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数学模型应用举例

来源:华佗健康网

前言

应用举例1

案例01【模型】若集合\(B=\{x\mid m+1\leq x\leq 1-2m \}\),集合\(A=\{x\mid -2\leq x\leq 7\}\),若\(A\subsetneqq B\),求实数\(m\)的取值范围。

分析:自行画出草图可知,先列出条件\(\begin{cases}&m+1\leq-2\\&1-2m \ge 7\end{cases}\),解得\(m\leq -3\)

接下来验证\(m=-3\)是否满足题意。

\(m=-3\)时,\(A=[-2,7]\)\(B=[m+1,1-2m]=[-2,7]\),此时\(A=B\),不满足题意,舍去,

故实数\(m\)的取值范围为\(\{m\mid m<-3\}\)

解后反思:本题目如上处理,则可以避免分类讨论;

模型应用1已知\(“\)命题\(p:(x-m)^2>3(x-m)\)\(”\)\(“\)命题\(q:x^2+3x-4<0\)\(”\)成立的必要不充分条件,则实数\(m\)的取值范围为________. 

【解析】先化简命题\(p\),由\((x-m)^2>3(x-m)\),得到\(x^2-(2m+3)x+m^2+3m>0\)

\(x^2-(2m+3)x+m(m+3)>0\),即\((x-m)[x-(m+3)]>0\)

则有\(p:x>m+3\)\(x<m;q:-4<x<1\)

因为\(p\)\(q\)成立的必要不充分条件,则\(\{x\mid-4<x<1\}\subseteq \{x\mid x>m+3或x<m\}\)

所以\(m+3≤-4\)\(m≥1\),即\(m≤-7\)\(m≥1\)

\(m\)的取值范围为\((-\infty,-7]\cup[1,+\infty)\)

模型应用2已知函数\(f(x)=x^3+\cfrac{3}{2}x^2-6x+1\)在区间\([a,a+1]\)上单调递减,求参数\(a\)的取值范围。

法1:集合法,先用导数的方法求得函数\(f(x)\)的单调递减区间,\(f'(x)=3x^2+3x-6=3(x+2)(x-1)\)

\(f'(x)<0\),解得\(x\in (-2,1)\),即其单调递减区间为\([-2,1]\),此处必须写成闭区间,否则会丢掉参数的个别取值。

而题设又已知函数在\([a,a+1]\)上单调递减,故\([a,a+1]\subseteq [-2,1]\),即问题转化为集合的包含关系问题了。

此时只需要满足\(\left\{\begin{array}{l}{-2\leqslant a}\\{a+1\leqslant 1}\end{array}\right.\),解得\(-2\leqslant a\leqslant 0\)

故参数\(a\)的取值范围为\([-2,0]\)

法2:导数法,由题设可知,\(f'(x)=3x^2+3x-6=3(x+2)(x-1)\),由于函数在区间\([a,a+1]\)上单调递减,

\(f'(x)=3(x+2)(x-1)\leq 0\)在区间\([a,a+1]\)上恒成立,则\(\left\{\begin{array}{l}{f'(a)\leqslant 0}\\{f'(a+1)\leqslant 0}\end{array}\right.\)

\(\left\{\begin{array}{l}{3(a+2)(a-1)\leqslant 0}\\{3(a+3)a\leqslant 0}\end{array}\right.\),解得\(\left\{\begin{array}{l}{-2\leqslant a\leqslant 1}\\{-3\leqslant a\leqslant 0}\end{array}\right.\),则\(a\in [-2,0]\)

转载于:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/11392760.html

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