已知2≤2x+3y≤6,-3≤5x-6y≤9,则z=11x+3y的取值范围是( )A. (z|(5)/(3)≤z≤(89)/(3))B. (z|(5)/(3)≤z≤27)C. (z|3≤z≤(89)/(3))D. (z|3≤z≤27)
A. {z|$\frac{5}{3}$≤z≤$\frac{89}{3}$}
B. {z|$\frac{5}{3}$≤z≤27}
C. {z|3≤z≤$\frac{89}{3}$}
D. {z|3≤z≤27}
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查线性不等式组的组合与极值求解,需要将给定的两个不等式通过线性组合构造出目标表达式,进而确定其取值范围。
解题核心思路:
- 引入变量替换,将原不等式中的表达式设为新变量,简化问题。
- 构造线性组合,通过解方程组确定目标表达式与新变量之间的系数关系。
- 利用极值原理,根据新变量的取值范围,计算目标表达式的最大值和最小值。
破题关键点:
- 正确设定线性组合系数,使得目标表达式能被原不等式线性表示。
- 验证组合系数的合理性,确保极值计算的准确性。
设 $a = 2x + 3y$,$b = 5x - 6y$,已知 $2 \leq a \leq 6$,$-3 \leq b \leq 9$。
目标是将 $z = 11x + 3y$ 表示为 $a$ 和 $b$ 的线性组合。
步骤1:构造线性组合
假设 $z = k \cdot a + m \cdot b$,展开得:
$z = k(2x + 3y) + m(5x - 6y) = (2k + 5m)x + (3k - 6m)y.$
与 $z = 11x + 3y$ 对比,得方程组:
$\begin{cases} 2k + 5m = 11, \\3k - 6m = 3.\end{cases}$
步骤2:解方程组
从第二个方程得:
$3k - 6m = 3 \implies k - 2m = 1 \implies k = 1 + 2m.$
代入第一个方程:
$2(1 + 2m) + 5m = 11 \implies 2 + 4m + 5m = 11 \implies 9m = 9 \implies m = 1.$
则 $k = 1 + 2 \times 1 = 3$。
因此,$z = 3a + b$。
步骤3:求极值
根据 $a$ 和 $b$ 的范围:
- 最小值:当 $a = 2$,$b = -3$ 时,$z = 3 \times 2 + (-3) = 3$。
- 最大值:当 $a = 6$,$b = 9$ 时,$z = 3 \times 6 + 9 = 27$。
综上,$z$ 的取值范围为 $3 \leq z \leq 27$。