練習編 - 線性規劃|可行域及目標函數

文章摘要

本文涵蓋 線性規劃 的核心技巧—— 這是 DSE 卷一甲部(2)及乙部經常出現的進階課題,佔 4–6 分。 你將學習如何 繪畫線性不等式 以找出 可行域、 如何定義及優化 目標函數、如何運用 頂點法 求最大值或最小值,以及如何處理現實問題中的 整數解。 文章包括逐步例題、DSE 應試技巧、練習題。 這些是 高階技能,能幫助你在考試中奪取佳績。


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 線性規劃|可行域及目標函數

基礎練習

甲部(2)及乙部練習

題目 1 MC
以下哪個點滿足 \( x \ge 0, y \ge 0, 2x+y \le 6, x+3y \le 9 \)
A. \( (1,3) \)     B. \( (2,2) \)     C. \( (3,1) \)     D. \( (4,0) \)

題目 2 MC
\( x \ge 0, y \ge 0, x+y \le 4, 2x+y \le 6 \) 下最大化 \( P = 2x + 3y \),最大值為:
A. \( 8 \)     B. \( 10 \)     C. \( 12 \)     D. \( 14 \)

題目 3 短答
求可行域 \( x \ge 0, y \ge 0, x+2y \le 8, 3x+y \le 9 \) 的頂點。

題目 4 短答
\( x \ge 0, y \ge 0, x+y \ge 4, x+2y \ge 6 \) 下最小化 \( C = 3x + y \)

題目 5 MC
\( x, y \) 為整數,在 \( x \ge 0, y \ge 0, 2x+y \le 10, x+2y \le 8 \)\( P = 5x + 4y \) 的最大值為:
A. \( 24 \)     B. \( 25 \)     C. \( 26 \)     D. \( 27 \)

題目 6 短答
某公司生產兩種產品。產品 X 需要 2 小時機器時間和 1 小時勞動力;產品 Y 需要 1 小時機器時間和 2 小時勞動力。可用資源:機器 80 小時,勞動力 100 小時。利潤:X 為 $40,Y 為 $30。應各生產多少以最大化利潤?

題目 7 MC
某線性規劃的可行域為三角形,頂點為 \( (0,0), (4,0), (0,3) \)。若目標函數為 \( P = 2x + 5y \),最大值在哪個頂點?
A. \( (0,0) \)     B. \( (4,0) \)     C. \( (0,3) \)     D. 所有點

題目 8 短答
在約束 \( x \ge 0, y \ge 0, x+2y \le 10, 2x+y \le 8 \) 下,求 \( P = x + y \) 的最大值。

題目 9 短答
在約束 \( x \ge 0, y \ge 0, x+2y \ge 4, 3x+y \ge 6 \) 下,求 \( C = 4x + 3y \) 的最小值。

題目 10 短答
某農夫有 100 英畝土地種植小麥和玉米。每英畝小麥利潤 $200,玉米 $300。小麥每英畝需 3 個勞動日,玉米需 2 個。只有 240 個勞動日可用。應各種植多少英畝以最大化利潤?

基礎練習 答案

Q1 B(\( (2,2) \)
Q2 B(\( 10 \)
Q3 \( (0,0), (3,0), (0,4), (2,3) \)
Q4 最小 \( C=6 \)\( (2,0) \)
Q5 B(\( 25 \)
Q6 X=30, Y=20(利潤 $1800)
Q7 C(\( (0,3) \)
Q8 最大值 \( P=6 \)\( (2,4) \)
Q9 最小 \( C=6 \)\( (0,2) \)
Q10 小麥=40,玉米=60(利潤 $26000)
DSE 常見陷阱

繪畫不等式時,務必用 測試點 判斷塗陰影的方向。若原點不在邊界上,用原點最方便。另外,\( \le \)\( \ge \) 的邊界線為實線(包含邊界)。