線性規(guī)劃問題中的可行域就是二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域,它的判定是解決線性規(guī)劃問題的基礎(chǔ).下面說說它的判定方法.
1.取點定域法
教材中介紹了二元一次不等式表示平面區(qū)域的一種畫法,其要點是“以線定界,取點定域”,
前半句指需要注意實線與虛線的確定,后半句則說明只需取不在直線上的特殊點檢驗即可,常常?。?,0),(1,0),(0,1)等點,不妨將其稱之為“取點定域法”.“取點定域法”的基本方法是:①畫直線→②取特殊點→③代值定域→④求公共部分.
①畫直線——作出各不等式對應(yīng)方程表示的直線(原不等式帶等號的作實線,否則作虛線);
②取特殊點——平面直角坐標系內(nèi)的直線要么過原點,要么不過原點:當(dāng)直線過原點時我們選
取特殊點(x,0)或(0,y)(坐標軸上的點),當(dāng)直線不過原點時我們選取原點(0,0)作特殊點;
③代值定域——將選取的特殊點代入所給不等式:如果不等式成立,則不等式所表示的平面區(qū)域就是該特殊點所在的區(qū)域;如果不等式不成立,則不等式所表示的平面區(qū)域就是該特殊點所在區(qū)域的另一邊.
④求公共部分——不等式組所確定的平面區(qū)域,是各個二元一次不等式所表示平面區(qū)域的公共部分.
②取特殊點:直線x-y=0過原點,可取特殊點(0,1);直線x+2y=4不過原點,可取特殊點(0,0).
③將(0,1)代入,即0-1=-1<0,不等式x-y>0不成立,直線另一側(cè)區(qū)域就是不等式x-y>0所表示的平面區(qū)域;將(0,0)代入,即0+2×0=0<4,不等式x+2y<4成立,則原點所在區(qū)域就是不等式x+2y<4所表示的平面區(qū)域.(圖1)
④求公共部分:如圖2所示公共部分就是不等式組所表示的平面區(qū)域.
2.符號定域法
在具體解題中,我們還可用另一種更簡潔的方法,姑且稱之為“符號定域法”.請看下表:
大家不難看出:x(y)的系數(shù)A(B)的符號與Ax+By+C的符號相同時,不等式所表區(qū)域在直線的右(上)方,符號不同時,不等式所表區(qū)域在直線的左(下)方,那么,在平面直角坐標系中,結(jié)合x軸、 y軸的正負方向,就可把符號定域法的要點解讀為“同號正方,異號負方”.
總之,直線Ax+By+C=0(A,B不同時為0)含有兩個未知數(shù),于是我們可以將未知數(shù)的系數(shù)分為兩類:x項系數(shù)與y項系數(shù)來研究.
(1)y項系數(shù)化正法:顧名思義就是利用不等式性質(zhì),不等號兩邊同時×(-1)(移項)將y項系數(shù)化為正值,然后根據(jù)變形后關(guān)于y的不等式中的不等號來確定區(qū)域位置(規(guī)定:y軸正方向所指的區(qū)域為直線的上方;反之為下方),有結(jié)論:y項系數(shù)正值化,f(y)>(≥)上,f(y)<(≤)下.
③關(guān)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組所表示的平面區(qū)域. (2)x項系數(shù)化正法:同(1)一樣,不等號兩邊同時×(-1)(或移項)將x項系數(shù)化為正值,然后根據(jù)變形后關(guān)于x的不等式中的不等號來確定區(qū)域位置(規(guī)定:x軸正方向所指的區(qū)域為直線的右方;反之為左方),有結(jié)論:x項系數(shù)正值化,f(x)>(≥)右,f(x)<(≤)左. 上述方法中,方法一是尋找二元一次不等式所表示的平面區(qū)域的常規(guī)方法,思維回路較長,適合對理論的學(xué)習(xí);但要快速準確地解決簡單的線性規(guī)劃問題就必須掌握方法二.