14 tìm cực trị của biểu thức hai ẩn trên một miền đa giác bài toán kinh tế tiết 1

Giới thiệu: Giải một số bài toán kinh tế dẫn đến việc xét những hệ bất phương trình bậc hai và đi tìm miền nghiệm của chung.. Loại bài toán này được nghiên cứu trong một ngành toàn học c

Giới thiệu: Giải một số bài toán kinh tế dẫn đến việc xét những hệ bất phương trình bậc hai và đi tìm miền nghiệm của chung Loại bài toán này được nghiên cứu trong một ngành toàn học có tên gọi là Quy hoạch tuyến tính Nó có nhiều ứng dụng thiết thực trong đời sống và kinh tế

VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Từ thời cổ đại, khi thực hiện các công việc của mình, loài người đã luôn hướng tới cách làm tốt nhất trong các phương án có thể được  Tìm ra phương án tối ưu nhất

Khi Toán học phát triển, người ta đã mô tả hóa Toán học các việc cần làm, nghĩa là biểu thị các mục tiêu cần đạt được, các yêu cầu hay các điều kiện cần thỏa mãn bằng ngôn ngữ Toán học để tìm lời giải tối ưu cho nó

Từ đó hình thành nên các bài toán tối ưu

Quy hoạch tuyến tính là lĩnh vực Toán học nghiên cứu các bài toán tối ưu với hữu hạn ẩn (biến), trong đó mục tiêu và các điều kiện ràng buộc được biểu thị bởi các hàm số, các phương trình hay bất phương trình tuyến tính bậc nhất

Một số nhà Toán học quan tâm đến Quy hoạch tuyến tính là L.V.Kan-to-rô-vich, G.B Đan-dich T.C Kup-man Họ đã đặt nền móng và đề xuất những thuật toán Quy hoạch tuyến tinh, được trao giải Noben về khoa học kinh tế Ngày nay, trong thời đại máy tính điện tử, Quy hoạch tuyến tính vẫn tiếp tục được nghiên cứu

để tìm ra các thuật toán tốt hơn

PHƯƠNG PHÁP TÌM CỰC TRỊ CỦA BIỂU THỨC HAI ẨN TRÊN MỘT MIỀN ĐA GIÁC

BÀI TOÁN: TÌM GIÁ TRỊ LỚN NHẤT, GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT CỦA MỘT BIỂU THỨC

 ; 

F x y ax by với x y;  nghiệm đúng với một hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn cho trước

Bước 1: Xác định miền nghiệm của hệ bất phương trình đã cho Kết quả thường được miền nghiệm S là đa

giác phẳng kín

Bước 2: Tính giá trị F x y ;  tương ứng tại các đỉnh của đa giác

Bước 3: Kết luận

+) Giá trị lớn nhất của F là số lớn nhất

+) Giá trị nhỏ nhất của F là số nhỏ nhất trong số các giá trị tìm được

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƯU

Bước 1: Chuyển các điều kiện trong bài toán kinh tế thành 1 hệ bất phương trình bậc nhất hai ẩn

Bước 2: Vẽ và xác định miền nghiệm S của hệ bất phương trình trên mặt phẳng tọa độ Oxy

Bước 3: Biểu diễn hàm cần tối ưu

 ;

F x y ax by theo các ẩn x y, S

Bước 4: Thay tọa độ các đỉnh của miền nghiệm vào F x y ;  để tìm Fmin hoặc Fmax để kết luận

BÀI GIẢNG: TÌM CỰC TRỊ CỦA BIỂU THỨC HAI ẨN TRÊN MỘT MIỀN ĐA

GIÁC - BÀI TOÁN KINH TẾ (TIẾT 1) CHUYÊN ĐỀ: BẤT ĐẲNG THỨC BẤT PHƯƠNG TRÌNH

MÔN TOÁN LỚP 10

THẦY GIÁO: NGUYỄN CÔNG CHÍNH – GV TUYENSINH247.COM

Bài tập 1: Trong 1 cuộc thi pha chế, mỗi đội chơi được sử dụng tối đa 24 gam hương liệu, 9 lít nước và 210 gam đường để pha chế nước cam và nước táo

+ Để pha chế 1 lít nước cam cần 30 gam đường, 1 lít nước và 1 gam hương liệu

+ Để pha chế 1 lít nước táo cần 10 gam đường, 1 lít nước và 4 gam hương liệu

Mỗi lít nước cam nhận được 60 điểm thưởng, mỗi lít nước táo nhận được 80 điểm thưởng Hỏi cần pha chế bao nhiêu lít nước trái cây mỗi loại để đạt được số điểm cao nhất?

A. 5 lít nước cam và 4 lít nước táo B. 4 lít nước cam và 5 lít nước táo

C. 6 lít nước cam và 3 lít nước táo D. 3 lít nước cam và 6 lít nước táo

Giải

Bước 1: Xác định hệ bất phương trình

Gọi x là số lít nước cam cần pha chế, y là số lít nước táo cần pha chế x y, 0

Số gam hương liệu cần dùng: x4y g 

Số lít nước cần dùng: xy l 

Số gam đường cần dùng: 30x10y g 

Từ dữ kiện đề bài dẫn đến hệ bất phương trình

 

 

 

 

 

 

1 2 3 4 5

d x x

d y y

 











 



Bước 2: Xác định hàm cần tối ưu F x y ; 60x80y

+ Miền nghiệm của (I) là ngũ giác OABCD (không bị gạch, có kể các bờ là cạnh của ngũ giác OABCD)

         0; 0 ; 0; 6 , 4;5 ; 6;3 ; 7; 0

 0 0;   480;   640;   600;   420

F  F A  F B  F C  F D 

Kết luận: Fmax F B 640

Vậy cần pha chế 4 lít nước cam và 5 lít nước táo để đạt được số điểm cao nhất (640 điểm)

Chọn B

Cách trắc nghiệm: 0x y, 9;x y 9

Xây dựng hệ bất phương trình (I) như trên, thay các đáp án lần lượt vào các bất phương trình của hệ (I) Loại các đáp án không thỏa mãn

Các đáp án thỏa mãn thay vào hàm F x y ; 

Bài tập 2: Một xưởng sản xuất 2 loại sản phẩm I và II

+ Mỗi kg sản phầm loại I cần 2 kg nguyên liệu và 30 giờ, đem lại mức lãi 40 nghìn đồng

+ Mỗi kg sản phầm loại II cần 4 kg nguyên liệu và 15 giờ, đem lại mức lãi 30 nghìn đồng

Xưởng có 200 kg nguyên liệu và 1200 giờ làm việc Vậy nên sản xuất mỗi loại bao nhiêu sản phầm để có mức lãi cao nhất?

A. 30kg loại I và 40 kg loại II B. 20 kg loại I và 40kg loại II

C. 30kg loại I và 20 kg loại II D. 25kg loại I và 45 kg loại II

Giải

Gọi x, y lần lượt là số sản phẩm cần sản xuất x y; 0

Số kg nguyên liệu cần dùng: 2x4y200 1 

Số giờ cần dùng: 30x15y1200 2 

Yêu cầu bài toán trở thành: Tìm x y; 0 thỏa mãn hệ bất phương trình

 

 

 

 

 

2 100 1

x y

x y

I x

y

 





 









 



để thỏa mãn

 ;  40 30

F x y  x y (nghìn đồng) đạt GTLN (lợi nhuận)

* Vẽ và xác định miền nghiệm của (I)

1

2

3

4

d x y

d x y

d x

d y

 

 





Thay O 0; 0 vào    1 , 2 0 100       1 ; 2

0 80

dung

O dung







Miền nghiệm của (I) là tứ giác OABC, có kể các bờ là các cạnh của tứ giác (miền không bị gạch)

  0; 0 ; 0;50 ; 20; 40 ; 40; 0

  0;   1500;   2000;   1600

F O  F A  F B  F C 

max 2000

F

  (nghìn đồng) = 2 triệu đồng

Vậy nên sản xuất 20 kg loại I và 40kg loại II thì có mức lãi cao nhất

Chọn B