100_07B_q10
100 指考數學乙 第 10 題
📅 100 年 📝 指考數學乙 第 10 題 題型:選填 課綱:99課綱
一線性規劃問題的可行解區域為坐標平面上由點 $A(0,30)$、$B(18,27)$、$C(20,0)$、$D(2,3)$ 所圍成的平行四邊形及其內部。已知目標函數 $ax + by$(其中 $a,b$ 為常數)在 $D$ 點有最小值 $48$,則此目標函數在同個可行解區域的最大值為 ____。
線性規劃可行解區域與極值圓與直線
解題手法對稱性〔AI 推測〕
答案

$432$

選填題

詳解
可行解區域為平行四邊形 $ABCD$ 及其內部,這是一個凸多邊形區域。根據線性規劃頂點法,目標函數 $f(x,y) = ax + by$ 的極值必在邊界頂點處取得。 已知頂點坐標為: $$A(0,30),\ B(18,27),\ C(20,0),\ D(2,3)$$ 已知目標函數在 $D(2,3)$ 有最小值 $48$,即: $$f(2,3) = 2a + 3b = 48$$ 在平行四邊形 $ABCD$ 中,我們觀察頂點之間的關係。向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{AB} = (18, -3)$,$\overset{\large\rightharpoonup}{DC} = (18, -3)$,這證實了對邊平行且等長。對角線的交點(中心點)為: $$M = \left(\dfrac{0+20}{2}, \dfrac{30+0}{2}\right) = (10, 15)$$ $$M = \left(\dfrac{18+2}{2}, \dfrac{27+3}{2}\right) = (10, 15)$$ 這說明頂點 $B(18, 27)$ 與頂點 $D(2, 3)$ 關於中心對稱。根據線性目標函數的對稱性質,若極小值發生於頂點 $D$,則極大值必發生於其相對頂點 $B$。 我們來計算目標函數在 $B(18,27)$ 處的值: $$f(18,27) = 18a + 27b = 9(2a + 3b)$$ 將 $2a + 3b = 48$ 代入上式得: $$f(18,27) = 9 \times 48 = 432$$ 故此目標函數在同個可行解區域的最大值為 $432$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。