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线性规划问题中的可行域就是二元一次不等式(组)表示的平面区域,它的判定是解决线性规划问题的基础.下面说说它的判定方法.
1.取点定域法
教材中介绍了二元一次不等式表示平面区域的一种画法,其要点是“以线定界,取点定域”,
前半句指需要注意实线与虚线的确定,后半句则说明只需取不在直线上的特殊点检验即可,常常取(0,0),(1,0),(0,1)等点,不妨将其称之为“取点定域法”.“取点定域法”的基本方法是:①画直线②取特殊点③代值定域④求公共部分.
①画直线——作出各不等式对应方程表示的直线(原不等式带等号的作实线,否则作虚线);
②取特殊点——平面直角坐标系内的直线要么过原点,要么不过原点:当直线过原点时我们选
取特殊点(x,0)或(0,y)(坐标轴上的点),当直线不过原点时我们选取原点(0,0)作特殊点;
③代值定域——将选取的特殊点代入所给不等式:如果不等式成立,则不等式所表示的平面区域就是该特殊点所在的区域;如果不等式不成立,则不等式所表示的平面区域就是该特殊点所在区域的另一边.
④求公共部分——不等式组所确定的平面区域,是各个二元一次不等式所表示平面区域的公共部分.
②取特殊点:直线x-y=0过原点,可取特殊点(0,1);直线x+2y=4不过原点,可取特殊点(0,0).
③将(0,1)代入,即0-1=-10不成立,直线另一侧区域就是不等式x-y>0所表示的平面区域;将(0,0)代入,即0+2×0=0
④求公共部分:如图2所示公共部分就是不等式组所表示的平面区域.
2.符号定域法
在具体解题中,我们还可用另一种更简洁的方法,姑且称之为“符号定域法”.请看下表:
大家不难看出:x(y)的系数A(B)的符号与Ax+By+C的符号相同时,不等式所表区域在直线的右(上)方,符号不同时,不等式所表区域在直线的左(下)方,那么,在平面直角坐标系中,结合x轴、 y轴的正负方向,就可把符号定域法的要点解读为“同号正方,异号负方”.
总之,直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)含有两个未知数,于是我们可以将未知数的系数分为两类:x项系数与y项系数来研究.
(1)y项系数化正法:顾名思义就是利用不等式性质,不等号两边同时×(-1)(移项)将y项系数化为正值,然后根据变形后关于y的不等式中的不等号来确定区域位置(规定:y轴正方向所指的区域为直线的上方;反之为下方),有结论:y项系数正值化,f(y)>(≥)上,f(y)
③关于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组所表示的平面区域.
(2)x项系数化正法:同(1)一样,不等号两边同时×(-1)(或移项)将x项系数化为正值,然后根据变形后关于x的不等式中的不等号来确定区域位置(规定:x轴正方向所指的区域为直线的右方;反之为左方),有结论:x项系数正值化,f(x)>(≥)右,f(x)
上述方法中,方法一是寻找二元一次不等式所表示的平面区域的常规方法,思维回路较长,适合对理论的学习;但要快速准确地解决简单的线性规划问题就必须掌握方法二.