方案设计问题在一元一次方程实际问题中有所接触,在一次函数实际应用题中也有。一次函数中的方案设计问题,常与一次函数的性质、不等式(组)、方程组等知识点相结合,这类题目一旦掌握解题方法,难度不是很大。本篇文章主要介绍一次函数方案设计的两类问题,解题思路不一样。
这两类问题都是运输问题,一类需要借助表格法解题,还有一类是直接找等量关系式进行解题。
类型一:等量关系式
例题1:我区花木城组织10辆汽车装运完A、B、C三种不同品质的苗木共100吨到外地销售,按计划10辆汽车都要装满,且每辆汽车只能装同一种苗木,由信息解答以下问题:
(1)设装A种苗木车辆数为x,装运B种苗木的车辆数为y,求y与x之间的函数关系式;
(2)若装运每种苗木的车辆都不少于2辆,则车辆安排方案有几种?写出每种安排方案;
(3)若要使此次销售获利最大,应采用哪种安排方案?并求出最大利润的值.
分析:本题设置了三小问,由易到难,基本上将解题思路交代的比较清楚。第一小问借助10辆车、100吨两个数据,可以得到等量关系。已知装A种苗木的车辆数为x,装B种苗木的车辆数为y辆,一共有10辆车,那么装C种苗木的车辆数为10-x-y。再根据一共有100吨,得到关于x、y的等式,化简即可。
解:(1)由装A种为x辆,装B种为y辆,装C种为(10-x-y)辆,
由题意得:12x+10y+8(10-x-y)=100∴y=10-2x.
根据“若装运每种苗木的车辆都不少于2辆”,那么可以得到不等式组,即装A、B、C三种苗木的车辆数都要为非负数。
(2)∵10-x-y=10-x-(10-2x)=x,故装C种车也为 x 辆.
由x≥2;y≥2;10xy≥2,解得:2≤x≤4,
∵x应取整数,
∴x=2或x=3或x=4,
∴车辆的安排方案有三种.
方案一:安排2辆汽车运A品种,6辆汽车运B品种,2辆汽车运C品种;
方案二:安排3辆汽车运A品种,4辆汽车运B品种,3辆汽车运C品种;
方案三:安排4辆汽车运A品种,2辆汽车运B品种,4辆汽车运C品种.
设最大利润为W(万元),分别表示出运输A、B、C的利润,然后相加,得到W关于x的一次函数,通过一次函数的增减性得到利润的最大值。
(3)设销售利润为W(万元),
则W=3×12x+4×10×(10-2x)+2×8x=-28x+400,
∵k=-28<0,
∴W随x的减小而增大,
∴当x=2时,W取最大值,W最大值=344.
即应采用方案一可获得最大利润,最大利润为344万元.
类型二:列表法
例题2:某公司在A、B两地分别有某种库存物资20和30吨,需要将这些物资运往C、D两地,其中C地需要28吨,D地需要22吨,从A地运往从C、D两地的费用分别为每吨100元和150元,从B地运往从C、D两地的费用分别为每吨80元和每吨120元,公司应设计怎样的调运方案使这些物资的总运费最省.
分析:本题涉及有A、B两地,C、D两地,库存物资,所需物资这些量,我们可以设计一张表格,将这些量全部体现在表格上,设从A地运往C地x吨,列表如下:
通过这张表格,我们可以得到如下信息:A地运往C地x吨,A第运往D地(20-x)吨,B地运往C地(28-x)吨,B地运往D地(x+2)吨;再结合上述的费用,可以得到A地运往C地的费用为100x,A第运往D地的费用为150(20-x),B地运往C地的费用为80(28-x),B地运往D地的费用为120(x+2),由此可以得到总费用。
当然,我们也可以将费用在表格中同时体现出来,这样会更加清楚。除此之外,通过这张表格,我们还可以得到关于自变量的取值范围,因为表格中的四个数据都是非负数,由此得到关于x的不等式组,通过解不等式组得到自变量的取值范围。
解:设从A地运往C地x吨,则运往D地(20-x)吨,从B地运往C地(28-x)吨,运往D地22-(20-x)=(x+2)吨,总费用为w元,
根据题意可得,w=100x+150(20-x)+80(28-x)+120(x+2)=-10x+5480,
∵k=-10<0
∴w随x的增大而减小,
∴当x=20时,w取得最小值,此时20-x=0,28-x=8,x+2=22,
即从A地运往C地20吨,运往D地0吨,从B地运往C地8吨,运往D地22吨,总费用最省.