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2016 年黑龙江预赛 · 第 2 题
F2选择题解不等式
设 m>1,在约束条件
y≥x,y≤mx,x+y≤1
下,目标函数 z=x+my 的最大值小于 2,则实数 m 的取值范围为( )。
- (A)
- (B)
- (C)
- (D)
解析
提示
先用两条斜线的夹角约束确认可行域,再比较三角形顶点上的线性目标。
思路
最大值随参数的公式明确后,最后解一个严格二次不等式。
解答
由 x≤y≤mx 及 m>1,可知 (m−1)x≥0,即 x≥0。可行域是顶点为
O=(0,0),B=(1/2,1/2),A=(1/(m+1),m/(m+1))
的闭三角形。线性目标 z=x+my 的最大值在顶点取得;三个顶点的值依次为 0,(m+1)/2,(m2+1)/(m+1),其中
m+1m2+1−2m+1=2(m+1)(m−1)2>0.
故最大值小于2等价于 m2+1<2m+2,即 (m−1)2<2。与 m>1 合并,得 1<m<1+2,选 A。
复核
上端 m=1+2 时最大值恰等于2,应排除;下端1由已知条件排除。B、D包含使最大值大于2的参数;C遗漏了 (2,1+2) 内同样合法的参数,因此不完整。
方法总结
线性目标在多边形上的最值可以比较顶点,含参时要同时确认区域有界性、候选顶点合法性及最大值对应顶点是否切换。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
先确认含参三角形的可行域,再比较顶点上的线性目标值,最后求解参数的严格二次限制。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:按断点分段讨论、区分恒成立与存在,求参数范围并验证
专题卡:解分式不等式:标数轴,逐段判正负、恒成立求参数:找最不利的情况