隐藏的线性规划

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  【摘要】通过典型实例阐述七种类型隐藏的线性规划,拓宽读者各种隐藏的线性规划问题的视野。
  【关键词】隐藏 不等式 最值 范围 线性规划
  【中图分类号】O1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)03-0150-02
  平时我们在解题中,会碰到一些与线性规划看似无关却有关的问题,即隐藏的线性规划问题。我们识破它是否涉及线性规划,就需要明确线性规划可以解决怎样的问题。当问题涉及到受两个变量限制的目标函数的值域,最值,范围,根据题意可列出有关这两个变量的不等式(即约束条件)时,就可以考虑用线性规划知识解答,下面举例说明。
  一、隐藏在数列中的线性规划
  在历届教学中,我发现在数列的常见问题里,几乎见不到线性规划的踪影,如果数列中夹杂有线性规划的知识在里面,同学们往往想不到。例如:等差数列{an}中,S4≥10,S5≤15,求a4的最大值。分析:乍一看此题,我们看不出此题会用线性规划的知识解答,如果明白等差数列的项an与前n项和Sn都与首项a1和公差d有关,结合线性规划可以解决的问题,发现该题可列受两个变量“a1和d”限制的约束条件和目标函数,因此解答如下:设该等差数列{an}的首项为a1,公差为d,则问题是求目标函数a4=a1+3d的最大值,由已知可列出关于a1和d的不等式,即S■=4a■+■d≥10S■=5a■+■d≤15,这就转化成了我们熟悉的线性规划问题。老师用线性规划知识启发学生,学生很快能豁然开朗。
  二、隐藏在函数性质中的线性规划
  涉及应用函数单调性、奇偶性等函数性质解决的抽象不式中若含有两个未知数,要求取值范围的问题也与这两个未知数有关,往往就是考查线性规划的问题。例: 定義在R上的函数y=f(x)是减函数且为奇函数,若s,t满足不等式f(s2-2s)≤-f(2t-t2),当1≤s≤4时,求■的取值范围。分析:本题涉及两个变量s,t,利用抽象函数的奇偶性和单调性可以脱去不等式中的“f”符号列出关于变量s,t的约束条件,而所要求取值范围的东西也是有关这两个变量s,t。已知条件中令z=■,则要求目标函数z=■的取值范围,目标函数受两个变量s,t的限制,关键看看由已知条件如何列出有关这两个变量的不等式:因为y=f(x)在R上是奇函数,所以f(s2-2s)≤-f(2t-t2)可化为f(s2-2s)≤f(t2-2t),又因为y=f(x)在R上是减函数,所以f(s2-2s)≤f(t2-2t)可化为s2-2s≥t2-2t,把它整理变形得(s+t-2)(s-t)≥0,从而得关于s,t的约束条件为s-t≥0s+t-2≥0或s-t≤0s+t-2≤0这又转化成了我们熟悉的线性规划问题。
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