【备战2022】高考数学选择题专题强化训练:规划
展开一、选择题(共30小题;共150分)
1. 若 x,y 满足 x≤3,x+y≥2,y≤x, 则 x+2y 的最大值为
A. 1B. 3C. 5D. 9
2. 若变量 x,y 满足约束条件 x+y≤8,2y−x≤4,x≥0,y≥0, 且 z=5y−x 的最大值为 a,最小值为 b,则 a−b 的值是
A. 48B. 30C. 24D. 16
3. 设集合 D=x,yx+y≥1,x−y≤1,则下列命题中正确的是
A. 对任意 x,y∈D,x−2y≤0
B. 对任意 x,y∈D,x+2y≥−2
C. 对任意 x,y∈D,x≥2
D. 对存在 x,y∈D,y≤−1
4. 设实数 x,y 满足 y≤2,x+y≥1,y≥x, 则 x+2y 的最小值为
A. 1.5B. 2C. 5D. 6
5. 如果点 P 在平面区域 x≥1,y≤2,x≤y 上,点 M 的坐标为 3,0,那么 PM 的最小值是
A. 5B. 2C. 322D. 22
6. 若变量 x,y 满足约束条件 x+2y≥0,x−y≤0,x−2y+2≥0, 则 z=2x−y 的最小值等于
A. −52B. −2C. −32D. 2
7. 设变量 x,y 满足约束条件 y≤x,x+y≥2,y≥3x−6, 则目标函数 z=2x+y 的最小值为
A. 2B. 9C. 4D. 3
8. 设 z=x+y,其中实数 x,y 满足 x+2y≥0,x−y≤0,0≤y≤k, 若 z 的最大值为 6,则 z 的最小值为
A. −3B. −2C. −1D. 0
9. 设变量 x,y 满足约束条件 3x+y−6≥0,x−y−2≤0,y−3≤0, 则目标函数 z=y−2x 的最小值为
A. −7B. −4C. 1D. 2
10. 已知 O 是坐标原点,点 A−1,1.若点 Mx,y 为平面区域 x+y≥2,x≤1,y≤2, 上的一个动点,则 OA⋅OM 的取值范围是
A. −1,0B. 0,1C. 0,2D. −1,2
11. 已知 A2,5,B4,1 .若点 Px,y 在线段 AB 上,则 2x−y 的最大值为
A. −1B. 3C. 7D. 8
12. 若变量 x,y 满足约束条件 x−y+1≤0,y≤1,x>−1, 则 x−22+y2 的最小值为
A. 322B. 5C. 92D. 5
13. 若变量 x,y 满足 x+y≤2,2x−3y≤9,x≥0, 则 x2+y2 的最大值是
A. 4B. 9C. 10D. 12
14. 在某校冬季长跑活动中,学校要给获得一、二等奖的学生购买奖品,要求花费总额不得超过 200 元.已知一等奖和二等奖奖品的单价分别为 20 元、 10 元,一等奖人数与二等奖人数的比值不得高于 13,且获得一等奖的人数不能少于 2 人,那么下列说法中错误的是
A. 最多可以购买 4 份一等奖奖品B. 最多可以购买 16 份二等奖奖品
C. 购买奖品至少要花费 100 元D. 共有 20 种不同的购买奖品方案
15. 若 x,y 满足 x−y+2≥0,x+y−4≤0,y≥0, 则 z=12x+y 的最大值为
A. 52B. 3C. 72D. 4
16. 已知不等式组 x+y≥4,x−y≥−2,x≤2, 表示的平面区域为 D,点 O0,0,A1,0.若点 M 是 D 上的动点,则 OA⋅OM∣OM∣ 的最小值是
A. 22B. 55C. 1010D. 31010
17. 已知实数 x,y 满足 x+y≥2,x+2y≥3,x≥0,y≥0 ,则 x+3y 的最小值是
A. 2B. 3C. 4D. 5
18. 设变量 x,y 满足约束条件 x−y+2≥0,2x+3y−6≥0,3x+2y−9≤0, 则目标函数 z=2x+5y 的最小值为
A. −4B. 6C. 10D. 17
19. 某旅行社租用 A,B 两种型号的客车安排 900 名客人旅行,A,B两种车辆的载客量分别为 36 人和 60 人,租金分别为 1600元/ 辆和 2400元/ 辆,旅行社要求租车总数不超过 21 辆,且B型车不多于A型车 7 辆,则租金最少为
A. 31200 元B. 36000 元C. 36800 元D. 38400 元
20. 设变量 x,y 满足约束条件 x+2≥0,x−y+3≥0,2x+y−3≤0, 则目标函数 z=x+6y 的最大值为
A. 3B. 4C. 18D. 40
21. 已知顶点 Ax0,y0,B1,1,C5,2,如果一个线性规划问题的可行域是 △ABC 的边界及其内部,线性目标函数 z=ax+by 在点 B 处取得最小值 3,在点 C 处取得最大值 12,则下列关系成立的是
A. 3≤x0+2y0≤12B. x0+2y0≤3 或 x0+2y0≥12
C. 3≤2x0+y0≤12D. 2x0+y0≤3 或 2x0+y0≥12
22. 若 x,y 满足约束条件 x+y>1,x−y≥−1,2x−y≤2, 且目标函数 z=ax+2y 仅在点 1,0 处取得最小值,则 a 的取值范围是
A. −1,2B. −4,2C. −4,0D. −4,2
23. 已知正三角形 ABC 的顶点 A1,1,B1,3,顶点 C 在第一象限,若点 x,y 在 △ABC 内部,则 z=−x+y 的取值范围是
A. 1−3,2B. 0,2C. 3−1,2D. 0,1+3
24. 某厂生产甲、乙两种产品,计划产量分别为 45 个,50 个,所用原料为 A,B 两种规格的金属板,每张面积分别为 2 m2,3 m2,用 A 种金属板可生产甲产品 3 个,乙产品 5 个,用 B 种金属板可生产甲、乙产品各 6 个,则 A,B 两种金属板各取多少张时,能完成计划并能使总用料面积最省?
A. A 用 3 张,B 用 6 张B. A 用 4 张,B 用 5 张
C. A 用 2 张,B 用 6 张D. A 用 3 张,B 用 5 张
25. 若不等式组 x+y−2≤0,x+2y−2≥0,x−y+2m≥0 表示的平面区域为三角形,且其面积等于 43,则 m 的值为
A. −3B. 1C. 43D. 3
26. 设 D 为不等式组 x+y≤1,2x−y≥−1,x−2y≤1. 所表示的平面区域,点 Ba,b 为坐标平面 xOy 内一点,若对于区域 D 内的任意一点 Ax,y, 都有 OA⋅OB≤1 成立,则 a+b 的最大值等于
A. 2B. 1C. 0D. 3
27. 已知 x,y 满足 x−y+5≥0,x≤3,x+y+k≥0, 且 z=2x+4y 的最小值为 −6,则常数 k=
A. 2B. 9C. 310D. 0
28. 设 x,y,z 满足约束条件 x+y+z=1,3y+z≥2,0≤x≤1,0≤y≤1, 则 u=2x+6y+4z 的最大值和最小值分别是 .
A. 8,3B. 4,2C. 6,4D. 1,0
29. 设变量 x,y 满足约束条件 x+2y−5≤0,x−y−2≤0,x≥0, 则目标函数 z=2x+3y+1 的最大值为
A. 11B. 10C. 9D. 8.5
30. 已知平面区域 D 由以 A1,3,B5,2,C3,1 为顶点的三角形内部和边界组成.若在区域 D 上有无穷多个点 x,y 可使目标函数 z=x+my 取得最小值,则 m 的值为
A. −2B. −1C. 1D. 4
答案
第一部分
1. D【解析】作出不等式组的可行域,如图所示,
令 z=x+2y,则 y=−x2+z2,
当过 A 点时 z 取最大值,由 A3,3,知 zmax=3+6=9.
2. C【解析】作出可行域,如图,
则在 A 点取得最大值 16,在点 B 取得最小值 −8,则 a−b=24.
3. B
4. A【解析】作出不等式组表示的可行域如图所示,
由图象可得,z=x+2y 在点 12,12 处取得最小值 1.5.
5. C
【解析】由约束条件 x≥1,y≤2,x≤y 作出可行域如图,
由图可知,PM 的最小值为 M3,0 到直线 x−y=0 的距离,等于 32=322.
6. A【解析】作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分.
由直线 x+2y=0,x−y=0,x−2y+2=0,得 A−1,12,B2,2,故目标函数 z=2x−y 过点 A−1,12 时,z 取得最小值,此时 zmin=2×−1−12=−52.
7. D
8. A【解析】解法一
作出实数 x,y 满足的平面区域,如图中阴影部分所示,
由图知,当目标函数 z=x+y 经过点 Ck,k 时,取得最大值,且 zmax=k+k=6,得 k=3.
当目标函数 z=x+y 经过点 B−6,3 时,取得最小值,且 zmin=−6+3=−3.
解法二
画出不等式组对应的平面区域如图中阴影部分所示,
易知 k≥0,O0,0,B−2k,k,Ck,k,
分别代入 z=x+y 得 z 的值为 0,−k,2k.
故 z=x+y 的最大值为 2k,最小值为 −k,
则 2k=6,k=3,
所以 z 的最小值为 −3.
解法三
先作出 x+2y≥0,x−y≤0 所表示的平面区域,再作出直线 x+y=6,
则直线 x+y=6 与直线 y=x 的交点为 3,3,
结合题意易知 k=3.
故不等式组 x+2y≥0,x−y≤0,0≤y≤3 表示的平面区域的顶点分别为 0,0,−6,3,3,3,
分别代入 z=x+y 得 z 的值为 0,−3,6,
所以 z 的最小值为 −3.
9. A【解析】通解 将 z=y−2x 化为 y=2x+z,作出可行域和直线 y=2x (如图所示),
当直线 y=2x+z 向右下方平移时,直线 y=2x+z 在 y 轴上的截距 z 减小,数形结合知当直线 y=2x+z 经过点 B5,3 时,z 取得最小值 3−10=−7.
优解 易知平面区域的三个顶点坐标分别为 1,3,2,0,5,3,分别代入 z=y−2x 得 z 的值为 1,−4,−7,故 z 的最小值为 −7.
10. C
【解析】可行域如图,
M 点落在 △FBC 内.
设 Mx,y,令 z=OA⋅OM=−x+y,
易得 zmax=0+2=2,zmin=−1+1=0,
即 z∈0,2.
11. C【解析】点 Px,y 在线段 AB 上且 A2,5,B4,1,如图:
设 z=2x−y,则 y=2x−z,
当直线 y=2x−z 经过点 B4,1 时,z 取得最大值,最大值为 2×4−1=7 .
12. D【解析】作出不等式组对应的平面区域如图,
设 z=x−22+y2,则 z 的几何意义为区域内的点到定点 D2,0 的距离的平方,
由图知 C,D 间的距离最小,此时 z 最小.
由 y=1,x−y+1=0, 得 x=0,y=1, 即 C0,1,
此时 zmin=x−22+y2=4+1=5.
13. C【解析】作出不等式组所表示的平面区域,如图中阴影部分所示(包括边界),
x2+y2 表示平面区域内的点与原点的距离的平方,由图易知平面区域内的点 A3,−1 与原点的距离最大,所以 x2+y2 的最大值是 10.
14. D【解析】设一等奖人数为 x,二等奖人数为 y,由题意有 20x+10y≤200,xy≤13,x≥2,x∈N,y∈N. 即 2x+y≤20,xy≤13,x≥2,x∈N,y∈N,
如图,阴影部分中的整数点即为可行解.
易得 A4,12,B2,6,C2,16,由平面区域知 2≤x≤4,6≤y≤16.
故最多可以购买 4 份一等奖奖品,最多可以购买 16 份二等奖奖品.
设目标函数为 z=20x+10y,经过点 B2,6 时 z 有最小值,
所以 zmin=20×2+6×10=100,故购买奖品至少花费 100 元.综上A,B,C正确.而该平面区域内有整数点 18 个:2,6,2,7,2,8,2,9,2,10,2,11,2,12,2,13,2,14,2,15,2,16,3,9,3,10,3,11,3,12,3,13,3,14,4,12,
故共有 18 种不同的购买奖品方案.D错误.
15. C
【解析】画出不等式组表示的平面区域如图所示.
将目标函数 z=12x+y 变形为 y=−12x+z.
先画出 l0:y=−12x.将 l0 向上平移至经过点 A 时 z 有最大值,
联立 x−y+2=0,x+y−4=0, 得 A1,3.
故 zmax=12×1+3=72.
16. C【解析】作出平面区域 D,如图中阴影部分.
因为 OA⋅OM∣OM∣=cs∠AOM,M 是 D 上的动点,
由图可知 ∠AOB≤∠AOM≤∠AOE,
所以 OA⋅OM∣OM∣ 的最小值为 cs∠AOE,
在 △AOE 中易得 cs∠AOE=1010.
17. B【解析】如下图:设 z=x+3y ,则 y=−13x+13z 是与 y=−13x 平行的直线束.规划区域为图中阴影部分.由图可知,当过点 3,0 时,z 最小.此时 x+3y=3.
18. B【解析】由线性约束条件画出可行域(如图中阴影部分).
当直线 2x+5y−z=0 过点 A3,0 时,zmin=2×3+5×0=6.
19. C【解析】设需A,B 型车分别为 x,y 辆 x,y∈N,
则 x,y 需满足 36x+60y≥900,x+y≤21,y−x≤7,x∈N,y∈N,
设租金为 z,则 z=1600x+2400y,
画出可行域如图,根据线性规划中截距问题,可求得最优解为线 x=5,y=12,此时 z 最小等于 36800.
20. C
【解析】画出可行域,
当目标函数的图象经过点 A0,3 时,z 取得最大值 18.
21. C【解析】由题意知 a+b=3,5a+2b=12, 得 a=2,b=1. 故 3≤2x0+y0≤12.
22. B
23. A【解析】设 Ca,ba>0,b>0,
由 A1,1,B1,3,及 △ABC 为正三角形可得,AB=AC=BC=2,
即 a−12+b−12=a−12+b−32=4,
所以 b=2,a=1+3 即 C1+3,2,
则此时直线 AB 的方程 x=1,AC 的方程为 y−1=33x−1,
直线 BC 的方程为 y−3=−33x−1,
当直线 x−y+z=0 经过点 A1,1 时,z=0,经过点 B1,3 时,z=2,经过点 C1+3,2 时,z=1−3,
所以 zmax=2,zmin=1−3.
24. A【解析】若 A 用 3 张,B 用 6 张,则可加工甲产品 9+36=45 个,加工乙产品 15+36=51 个,总用料面积是 6+18=24;若 A 用 4 张,B 用 5 张,则可加工甲产品 12+30=42,可加工乙产品 20+30=50,此时不能完成计划;若 A 用 2 张,B 用 6 张,可加工甲产品 6+36=42,可加工乙产品 10+36=46,不能完成计划;若 A 用 3 张,B 用 5 张,可加工甲产品 9+30=39,可加工乙产品 15+30=45 不能完成计划,所以能完成计划并能是总用料面积最省时 A 用 3 张,B 用 6 张.
25. B
【解析】作出可行域( 如图中阴影部分 ),
由构成三角形的条件知点 C2,0 应满足不等式 x−y+2m≥0,解得 m≥−1.
因为 A1−m,1+m,B2−4m3,2+2m3,D−2m,0,
所以 S△ABC=S△ACD−S△BCD=122+2m1+m−2+2m3=1+m23=43,
解得 m=1 或 m=−3 ( 舍去 ).
26. A【解析】区域 D 是以点 0,1,1,0 和 −1,−1 为顶点的三角形及其内部,又 OA⋅OB=ax+by≤1 对区域 D 上的每个点 x,y 都成立,则 ax+bymax≤1 .而 ax+by 的最大值必在某一顶点处取得,所以 a≤1,b≤1,−a−b≤1. 则点 a,b 对应的区域是以点 1,1,1,−2 和 −2,1 为顶点的三角形及其内部,当目标函数线 z=a+b 经过点 1,1 时,z 取得最大值 2.
27. D【解析】由题意知,当直线 z=2x+4y 经过直线 x=3 与 x+y+k=0 的交点 3,−3−k 时,z 最小,
所以 −6=2×3+4×−3−k,解得 k=0.
28. C【解析】原约束条件可化为 −1−x+2y≥0,0≤x≤1,0≤y≤1. 目标函数可化为 u=2x+6y+41−x−y=4−2x+2y .作出可行域如图所示( 阴影部分 ),
易得 A0,1,B0,12,C1,1 .作直线 l:−2x+2y=0,由图可知,umax=4−2×0+2×1=6,umin=4−2×1+2×1=4 .
29. B【解析】画出不等式组表示的可行域如图所示(阴影部分),
当直线 z=2x+3y+1 平移至点 A3,1 时,目标函数 z=2x+3y+1 取得最大值 10.
30. C
【解析】如图阴影部分所示,
由目标函数 z=x+my,得 y=−1mx+zm.
当 m>0 时,−1m<0,1m>0,
所以 −1m=3−11−3=−1.
所以 m=1 时有无穷多个点 x,y 可使 z=x+my 取得最小值.
当 m<0 时,−1m>0,1m<0,则 z=x+my 仅在点 A 处取得最小值.
所以 m=1 时符合题意.
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