線);

        ②取特殊點(diǎn)——平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的直線要么過原點(diǎn),要么不過原點(diǎn):當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí)我們選

        取特殊點(diǎn)(x,0)或(0,y)(坐標(biāo)軸上的點(diǎn)),當(dāng)直線不過原點(diǎn)時(shí)我們選取原點(diǎn)(0,0)作特殊點(diǎn);

        ③代值定域——將選取的特殊點(diǎn)代入所給不等式:如果不等式成立,則不等式所表示的平面區(qū)域就是該特殊點(diǎn)所在的區(qū)域;如果不等式不成立,則不等式所表示的平面區(qū)域就是該特殊點(diǎn)所在區(qū)域的另一邊.

        ④求公共部分——不等式組所確定的平面區(qū)域,是各個(gè)二元一次不等式所表示平面區(qū)域的公共部分.

        ②取特殊點(diǎn):直線x-y=0過原點(diǎn),可取特殊點(diǎn)(0,1);直線x+2y=4不過原點(diǎn),可取特殊點(diǎn)(0,0).

        ③將(0,1)代入,即0-1=-1<0,不等式x-y>0不成立,直線另一側(cè)區(qū)域就是不等式x-y>0所表示的平面區(qū)域;將(0,0)代入,即0+2×0=0<4,不等式x+2y<4成立,則原點(diǎn)所在區(qū)域就是不等式x+2y<4所表示的平面區(qū)域.(圖1)

        ④求公共部分:如圖2所示公共部分就是不等式組所表示的平面區(qū)域.

        2.符號(hào)定域法

        在具體解題中,我們還可用另一種更簡(jiǎn)潔的方法,姑且稱之為“符號(hào)定域法”.請(qǐng)看下表:

        大家不難看出:x(y)的系數(shù)A(B)的符號(hào)與Ax+By+C的符號(hào)相同時(shí),不等式所表區(qū)域在直線的右(上)方,符號(hào)不同時(shí),不等式所表區(qū)域在直線的左(下)方,那么,在平面直角坐標(biāo)系中,結(jié)合x軸、 y軸的正負(fù)方向,就可把符號(hào)定域法的要點(diǎn)解讀為“同號(hào)正方,異號(hào)負(fù)方”.

        總之,直線Ax+By+C=0(A,B不同時(shí)為0)含有兩個(gè)未知數(shù),于是我們可以將未知數(shù)的系數(shù)分為兩類:x項(xiàng)系數(shù)與y項(xiàng)系數(shù)來研究.

        (1)y項(xiàng)系數(shù)化正法:顧名思義就是利用不等式性質(zhì),不等號(hào)兩邊同時(shí)×(-1)(移項(xiàng))將y項(xiàng)系數(shù)化為正值,然后根據(jù)變形后關(guān)于y的不等式中的不等號(hào)來確定區(qū)域位置(規(guī)定:y軸正方向所指的區(qū)域?yàn)橹本€的上方;反之為下方),有結(jié)論:y項(xiàng)系數(shù)正值化,f(y)>(≥)上,f(y)<(≤)下.

        ③關(guān)于y的不等式(>)即-2x+y-2>0(或者2x+2

        ④然后求的公共部分就是不等式組所表示的平面區(qū)域.

        (2)x項(xiàng)系數(shù)化正法:同(1)一樣,不等號(hào)兩邊同時(shí)×(-1)(或移項(xiàng))將x項(xiàng)系數(shù)化為正值,然后根據(jù)變形后關(guān)于x的不等式中的不等號(hào)來確定區(qū)域位置(規(guī)定:x軸正方向所指的區(qū)域?yàn)橹本€的右方;反之為左方),有結(jié)論:x項(xiàng)系數(shù)正值化,f(x)>(≥)右,f(x)<(≤)左.

        上述方法中,方法一是尋找二元一次不等式所表示的平面區(qū)域的常規(guī)方法,思維回路較長(zhǎng),適合對(duì)理論的學(xué)習(xí);但要快速準(zhǔn)確地解決簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題就必須掌握方法二.

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