Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo
Tổng quan nội dung
Hướng Dẫn Giải: Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo (Môn Toán học Lớp 12)
Bạn đang theo dõi phần hướng dẫn giải chi tiết và chuyên sâu dành riêng cho bài học Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo. Đây là một nội dung học tập quan trọng nằm trong chương trình môn Toán học của học sinh lớp 12, được trích xuất từ bộ SGK chuẩn . Trong bài học này, chúng tôi không chỉ cung cấp đáp án chính xác cho các câu hỏi phần lý thuyết, mà còn giải mã cặn kẽ từng bài tập tự luận và trắc nghiệm nằm ở cuối bài. Mỗi bước biến đổi công thức, mỗi luận điểm đưa ra đều được đội ngũ giáo viên phân tích rõ ràng, giúp học sinh nắm bắt được phương pháp tư duy và áp dụng thành thạo cho các dạng bài kiểm tra tương tự. Hãy cùng chuẩn bị vở nháp và theo dõi sát sao từng bước giải dưới đây để củng cố vững chắc kiến thức của bạn nhé.
Xét bài toán: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức (F = x + 2y) với (left( {x;y} right)) là nghiệm của hệ bất phương trình (left{ begin{array}{l}x - 2y + 4 ge 0x + y - 5 le 0x ge 0y ge 0end{array} right.) (I) Miền nghiệm ({Omega }) của hệ (I) là miền tứ giác (OABC) (được tô màu) trên Hình 1. Với giá trị (F) cho trước, xét đường thẳng (d:x + 2y - F = 0) hay (y = - frac{x}{2} + frac{F}{2}). Trả lời các câu hỏi sau để giải bài toán tr
Vận dụng
Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 10 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Cho bài toán quy hoạch tuyến tính
\(F = 3x + 3y \to \max ,\min \)
có tập phương án \({\Omega }\) là miền tứ giác \(ABCD\) (được tô màu như Hình 5) với các đỉnh là \(A\left( {0;5} \right),\)\(B\left( {4;1} \right),C\left( {2;1} \right)\) và \(D\left( {0;2} \right)\).
a) Giải bài toán quy hoạch tuyến tính đã cho.
b) Hàm mục tiêu \(F\) đạt giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\) tại bao nhiêu điểm? Giải thích.
Phương pháp giải:
Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).
Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).
Lời giải chi tiết:
a) Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):
\(F\left( {0;5} \right) = 3.0 + 3\,.5 = 15;F\left( {4;1} \right) = 3\,.4 + 3\,.1 = 15;F\left( {2;1} \right) = 3.2 + 3\,.1 = 9;F\left( {0;2} \right) = 3\,.0 + 3\,.2 = 6\)
Do đó: \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = F\left( {0;5} \right) = F\left( {4;1} \right) = 15;\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = F\left( {0;2} \right) = 6\).
b) Tại mọi điểm \(\left( {x;y} \right)\) trên cạnh \(AB\) của miền \({\Omega }\), ta luôn có \(x + y - 5 = 0\) hay \(x + y = 5\).
Do đó \(F = 3x + 3y = 3\left( {x + y} \right) = 3.5 = 15\).
Vậy hàm mục tiêu \(F\) đạt giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\) tại mọi điểm thuộc ạnh \(AB\) của miền \({\Omega }\).
Hoạt động 2
Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 trang 8 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Xét bài toán quy hoạch tuyến tính:
\(F = 2x + y \to \max ,\min \)
với ràng buộc
\(\left\{ \begin{array}{l}x + y - 4 \ge 0\\3x - y \ge 0\\x \ge 0\\y \ge 1\end{array} \right.\) (II)
Tập phương án \({\Omega }\) của bài toán là phần được tô màu trên Hình 3. Hai điểm \(A\left( {1;3} \right)\) và \(B\left( {3;1} \right)\) gọi là các đỉnh của \({\Omega }\).
Với giá trị \(F\) cho trước, xét đường thẳng \(d:2x + y = F\) hay \(d:y = - 2x + F\).
Trả lời các câu hỏi sau để giải bài toán trên.
a) Tìm giá trị của \(F\) để đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(A\left( {1;3} \right)\). Gọi giá trị tìm được là \({F_A}\).
b) Khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) thay đổi như thế nào? Khi đó, phương của đường thẳng \(d\) có thay đổi không?
c) Nếu \(F < {F_A}\) thì \(d\) và \({\Omega }\) có điểm chung không? Từ đó, chỉ ra giá trị nhỏ nhất của hàm mục tiêu \(F = 2x + y\) trên \({\Omega }\).
d) Với giá trị nào của \(F\) thì \(d\) và \({\Omega }\) có điểm chung? Hàm mục tiêu \(F = 2x + y\) giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\) hay không?
Phương pháp giải:
‒ Đường thẳng \(d:ax + by + c = 0\) đi qua \(M\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) khi \(a{x_0} + b{y_0} + c = 0\).
‒ Tìm tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) và nhận xét tính tăng giảm khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm).
Lời giải chi tiết:
a) Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(A\left( {1;3} \right)\) khi \(2.1 + 3 = F\) hay \(F = 5\).
Vậy \({F_A} = 5\).
b) Tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\): \(y = - 2.0 + F = F\)
Do đó, khi giá trị của F tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) tăng (hoặc giảm) theo.
Đường thẳng \(d\) luôn có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n = \left( {2;1} \right)\) nên phương của đường thẳng \(d\) không thay đổi.
c) Nếu \(F < {F_A}\) thì \(d\) và \({\Omega }\) không có điểm chung; Suy ra \(\mathop {\min }\limits_{\Omega }\) F = 5\).
d) \(d\) và \({\Omega }\) có điểm chung khi \(F \ge {F_A} = 5\).
Do đó hàm mục tiêu \(F = 2x + y\) không đạt giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\).
Hoạt động 1
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 6 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Xét bài toán: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(F = x + 2y\) với \(\left( {x;y} \right)\) là nghiệm của hệ bất phương trình
\(\left\{ \begin{array}{l}x - 2y + 4 \ge 0\\x + y - 5 \le 0\\x \ge 0\\y \ge 0\end{array} \right.\) (I)
Miền nghiệm \({\Omega }\) của hệ (I) là miền tứ giác \(OABC\) (được tô màu) trên Hình 1. Với giá trị \(F\) cho trước, xét đường thẳng \(d:x + 2y - F = 0\) hay \(y = - \frac{x}{2} + \frac{F}{2}\).
Trả lời các câu hỏi sau để giải bài toán trên.
a) Với giá trị nào của \(F\) thì đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(O\), điểm \(B\)?
b) Khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) thay đổi như thế nào? Khi đó, phương của đường thẳng \(d\) có thay đổi không?
c) Với điều kiện nào của \(F\) thì đường thẳng \(d\) và miền nghiệm \({\Omega }\) có điểm chung?
d) Từ đó, chỉ ra giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(F = x + 2y\) trên miền nghiệm \({\Omega }\). Biểu thức \(F\) đạt được các giá trị đó tại điểm nào?
Phương pháp giải:
‒ Đường thẳng \(d:ax + by + c = 0\) đi qua \(M\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) khi \(a{x_0} + b{y_0} + c = 0\).
‒ Tìm tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) và nhận xét tính tăng giảm khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm).
‒ Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(F = x + 2y\) trên miền nghiệm \({\Omega }\) đạt được tại các đỉnh của tứ giác.
Lời giải chi tiết:
a) Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(O\left( {0;0} \right)\) khi \(0 + 2.0 - F = 0\) hay \(F = 0\).
Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(B\left( {2;3} \right)\) khi \(2 + 2.3 - F = 0\) hay \(F = 8\).
b) Tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\): \(y = - \frac{0}{2} + \frac{F}{2} = \frac{F}{2}\)
Do đó, khi giá trị của F tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) tăng (hoặc giảm) theo.
Đường thẳng \(d\) luôn có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n = \left( {1;2} \right)\) nên phương của đường thẳng \(d\) không thay đổi.
c) Với điều kiện \(0 \le F \le 8\) thì đường thẳng \(d\) và miền nghiệm \({\Omega }\) có điểm chung.
d) Ta có: \(O\left( {0;0} \right),A\left( {0;2} \right),B\left( {2;3} \right),C\left( {5;0} \right)\).
Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):
\(F\left( {0;0} \right) = 0,F\left( {0;2} \right) = 4,F\left( {2;3} \right) = 8,F\left( {5;0} \right) = 5\)
Do đó \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = 8\) tại điểm \(B\left( {2;3} \right)\) và \(\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = 0\) tại điểm \(O\left( {0;0} \right)\).
Thực hành 1
Trả lời câu hỏi Thực hành 1 trang 10 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Giải bài toán quy hoạch tuyến tính:
\(F = 4x + 3y \to \max ,\min \)
với ràng buộc
\(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y - 8 \le 0\\2x - y - 6 \le 0\\x \ge 0\\y \ge 1\end{array} \right.\)
Phương pháp giải:
Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).
Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).
Lời giải chi tiết:
Tập phương án \({\Omega }\) là miền tứ giác \(ABCD\).
Toạ độ \(A\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y = 8\\x = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 4\end{array} \right.\). Vậy \(A\left( {0;4} \right)\)
Toạ độ \(B\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y = 8\\2{\rm{x}} - y = 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4\\y = 2\end{array} \right.\). Vậy \(B\left( {4;2} \right)\)
Toạ độ \(C\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}y = 1\\2{\rm{x}} - y = 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 3,5\\y = 1\end{array} \right.\). Vậy \(C\left( {3,5;1} \right)\)
Toạ độ \(D\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 1\end{array} \right.\). Vậy \(D\left( {0;1} \right)\)
Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):
\(F\left( {0;4} \right) = 12;F\left( {4;2} \right) = 22;F\left( {3,5;1} \right) = 17;F\left( {0;1} \right) = 3\)
Do đó: \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = F\left( {4;2} \right) = 22;\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = F\left( {0;1} \right) = 3\).
Thực hành 2
Trả lời câu hỏi Thực hành 2 trang 10 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Giải bài toán quy hoạch tuyến tính:
\(F = 25x + 10y \to \min \)
với ràng buộc
\(\left\{ \begin{array}{l}2{\rm{x}} - 3y \le 6\\x + y \ge 4\\x \ge 2\end{array} \right.\)
Phương pháp giải:
Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).
Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).
Lời giải chi tiết:
Viết lại ràng buộc của bài toán thành
\(\left\{ \begin{array}{l}2{\rm{x}} - 3y - 6 \le 0\\x + y - 4 \ge 0\\x \ge 2\end{array} \right.\)
Tập phương án \({\Omega }\) của bài toán là miền không gạch (không là miền đa giác).
Toạ độ \(A\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\x + y = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 2\end{array} \right.\). Vậy \(A\left( {2;2} \right)\).
Toạ độ \(B\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}2x - 3y = 6\\x + y = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{18}}{5}\\y = \frac{2}{5}\end{array} \right.\). Vậy \(B\left( {\frac{{18}}{5};\frac{2}{5}} \right)\).
Do \({\Omega }\) nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số của biểu thức \(F = 25x + 10y\) đều dương nên \(F\) đạt giá trị nhỏ nhất tại một đỉnh của \({\Omega }\).
Ta có \(F\left( {2;2} \right) = 25\,.\,2 + 10\,.\,2 = 70;F\left( {\frac{{18}}{5};\frac{2}{5}} \right) = 25 \cdot \frac{{18}}{5} + 10 \cdot \frac{2}{5} = 94\).
Do đó \(F\) đạt giá trị nhỏ nhất tại đỉnh \(A\left( {2;2} \right)\) và \(\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = F\left( {2;2} \right) = 70\).
- Hoạt động 1
- Hoạt động 2
- Thực hành 1
- Thực hành 2
- Vận dụng
Trả lời câu hỏi Hoạt động 1 trang 6 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Xét bài toán: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(F = x + 2y\) với \(\left( {x;y} \right)\) là nghiệm của hệ bất phương trình
\(\left\{ \begin{array}{l}x - 2y + 4 \ge 0\\x + y - 5 \le 0\\x \ge 0\\y \ge 0\end{array} \right.\) (I)
Miền nghiệm \({\Omega }\) của hệ (I) là miền tứ giác \(OABC\) (được tô màu) trên Hình 1. Với giá trị \(F\) cho trước, xét đường thẳng \(d:x + 2y - F = 0\) hay \(y = - \frac{x}{2} + \frac{F}{2}\).
Trả lời các câu hỏi sau để giải bài toán trên.
a) Với giá trị nào của \(F\) thì đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(O\), điểm \(B\)?
b) Khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) thay đổi như thế nào? Khi đó, phương của đường thẳng \(d\) có thay đổi không?
c) Với điều kiện nào của \(F\) thì đường thẳng \(d\) và miền nghiệm \({\Omega }\) có điểm chung?
d) Từ đó, chỉ ra giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(F = x + 2y\) trên miền nghiệm \({\Omega }\). Biểu thức \(F\) đạt được các giá trị đó tại điểm nào?
Phương pháp giải:
‒ Đường thẳng \(d:ax + by + c = 0\) đi qua \(M\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) khi \(a{x_0} + b{y_0} + c = 0\).
‒ Tìm tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) và nhận xét tính tăng giảm khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm).
‒ Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của biểu thức \(F = x + 2y\) trên miền nghiệm \({\Omega }\) đạt được tại các đỉnh của tứ giác.
Lời giải chi tiết:
a) Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(O\left( {0;0} \right)\) khi \(0 + 2.0 - F = 0\) hay \(F = 0\).
Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(B\left( {2;3} \right)\) khi \(2 + 2.3 - F = 0\) hay \(F = 8\).
b) Tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\): \(y = - \frac{0}{2} + \frac{F}{2} = \frac{F}{2}\)
Do đó, khi giá trị của F tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) tăng (hoặc giảm) theo.
Đường thẳng \(d\) luôn có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n = \left( {1;2} \right)\) nên phương của đường thẳng \(d\) không thay đổi.
c) Với điều kiện \(0 \le F \le 8\) thì đường thẳng \(d\) và miền nghiệm \({\Omega }\) có điểm chung.
d) Ta có: \(O\left( {0;0} \right),A\left( {0;2} \right),B\left( {2;3} \right),C\left( {5;0} \right)\).
Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):
\(F\left( {0;0} \right) = 0,F\left( {0;2} \right) = 4,F\left( {2;3} \right) = 8,F\left( {5;0} \right) = 5\)
Do đó \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = 8\) tại điểm \(B\left( {2;3} \right)\) và \(\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = 0\) tại điểm \(O\left( {0;0} \right)\).
Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 trang 8 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Xét bài toán quy hoạch tuyến tính:
\(F = 2x + y \to \max ,\min \)
với ràng buộc
\(\left\{ \begin{array}{l}x + y - 4 \ge 0\\3x - y \ge 0\\x \ge 0\\y \ge 1\end{array} \right.\) (II)
Tập phương án \({\Omega }\) của bài toán là phần được tô màu trên Hình 3. Hai điểm \(A\left( {1;3} \right)\) và \(B\left( {3;1} \right)\) gọi là các đỉnh của \({\Omega }\).
Với giá trị \(F\) cho trước, xét đường thẳng \(d:2x + y = F\) hay \(d:y = - 2x + F\).
Trả lời các câu hỏi sau để giải bài toán trên.
a) Tìm giá trị của \(F\) để đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(A\left( {1;3} \right)\). Gọi giá trị tìm được là \({F_A}\).
b) Khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) thay đổi như thế nào? Khi đó, phương của đường thẳng \(d\) có thay đổi không?
c) Nếu \(F < {F_A}\) thì \(d\) và \({\Omega }\) có điểm chung không? Từ đó, chỉ ra giá trị nhỏ nhất của hàm mục tiêu \(F = 2x + y\) trên \({\Omega }\).
d) Với giá trị nào của \(F\) thì \(d\) và \({\Omega }\) có điểm chung? Hàm mục tiêu \(F = 2x + y\) giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\) hay không?
Phương pháp giải:
‒ Đường thẳng \(d:ax + by + c = 0\) đi qua \(M\left( {{x_0};{y_0}} \right)\) khi \(a{x_0} + b{y_0} + c = 0\).
‒ Tìm tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) và nhận xét tính tăng giảm khi giá trị của \(F\) tăng (hoặc giảm).
Lời giải chi tiết:
a) Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(A\left( {1;3} \right)\) khi \(2.1 + 3 = F\) hay \(F = 5\).
Vậy \({F_A} = 5\).
b) Tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\): \(y = - 2.0 + F = F\)
Do đó, khi giá trị của F tăng (hoặc giảm) thì tung độ giao điểm của \(d\) với trục \(Oy\) tăng (hoặc giảm) theo.
Đường thẳng \(d\) luôn có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n = \left( {2;1} \right)\) nên phương của đường thẳng \(d\) không thay đổi.
c) Nếu \(F < {F_A}\) thì \(d\) và \({\Omega }\) không có điểm chung; Suy ra \(\mathop {\min }\limits_{\Omega }\) F = 5\).
d) \(d\) và \({\Omega }\) có điểm chung khi \(F \ge {F_A} = 5\).
Do đó hàm mục tiêu \(F = 2x + y\) không đạt giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\).
Trả lời câu hỏi Thực hành 1 trang 10 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Giải bài toán quy hoạch tuyến tính:
\(F = 4x + 3y \to \max ,\min \)
với ràng buộc
\(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y - 8 \le 0\\2x - y - 6 \le 0\\x \ge 0\\y \ge 1\end{array} \right.\)
Phương pháp giải:
Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).
Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).
Lời giải chi tiết:
Tập phương án \({\Omega }\) là miền tứ giác \(ABCD\).
Toạ độ \(A\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y = 8\\x = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 4\end{array} \right.\). Vậy \(A\left( {0;4} \right)\)
Toạ độ \(B\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x + 2y = 8\\2{\rm{x}} - y = 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 4\\y = 2\end{array} \right.\). Vậy \(B\left( {4;2} \right)\)
Toạ độ \(C\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}y = 1\\2{\rm{x}} - y = 6\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 3,5\\y = 1\end{array} \right.\). Vậy \(C\left( {3,5;1} \right)\)
Toạ độ \(D\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 1\end{array} \right.\). Vậy \(D\left( {0;1} \right)\)
Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):
\(F\left( {0;4} \right) = 12;F\left( {4;2} \right) = 22;F\left( {3,5;1} \right) = 17;F\left( {0;1} \right) = 3\)
Do đó: \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = F\left( {4;2} \right) = 22;\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = F\left( {0;1} \right) = 3\).
Trả lời câu hỏi Thực hành 2 trang 10 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Giải bài toán quy hoạch tuyến tính:
\(F = 25x + 10y \to \min \)
với ràng buộc
\(\left\{ \begin{array}{l}2{\rm{x}} - 3y \le 6\\x + y \ge 4\\x \ge 2\end{array} \right.\)
Phương pháp giải:
Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).
Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).
Lời giải chi tiết:
Viết lại ràng buộc của bài toán thành
\(\left\{ \begin{array}{l}2{\rm{x}} - 3y - 6 \le 0\\x + y - 4 \ge 0\\x \ge 2\end{array} \right.\)
Tập phương án \({\Omega }\) của bài toán là miền không gạch (không là miền đa giác).
Toạ độ \(A\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\x + y = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 2\end{array} \right.\). Vậy \(A\left( {2;2} \right)\).
Toạ độ \(B\) là nghiệm của hệ \(\left\{ \begin{array}{l}2x - 3y = 6\\x + y = 4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \frac{{18}}{5}\\y = \frac{2}{5}\end{array} \right.\). Vậy \(B\left( {\frac{{18}}{5};\frac{2}{5}} \right)\).
Do \({\Omega }\) nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số của biểu thức \(F = 25x + 10y\) đều dương nên \(F\) đạt giá trị nhỏ nhất tại một đỉnh của \({\Omega }\).
Ta có \(F\left( {2;2} \right) = 25\,.\,2 + 10\,.\,2 = 70;F\left( {\frac{{18}}{5};\frac{2}{5}} \right) = 25 \cdot \frac{{18}}{5} + 10 \cdot \frac{2}{5} = 94\).
Do đó \(F\) đạt giá trị nhỏ nhất tại đỉnh \(A\left( {2;2} \right)\) và \(\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = F\left( {2;2} \right) = 70\).
Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 10 Chuyên đề học tập Toán 12 Chân trời sáng tạo
Cho bài toán quy hoạch tuyến tính
\(F = 3x + 3y \to \max ,\min \)
có tập phương án \({\Omega }\) là miền tứ giác \(ABCD\) (được tô màu như Hình 5) với các đỉnh là \(A\left( {0;5} \right),\)\(B\left( {4;1} \right),C\left( {2;1} \right)\) và \(D\left( {0;2} \right)\).
a) Giải bài toán quy hoạch tuyến tính đã cho.
b) Hàm mục tiêu \(F\) đạt giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\) tại bao nhiêu điểm? Giải thích.
Phương pháp giải:
Bước 1: Biểu diễn tập phương án của bài toán trên mặt phẳng toạ độ \(Oxy\).
Bước 2: Tính giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án là miền đa giác thì giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) trong các giá trị này là giá trị lớn nhất (nhỏ nhất) của \(F\) trên \({\Omega }\).
Trong trường hợp tập phương án không là miền đa giác nằm trong góc phần tư thứ nhất và các hệ số \(a\) và \(b\) không âm thì giá trị nhỏ nhất trong các giá trị này là giá trị nhỏ nhất của \(F\) trên \({\Omega }\).
Lời giải chi tiết:
a) Giá trị của biểu thức \(F\) tại các đỉnh của \({\Omega }\):
\(F\left( {0;5} \right) = 3.0 + 3\,.5 = 15;F\left( {4;1} \right) = 3\,.4 + 3\,.1 = 15;F\left( {2;1} \right) = 3.2 + 3\,.1 = 9;F\left( {0;2} \right) = 3\,.0 + 3\,.2 = 6\)
Do đó: \(\mathop {\max }\limits_{\Omega } F = F\left( {0;5} \right) = F\left( {4;1} \right) = 15;\mathop {\min }\limits_{\Omega } F = F\left( {0;2} \right) = 6\).
b) Tại mọi điểm \(\left( {x;y} \right)\) trên cạnh \(AB\) của miền \({\Omega }\), ta luôn có \(x + y - 5 = 0\) hay \(x + y = 5\).
Do đó \(F = 3x + 3y = 3\left( {x + y} \right) = 3.5 = 15\).
Vậy hàm mục tiêu \(F\) đạt giá trị lớn nhất trên \({\Omega }\) tại mọi điểm thuộc ạnh \(AB\) của miền \({\Omega }\).
Trọng Tâm Kiến Thức Cần Nắm Trong Bài Học Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo
Bài học Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo mang đến những khái niệm mới có tính bản lề, đóng vai trò kết nối kiến thức của chương trước và mở ra tư duy cho những bài học tiếp theo trong môn Toán học. Đối với học sinh lớp 12, việc vượt qua những rào cản nhận thức ban đầu là vô cùng quan trọng. Trước khi bắt tay vào giải bài tập phần "Vận dụng", học sinh cần phải thực sự hiểu rõ và ghi nhớ các định nghĩa, định lý hay các quy luật xã hội đã được trình bày trong sách . Đội ngũ biên soạn của chúng tôi đã cẩn thận tổng hợp lại những điểm mù kiến thức mà học sinh thường hay nhầm lẫn nhất ở phần đầu của lời giải. Bằng cách ôn tập lại lý thuyết thông qua phần tóm tắt này, bạn sẽ xây dựng được một nền móng vững chãi, từ đó việc giải quyết các câu hỏi thực hành phức tạp phía sau sẽ trở nên nhẹ nhàng và logic hơn rất nhiều.
Phân Tích Chuyên Sâu Từng Bước Giải Bài Tập (Step-by-step Solution)
Sự khác biệt lớn nhất của một bài hướng dẫn giải chuẩn mực so với một cuốn sách bài giải thông thường trên thị trường chính là tính tương tác và độ chi tiết. Đối với các câu hỏi trong bài Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo, chúng tôi áp dụng mô hình phân tích 3 bước (3-Step Analysis) vô cùng chặt chẽ:
- Bước 1 - Khai thác giả thiết: Phân tích đề bài xem đề bài đã cho chúng ta những dữ kiện định lượng/định tính nào. Việc tóm tắt đề bài một cách khoa học giúp loại bỏ các thông tin nhiễu không cần thiết.
- Bước 2 - Lựa chọn công cụ giải (Phương pháp): Dựa vào đặc điểm của môn Toán học lớp 12, chúng tôi sẽ chỉ ra rõ tại sao lại sử dụng công thức này mà không dùng công thức khác, hay tại sao lại phải phân tích vấn đề theo hướng này.
- Bước 3 - Triển khai và Biện luận kết quả: Trình bày chi tiết từng dòng tính toán, từng câu lập luận để đi đến kết quả cuối cùng. Đặc biệt, chúng tôi luôn có phần kiểm tra lại (check) để chắc chắn kết quả tìm được thỏa mãn điều kiện bài toán.
Gợi Ý Các Mẹo Giải Nhanh Và Mở Rộng Kiến Thức Thực Tiễn
Sau khi đã nắm vững phương pháp giải bài bản, tự luận, học sinh cần được rèn luyện thêm các kỹ năng xử lý tình huống nhanh để phục vụ cho các bài thi trắc nghiệm khách quan. Trong phần mở rộng của bài Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo, chúng tôi thường xuyên cung cấp các "mẹo" (tips) hoặc công thức tính nhẩm nhanh, hướng dẫn bấm máy tính cầm tay (Casio) cực kỳ hữu ích. Hơn nữa, vì bộ sách luôn đề cao triết lý "mang cuộc sống vào bài học, đưa bài học vào cuộc sống", các giáo viên của chúng tôi sẽ cố gắng liên hệ kết quả của bài toán, bài văn với những hiện tượng thực tiễn xảy ra xung quanh chúng ta. Việc mở rộng kiến thức này không chỉ thỏa mãn sự tò mò của những học sinh khá giỏi, mà còn nuôi dưỡng niềm yêu thích, biến môn Toán học vốn khô khan trở thành một lăng kính thú vị để khám phá thế giới.
Thảo Luận Cùng Chuyên Gia Và Cộng Đồng Học Sinh Toán học
Quá trình tự học chắc chắn sẽ không tránh khỏi những khoảnh khắc bế tắc khi bạn đọc kỹ lời giải bài Giải mục 1 trang 6, 7, 8, 9, 10 Chuyên đề học tập Toán 12 - Chân trời sáng tạo mà vẫn chưa thực sự "sáng tỏ" một bước lập luận nào đó. Đừng lo lắng! Tính năng bình luận (Comment) phía dưới bài viết được thiết kế chính là để phục vụ cho nhu cầu hỏi đáp (Q&A) này. Hãy mạnh dạn đặt câu hỏi, chỉ rõ chỗ bạn chưa hiểu, đội ngũ cộng tác viên chuyên môn môn Toán học lớp 12 của website sẽ nhanh chóng vào giải đáp và gỡ rối cho bạn. Đồng thời, nếu bạn có một cách giải khác (Alternative Solution) ngắn gọn hơn, sáng tạo hơn cách giải mà chúng tôi cung cấp, hãy tự hào chia sẻ nó lên phần bình luận. Việc cùng nhau thảo luận, tranh biện một vấn đề học thuật không chỉ giúp cộng đồng phát triển mạnh mẽ mà còn là minh chứng rõ nét nhất cho tinh thần hiếu học của thế hệ trẻ Việt Nam.