Programmation linéaire, classe de terminale STG

F.Gaudon

2 mai 2008

Table des matières

1 - Régionnement du plan
 1.1 - Résolution graphique d’inéquations linéaires à deux variables
 1.2 - Résolution graphique de systèmes d’inéquations linéaires à deux variables
2 - Application à la programmation linéaire

1 - Régionnement du plan

1.1 - Résolution graphique d’inéquations linéaires à deux variables

Propriété :


Soit (O; ; ) un repère. La droite D d’équation ax + by = c a, b et c sont des réels fixés détermine deux demi-plans de frontière D :

  • l’un est l’ensemble des points dont les coordonnées sont les solutions de l’inéquation linéaire ax + by c ;
  • l’autre est l’ensemble des points dont les coordonnées sont les solutions de l’inéquation linéaire ax + by c.

Propriété :


Soit (O; ⃗
i ; ⃗
j) un repère et D une droite d’équation y = mx + p. Les solutions de l’inéquation y mx + p (resp. y mx + p)sont les coordonnées des points du demi-plan situé « en dessous » (resp. « au dessus) » de la droite D.


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Méthode de résolution d’inéquations :


On considère une inéquation de la forme ax+by+c 0 ou ax+by+c 0 avec (a; b)(0; 0)

Pour représenter graphiquement les solutions d’une telle inéquation dans un repère (O; ⃗i ; ⃗j) :

  • on écrit l’inéquation sous la forme y mx+p ou y mx+p ou x k ou x k m, p et k sont des réels ;
  • on trace dans le repère la droite d’équation y = mx + p ou x = k ;
  • on garde le demi-plan contenant les solutions d’après la propriété précédente.

1.2 Résolution graphique de systèmes d’inéquations linéaires à deux variables

Propriété :


Soit (O; ⃗
i ; ⃗
 j) un repère du plan. Soit le système d’inéquations linéaires à deux variables S :

( #####
||| (E1#)
|{ (E2#)
  ###...
||| (En#)
|( #####
  #####
(E1), (E2), ..., (En) sont des inéquations de la forme ax + by c ou ax + by c.

Les solutions de ce système sont les points du repère dont les coordonnées vérifient toutes les équations (E1, (E2), ..., (En). Il se trouvent à l’intersection de chacun des demi-plans définis par ces inéquations.


Exemple :

On considère le système d’inéquations suivant :

(
{           0  ≤  x ≤  4
   x + 2y    ≤    4
(
On a x + 2y 4 qui équivaut à 2y ≤-x + 4 c’est à dire à y ≤-x
2 + 2. On trace donc les droites d’équation y = -x2 + 2, x = 0 , x = 4 et y = 0 on obtient la partie qui convient.

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2 - Application à la programmation linéaire

Propriété :


Soit (O; ⃗i ; ⃗j) un repère du plan.

  • Les droites qui ont une équation de la forme ax + by = k a et b sont deux réels et k est un réel que l’on fait varier, sont des droites parallèles de coefficient directeur -ab- ;
  • pour des droites D1 et D2 d’équations ax+by = k1 et ax+by = k2k1 et k2 sont deux réels tels que k1 < k2, D1 coupe l’axe des ordonnées au dessous de D2.

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