微探究 供应站的最佳位置的确定

2026/1/27 6:25:16

微探究

供应站的最佳位置的确定 录入:尹平 QQ:1021843090

问题情境

先阅读下面的材料,然后解答问题:

在一条直线上有依次排列的n(n>1)台机床在工作,我们要设置一个零件供应站P,使这n台机床到供应站P的距离做那个和最小,要先解决这个问题,先“退”到比较简单的情形:如图甲,如果直线上有2台机床时,很明显设在A1和A2之间的任何地方都行.

如图乙,如果直线上有3台机床时,不难判断,供应站设在中间一台机床A2处最合适,因为如果P放在A2处,甲和丙所走距离之和恰好为A1到A3的距离,而如果把P放在别处,例如D处,那么甲和丙所走的距离之和仍是A1到A3的距离,可是乙还得走从A2到D的这一段,这是多出来的.因此P放在A2处是最佳选择.

图甲 图乙 不难知道,如果直线上有4台机床,P应设在第2台与第3台之间的任何地方;有5台机床,应设在第3台位置.

问题(1):有n台机床时,P应设在何处?

问题(2):根据问题(1)的结论,求|x-1|+|x-2|+|x-3|+?|x-617|的最小值. (山东省烟台市中考题)

建立模型 如图,

a1a2a3an以这条直线画数轴,n个供应站是在数轴上的n个点,

这些点表示的有理数分别为a1,a2,a3,?,an. 问题转化为:在数轴上找一点P,其表示的有理数为x,当x取何值时,y=|x-a1|+|x- a2|+|x- a3|+?|x- an |取得最小值.由上面的讨论或绝对值的几何意义可得: 当n为偶数时,若an≤x≤an时,则y的值最小;

22?1当n为奇数时,若x=an?1时,则y的值最小.

2视野窗

数学建模是近年数学教育、考试中最热门的一个话题,所谓数学建模,简单地说,就是在解决生活、生产、科研等现实问题时,通过字母化、抽象化等过程把问题中的关系用数学形式构建出来,然后用数学知识、方法最终解决问题.

其一般情形是y=k1|x-a1|+k2|x- a2|+k3|x- a3|+?kn|x- an |(k1,k2,k3,?,kn为非负有理数),n=k1+k2+k3+?+kn.

nn?1与之间处, y取得最小值; 22n?1(2)当n为奇数,则在系数和为处,y取得最小值.

2(1)当n为偶数,则在系数和为

例1 求|x-1|+|x-2|+|x-3|+?|x-617|的最小值.

试一试 由于x的任意性、无限性,因此通过逐个求出代数式的值解题明显困难,不妨从绝

对值的几何意义,利用数轴入手.

例2 已知|x+2|+|1-x|=9—|y-5|—|1+y|,求x+y的最大值与最小值. (江苏省竞赛题) 试一试 由条件得|x+2|+|1-x|+|y-5|+|y+1|=9,由绝对值的几何意义确定x、y的取值范围. 视野窗

瑞士著名数学家伯努利墓碑上的碑文是: 纵使变化 依然故我

下面问题时你能解的北京大学自主招生试题:求|x-1|+|2x-1|+?|2011x-1|的最小值. 尽管问题的形式已有较大改变,但解与绝对值相关的最值问题的方法未变,解题的关键是通过变形,使问题向熟悉的形式发展.

练一练

1.如图,工作流程线上A、B、C、D处各有1名工人,且AB=BC=CD,现在工作流程线上要安放一个工具箱,使4人到工具箱取工具所花费的总时间最少.那么这个工具箱的安放位置是__________.

(第1题) (第5题)

2.代数式|x+11|+|x-12|+|x+13|的最小值是__________.

(北京市“迎春杯”竞赛题) 3.当|x-2|+|x-3|的值最小时,|x-2|+|x-3|—|x-1|的值最大是________,最小是_________. (第22届“希望杯”邀请赛试题) 4.已知|x|≤3,|y|≤1,|z|≤4且|x-2y+z|=9,则xyA.432 B.576 C.-432 D.-576

(第22届“希望杯”邀请赛试题)

5.如图,在一条笔直的公路上有7个村庄,其中A、B、C、D、E、F离城市距离分别为4,10,15,1,19,20千米,而村庄G正好是AF中点.现要在某个村庄建一活动中心,使各村到活动中心路程之和最短,则活动中心应建在( ) A.A处 B.C处 C.G处 D.E处

(江苏省竞赛题)

6.当x满足( )时,|1.5x-0.5|+|2.5x-0.5|+|3.5x-0.5|+|4.5x-0.5|+|5.5x-0.5|+|6.5x-0.5|的值取得最小.

22011z的值是( )

31111≤x≤ B. ≤x≤ 119791111C.≤x≤ D.≤x≤

713115A.

(“五羊杯”竞赛题) 7.(1)求|x-1|+2|x-3|+3|x-4|的最小值.

(2)求|x-2|+|x-4|+|x-6|+?+|x-2000|的最小值. 8.已知有理数x,y,z满足(|x+1|+|x-2|)(|y-1|+|y-3|)(|z-1|+|z+2|)=18,求x+2y+3z的最大值与最小值.


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