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附加数学 · 线性规划

在情境中解释最大值或最小值

你算出了最优顶点,最后却只写了一个坐标。

线性规划答案的最后一句,必须说明最优的那个顶点在情境里是什么意思。像 (9, 3) 这样的坐标,回答不了「各应制作多少」这种问题。

本课是线性规划单元的最后一个技能。做这一课之前,你需要有在顶点测试目标函数里得到的区域和数值。

一个完整的答案应包含什么?

要有三样东西:方案(各多少)、带单位的值,以及「最大」或「最小」这几个字。如果题目还有追问,例如目标金额,就另起一句回答。

例题:慈善义卖

某慈善团体卖 x 包普通椰浆饭和 y 包特别椰浆饭。它最多准备 12 包,所以 x + y ≤ 12。普通装至少卖 2 包,特别装至少卖 3 包:x ≥ 2,y ≥ 3。每包普通装赚 6,每包特别装赚 4,所以利润 P = 6x + 4y(单位 RM)。

区域的顶点是 (2, 3)、(9, 3) 和 (2, 10)。逐个测试:

顶点 (x, y) 6x + 4y P (RM)
(2, 3) 12 + 12 24
(9, 3) 54 + 12 66
(2, 10) 12 + 40 52

最大值在 (9, 3)。完整的结论是:

「团体应卖 9 包普通装和 3 包特别装,可得最大利润 RM66。」

哪些限制被用完了?

顶点 (9, 3) 在 y = 3 和 x + y = 12 上。所以「特别装至少 3 包」刚好达到,12 包的总数也全部用上。普通装「至少 2 包」的限制则有余量。

这很有用,因为它解释了答案为什么在这里。每包普通装赚得更多,所以团体把多出来的名额给普通装,特别装只做最低要求的数量。

如果题目追问呢?

题目可能问:「团体能赚到 RM70 吗?」最大利润是 RM66,所以不能。理由是 RM70 比整个可行域上的最大利润还要大。

回答时要写出比较:「不能,因为最大利润是 RM66,小于 RM70。」

会丢分的写法

同一份计算,两种不同的结尾:

结尾 错误写法 正确写法
答案 (9, 3) 9 包普通装和 3 包特别装
数值 66 最大利润 RM66
类型 没有写明 写明「最大」

第二种写法点出了物品名称,写上了单位,还说明这个数是什么。请用题目里的词,不要用 x 和 y。

自测

面包师烤 x 盘玛芬和 y 盘挞,约束是 x + y ≤ 10,x ≤ 6,y ≥ 2。每盘玛芬赚 RM40,每盘挞赚 RM30。顶点是 (0, 2)、(6, 2)、(6, 4) 和 (0, 10)。写出求最大利润的完整结论。

答案

P = 40x + 30y。

各顶点的值:(0, 2) 得 60,(6, 2) 得 300,(6, 4) 得 360,(0, 10) 得 300。

最大值在 (6, 4)。

「面包师应烤 6 盘玛芬和 4 盘挞,可得最大利润 RM360。」

这个顶点在 x = 6 和 x + y = 10 上,所以玛芬的上限和总盘数的上限都用完了。

接下来学什么

请用线性规划练习把整条思路走一遍。再把丢分的地方记在错题记录里。

想让老师陪你练习书面结论,请了解一对一附加数学补习。

常见问题

结论一定要写整句话吗?

要。题目问「各应卖多少」时,只写坐标不算回答。结论要写出方案(各多少)、带单位的值,以及「最大」或「最小」这几个字。

结论里可以用 x 和 y 吗?

不要。请用题目里的名称,例如「普通装」和「特别装」。批改的人要看到你明白 x 和 y 在情境里代表什么,而不是只会代入。

怎样回答「能否达到 RM70」这类问题?

把目标值与最大值比较。最大利润是 RM66,小于 RM70,所以不能。要写出「因为最大利润是 RM66」,而不是只写「不能」。

为什么要说明哪些限制被用完?

这能解释最优方案为什么在那个顶点。例如某个限制刚好用完,而另一个还有剩余,就说明资源分配的取舍,这是很好的得分点。

计算没错,却常在最后一句答案丢分?一对一补习的老师可以陪学生把结论写得完整清楚、带单位。

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