第一篇:函數、不等式恒成立問題解法(教案)
函數、不等式恒成立問題解題策略
教學目標:
1.通過對不同問題的解題探討歸納該類問題的一般解法
2.培養學生的分析問題和靈活應用知識解決問題的能力
3.培養學生的數形結合能力
重難點:
分析解決問題的能力,數形結合思想方法的應用 教學方法:
指導練習法
教學過程:
一、復習回顧
引例:(9月月考)
23、已知二次函數f(x)滿足f(x?1)?f(x)?2x且f(0)?1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)在區間??1,1?上的最大值和最小值。
(3)當x?[?1,1]時,不等式:f(x)?2x?m恒成立,求m的范圍。
二、歸納:(恒成立問題的基本類型)
類型1:設f(x)?ax2?bx?c(a?0),(1)f(x)?0在x?R上恒成立?a?0且??0;(2)f(x)?0在x?R上恒成立?a?0且??0。
類型2:設f(x)?ax2?bx?c(a?0)
?b?b?b
(1)當a?0時,f(x)?0在x?[?,?]上恒成立????2a??或?????2a??或???2a??,??f(?)?0????0??f(?)?0
f(x)?0在x?[?,?]上恒成立??f(?)?0
?)?0
?f(?
(2)當a?0時,f(x)?0在x?[?,?]上恒成立??f(?)?0
??f(?)?0
?b
f(x)?0在x?[?,?]上恒成立????b
2a???
或?????2a???
或???b
2a??
??f(?)?0????0??f(?)?0
類型3:
f(x)??對一切x?I恒成立?f(x)min??f(x)??對一切x?I恒成立?f(x)max??。類型4:
f(x)?g(x)對一切x?I恒成立?f(x)的圖象在g(x)的圖象的上方或(x?I)恒成立。
f(x)min?g(x)max
三、例題講評
例1:若不等式2x?1?m(x2?1)對滿足?2?m?2的所有m都成立,求x的范圍。
解析:我們可以用改變主元的辦法,將m視為主變元,即將元不等式化為:m(x2?1)?(2x?1)?0,;?f(?2)?0令f(m)?m(x2?1)?(2x?1),則?2?m?2時,f(m)?0恒成立,所以只需?即
?f(2)?0
??1???2(x?1)?(2x?1)?0
x?(,所以x的范圍是?
22??2(x?1)?(2x?1)?0
71?,32)。
例2:若不等式(m?1)x2?(m?1)x?2?0的解集是R,求m的范圍。
解析:要想應用上面的結論,就得保證是二次的,才有判別式,但二次項系數含有參數m,所以要討論m-1是否是0。
(1)當m-1=0時,元不等式化為2>0恒成立,滿足題意;
?m?1?0
(2)m?1?0時,只需?,所以,m?[1,9)。2
???(m?1)?8(m?1)?0
變式:
(1)若不等式x2?mx?2?0在x??1,2?上恒成立,求m的范圍。(2)若不等式x2?mx?2?0在x??1,2?上恒成立,求m的范圍。(3)若不等式x2?mx?2?0在m??1,2?上恒成立,求x的范圍。例3:已知a?0,a?1,f(x)?x?a,當x?(?1,1)時,有f(x)?解析:由f(x)?x?a?
x
x
恒成立,求實數a的取值范圍。
12,得x?
?a,在同一直角坐標系中做出兩個函數的圖象,如果兩個函12
?a及(?1)?
x
數分別在x=-1和x=1處相交,則由1?
?a
?
1得到a分別等于2和0.5,并作出函數
1x1x2xx
y?2及y?()的圖象,所以,要想使函數x??a在區間x?(?1,1)中恒成立,只須y?2在22
區間x?(?1,1)對應的圖象在y?x?在區間x?(?1,1)對應圖象的上面即可。當a?1時,只有a?2
才能保證,而0?a?1時,只有a?
才可以,所以a?[,1)?(1,2]。
四:小結
對不同的問題的采取的方法是不一樣的,要根據具體的情境靈活選擇。但一定要借助圖像去分析才能選擇好恰當的方法去解題。在分類討論時要注意分類的完整性和合理性,在等號成立的情況下一定要仔細思考。五:同步練習
1、設f(x)?lg
1?2?a
4xx
如果x?(??.1)時,f(x)恒有意義,求a的取值范圍。,其中a?R,分析:如果x?(??.1)時,f(x)恒有意義,則可轉化為1?2x?a4x?0恒成立,即參數分離后a??解。
解:如果x?(??.1)時,f(x)恒有意義?1?2x?a4x?0,對x?(??,1)恒成立.?a??
1?24
xx
1?24
x
x
??(2?x
?2
?2x),x?(??.1)恒成立,接下來可轉化為二次函數區間最值求
??(2
?x
?2
?2x)x?(??.1)恒成立。
令t?2?x,g(t)??(t?t2)又x?(??.1)則t?(,??)?a?g(t)對t?(,??)恒成立,又
113
3?g(t)在t?[,??)上為減函數,g(t)max?g()??,?a??。
2244
112、設函數是定義在(??,??)上的增函數,如果不等式f(1?ax?x2)?f(2?a)對于任意x?[0,1]恒成立,求實數a的取值范圍。
分析:本題可利用函數的單調性把原不等式問題轉化為1?ax?x2?2?a對于任意x?[0,1]恒成立,從而轉化為二次函數區間最值求解。
解:?f(x)是增函數?f(1?ax?x2)?f(2?a)對于任意x?[0,1]恒成立
?1?ax?x?2?a對于任意x?[0,1]恒成立
?x?ax?1?a?0對于任意x?[0,1]恒成立,令g(x)?x?ax?1?a,x?[0,1],所以原
問題?g(x)min?0,又g()xnim)(??????0a??g,0
?
a?
??(g,)?2?0?a?
2?
2???????????a?2???,即g(x)min
?1?a,??????a?0
?2?a????a?1,?2?a?0易
4?
?2,???????????a??2?
求得a?1。
3、設f(x)=x2-2ax+2,當x?[-1,+?)時,都有f(x)?a恒成立,求a的取值范圍。
分析:在f(x)?a不等式中,若把a移到等號的左邊,則原問題可轉化為二次函數區間恒成立問題。
解:設F(x)= f(x)-a=x2-2ax+2-a.ⅰ)當?=(-2a)2-4(2-a)=4(a-1)(a+2)<0時,即-2 ⅱ)當?=4(a-1)(a+2)?0時由圖可得以下充要條件: ? ???0?(a?1)(a?2)?0?? 即?a?3?0 ?f(?1)?0 ?a??1,??2a ?????1,2? 得-3?a?-2; 綜上所述:a的取值范圍為[-3,1]。 4、當x?(1,2)時,不等式(x-1)2 分析:若將不等號兩邊分別設成兩個函數,則左邊為二次函數,右邊為對數函數,故可以采用數形結合借助圖象位置關系通過特指求解a的取值范圍。 解:設T1:f(x)=(x?1)2,T2:g(x)?logax,則T1的圖象為右圖所示的拋物線,要使對一切x?(1,2), f(x) T1的圖象一定要在T2的圖象所的下方,顯然a>1,并且必須也只 需g(2)?f(2) 故loga2>1,a>1,?1 分析:原方程可化成lg(x2+20x)=lg(8x-6a-3),從而得x2+20x=8x-6a-3>0,若將等號兩邊分別構造函數即二次函數y= x2+20x與一次函數y=8x-6a-3,則只需考慮這兩個函數的圖象在x軸上方恒有唯一交點即可。 解:令T1:y1= x2+20x=(x+10)2-100, T2:y2=8x-6a-3,則如圖所 示,T1的圖象為一拋物線,T2的圖象是一條斜率為定值8,而截距不定的直線,要使T1和T2在x軸上有唯一交點,則直線必須位于l1和l2之間。(包括l1但不包括l2) 當直線為l1時,直線過點(-20,0)此時縱截距為-6a-3=160,a=? 1636 ; 2當直線為l2時,直線過點(0,0),縱截距為-6a-3=0,a=?∴a的范圍為[? 1636,? 12)。 6、對于滿足|p|?2的所有實數p,求使不等式x2+px+1>2p+x恒成立的x的取值范圍。 分析:在不等式中出現了兩個變量:x、P,并且是給出了p的范圍要求x的相應范圍,直接從x的不等式正面出發直接求解較難,若逆向思維把 p看作自變量,x看成參變量,則上述問題即可轉化為在[-2,2]內關于p的一次函數函數值大于0恒成立求參變量x的范圍的問題。解:原不等式可化為(x-1)p+x2-2x+1>0,令 f(p)=(x-1)p+x2-2x+1,則原問題等價于f(p)>0在p∈[-2,2]上恒成立,故有: ?x?1?0?x?1?0 方法一:?或?∴x<-1或x>3.f(2)?0f(?2)?0?? ??x?3或x?1?f(?2)?0?x?4x?3?0 方法二:?即?2解得:?∴x<-1或x>3.??f(2)?0?x?1或x??1?x?1?0 lg2ax 7.若不等式lg(a?x) ? 1在x∈[1,2]時恒成立,試求a的取值范圍。 ?x?1 ? 解:由題設知?2ax?0,得a>0,可知a+x>1,所以lg(a?x)?0。原不等式變形為lg2ax?lg(a?x)。2],可得2x?1?0 ?2ax?a?x,即(2x?1)a?x。又x?[1,?a? x2x?1 ? 1?1?1?1?f(x)??1??1??? 2?2x?1?恒成立。設2?2x?1?,在x∈[1,2]上為減函數,可得 f(x)min?f(2)? 23,知 a? 3。綜上知 0?a? 23。 lg2ax 關鍵點撥:將參數a從不等式lg(a?x) ?1 中分離出來是解決問題的關鍵。 f(a)?f(b)a?b ?0 8.已知f(x)是定義在[-1,1]上的奇函數且f(1)?1,若a、b∈[-1,1],a+b≠0,有(1)判斷函數f(x)在[-1,1]上是增函數還是減函數。 1?1??? f?x???f?2x?? 2?2?。?(2)解不等式?。 1]、a∈[-1,1]恒成立,求實數m的取值范圍。(3)若f(x)?m?2am?1對所有x?[?1,解:(1)設?1?x1?x2?1,則 f(x1)?f(x2)?f(x1)?f(?x2)? f(x1)?f(?x2) x1?x 2(x1?x2)?0,可知f(x1)?f(x2),所以f(x)在[-1,1]上是增函數。 1??1?x??1?2? 1? ??1?2x?? 12? 11?x??2x??(2)由f(x)在[-1,1]上是增函數知? 11?? x|??x?????x? 42?? 42解得,故不等式的解集 (3)因為f(x)在[-1,1]上是增函數,所以f(x)?f(1)?1,即1是f(x)的最大值。依題意有 m ?2am?1?1,對a∈[-1,1]恒成立,即m ?2am?0恒成立。 令 g(a)??2ma?m,它的圖象是一條線段,那么 ??g(?1)?m?2m?0 ??2 ?g(1)?m?2m?0m?(??,?2]?{0}?[2,??)。? 關鍵點撥:對于(1),抽象函數單調性的證明往往借助定義,利用拼湊條件,判斷差的符號。對于(2),后一步解不等式往往是上一步單調性的繼續,通過單調性、函數值的大小轉化到自變量的大小上來。對于 (3),轉換視角變更主元,把m?2am?0看作關于a的一次函數,即g(a)??2ma?m在a∈[-1,1]上大于等于0,利用g(a)是一條直線這一圖象特征,數形結合得關于m的不等式組,從而求得m的范圍。 函數、不等式恒成立問題解法 (源自于網絡) 恒成立問題的基本類型: 類型1:設f(x)?ax2?bx?c(a?0),(1)f(x)?0在x?R上恒成立?a?0且??0;(2)f(x)?0在x?R上恒成立?a?0且??0 注:這里一定要小心,如果沒有說a不等于0的條件,那么,必須討論a=0的情況,千萬注意 類型2:設f(x)?ax2?bx?c(a?0) b?b??b??????????????(1)當a?0時,f(x)?0在x?[?,?]上恒成立??2a,或?或?2a2a???f(?)?0????0?f(?)?0 ?f(?)?0 f(x)?0在x?[?,?]上恒成立???f(?)?0 (2)當a?0時,f(x)?0在x?[?,?]上恒成立???f(?)?0 f(?)?0? b?b??b?????????????? f(x)?0在x?[?,?]上恒成立??2a或?或2a?2a???f(?)?0????0?f(?)?0 類型3: f(x)??對一切x?I恒成立?f(x)min??f(x)??對一切x?I恒成立?f(x)max??。類型4: f(x)?g(x)對一切x?I恒成立?f(x)的圖象在g(x)的圖象的上方或f(x)min?g(x)max(x?I) 一、用一次函數的性質 對于一次函數f(x)?kx?b,x?[m,n]有:恒成?f(m)?0?f(m)?0 f(x)?0恒成立??,f(x)?0恒成立???f(n)?0?f(n)?0 例1:若不等式2x?1?m(x?1)對滿足?2?m?2的所有m都成立,求x的范圍。 解析:我們可以用改變主元的辦法,將m視為主變元,即將元不等式化為:m(x?1)?(2x?1)?0,; 2令f(m)?m(x?1)?(2x?1),則?2?m?2時,f(m)?0恒成立,所以只需?22?f(?2)?0即 ?f(2)?0 ??1?71???2(x?1)?(2x?1)?0,所以x的范圍是x?(,)。? 222??2(x?1)?(2x?1)?0 二、利用一元二次函數的判別式 對于一元二次函數f(x)?ax2?bx?c?0(a?0,x?R)有:(1)f(x)?0在x?R上恒成立?a?0且??0;(2)f(x)?0在x?R上恒成立?a?0且??0 例2:若不等式(m?1)x2?(m?1)x?2?0的解集是R,求m的范圍。 解析:要想應用上面的結論,就得保證是二次的,才有判別式,但二次項系數含有參數m,所以要討論 m-1是否是0。 (1)當m-1=0時,元不等式化為2>0恒成立,滿足題意;(2)m?1?0時,只需? ?m?1?0 ???(m?1)?8(m?1)?0,所以,m?[1,9)。 三、利用函數的最值(或值域) (1)f(x)?m對任意x都成立?f(x)min?m; (2)f(x)?m對任意x都成立?m?f(x)max。簡單計作:“大的大于最大的,小的小于最小的”。由此看出,本類問題實質上是一類求函數的最值問題。例3:在?ABC中,已知f(B)?4sinBsin(范圍。解析:由 ? ? B)?cos2B,且|f(B)?m|?2恒成立,求實數m的2f(B)?4sinBsin2(? ? B)?cos2B?2sinB?1,?0?B??,?sinB?(0,1],f(B)?(1,3],2 ?m?f(B)?2 ?|f(B)?m|?2恒成立,??2?f(B)?m?2,即?恒成立,?m?(1,3] ?m?f(B)?2 例4:(1)求使不等式a?sinx?cosx,x?[0,?]恒成立的實數a的范圍。解析:由于函a?sinx?cosx? 2sin(x? ? ?3?),x???[?,],顯然函數有最大值2,44 4?a?2。 如果把上題稍微改一點,那么答案又如何呢?請看下題:(2)求使不等式a?sinx?cosx,x? ? ?(0,)恒成立的實數a的范圍。 ? 解析:我們首先要認真對比上面兩個例題的區別,主要在于自變量的取值范圍的變化,這樣使得 y?sinx?cosx的最大值取不到2,即a取也滿足條件,所以a?2。 所以,我們對這類題要注意看看函數能否取得最值,因為這直接關系到最后所求參數a的取值。利 用這種方法時,一般要求把參數單獨放在一側,所以也叫分離參數法。四:數形結合法 對一些不能把數放在一側的,可以利用對應函數的圖象法求解。例5:已知a?0,a?1,f(x)?x?a,當x?(?1,1)時,有f(x)?解析:由f(x)?x?a? x x 恒成立,求實數a的取值范圍。2 1,得x2??ax,在同一直角坐標系中做出兩個函數的圖象,如果兩個函22 1122?1 數分別在x=-1和x=1處相交,則由1??a及(?1)??a得到a分別等于2和0.5,并作出函數 y?2x及y?()x的圖象,所以,要想使函數x2??ax在區間x?(?1,1)中恒成立,只須y?2x在22 區間x?(?1,1)對應的圖象在y?x?在區間x?(?1,1)對應圖象的上面即可。當a?1時,只有a?2 才能保證,而0?a?1時,只有a? 才可以,所以a?[,1)?(1,2]。 例6:若當P(m,n)為圓x2?(y?1)2?1上任意一點時,不等式m?n?c?0恒成立,則c的取值范圍是()A、?1?2?c? 2?1B、2?1?c?2? 12?1 C、c??2?1D、c? 解析:由m?n?c?0,可以看作是點P(m,n)在直線x?y?c?0的右側,而點P(m,n)在圓 x2?(y?1)2?1上,實質相當于是x2?(y?1)2?1在直線的右側并與它相離或相切。 ?0?1?c?0 ? ??|0?1?c|?c??1,故選D。?22?1??1同步練習 1?2x?a4x,其中a?R,1、設f(x)?lg如果x?(??.1)時,f(x)恒有意義,求a的取值范圍。 3分析:如果x?(??.1)時,f(x)恒有意義,則可轉化為1?2x?a4x?0恒成立,即參數分 1?2x 離后a??x??(2?x?2?2x),x?(??.1)恒成立,接下來可轉化為二次函數區間最值求 解。 解:如果x?(??.1)時,f(x)恒有意義?1?2x?a4x?0,對x?(??,1)恒成立.1?2x ?a??x??(2?x?2?2x)x?(??.1)恒成立。 1令t?2?x,g(t)??(t?t2)又x?(??.1)則t?(,??)?a?g(t)對t?(,??)恒成立,又 21133 g(t)在t?[,??)上為減函數,g(t)max?g()??,?a??。 22442、設函數是定義在(??,??)上的增函數,如果不等式f(1?ax?x2)?f(2?a)對于任意 x?[0,1]恒成立,求實數a的取值范圍。 分析:本題可利用函數的單調性把原不等式問題轉化為1?ax?x2?2?a對于任意x?[0,1]恒成立,從而轉化為二次函數區間最值求解。解: f(x)是增函數?f(1?ax?x2)?f(2?a)對于任意x?[0,1]恒成立 ?1?ax?x2?2?a對于任意x?[0,1]恒成立 ?x2?ax?1?a?0對于任意x?[0,1]恒成立,令g(x)?x2?ax?1?a,x?[0,1],所以原 問題?g(x)min?0,又g()xnim ?1?a,??????a?0,0)(??????0a??g ?2?a?a? ??(g,)?2?0?a?即g(x)min????a?1,?2?a?0易 2?4? ?2???????????a?2???,?2,???????????a?? 2求得a?1。 3、已知當x?R時,不等式a+cos2x<5-4sinx恒成立,求實數a的取值范圍。 方法一)分析:在不等式中含有兩個變量a及x,本題必須由x的范圍(x?R)來求另一變量a的范圍,故可考慮將a及x分離構造函數利用函數定義域上的最值求解a的取值范圍。 解:原不等式?4sinx+cos2x<-a+ 5當x?R時,不等式a+cos2x<5-4sinx恒成立?-a+5>(4sinx+cos2x)max 設f(x)=4sinx+cos2x則f(x)= 4sinx+cos2x=-2sin2x+4sinx+1=-2(sinx-1)2+3 ?3 ∴-a+5>3?a< 2方法二)題目中出現了sinx及cos2x,而cos2x=1-2sin2x,故若采用換元法把sinx換元成t,則可把原不等式轉化成關于t的二次不等式,從而可利用二次函數區間最值求解。 解:不等式a+cos2x<5-4sinx可化為 a+1-2sin2x<5-4sinx,令sinx=t,則t?[-1,1],?不等式a+cos2x<5-4sinx恒成立?2t-4t+4-a>0,t?[-1,1]恒成立。 設f(t)= 2t2-4t+4-a,顯然f(x)在[-1,1]內單調遞減,f(t)min=f(1)=2-a,?2-a>0?a<24、設f(x)=x2-2ax+2,當x?[-1,+?)時,都有f(x)?a恒成立,求a的取值范圍。 分析:在f(x)?a不等式中,若把a移到等號的左邊,則原問題可轉化為二次函數區間恒成立問題。 解:設F(x)= f(x)-a=x2-2ax+2-a.ⅰ)當?=(-2a)2-4(2-a)=4(a-1)(a+2)<0時,即-2 ⅱ)當?=4(a-1)(a+2)?0時由圖可得以下充要條件: ? ???0?(a?1)(a?2)?0?? ?f(?1)?0即?a?3?0 ?a??1,??2a ????1,? 2? 得-3?a?-2; 綜上所述:a的取值范圍為[-3,1]。 5、、當x?(1,2)時,不等式(x-1)2 分析:若將不等號兩邊分別設成兩個函數,則左邊為二次函數,右邊為對數函數,故可以采用數形結合借助圖象位置關系通過特指求解a的取值范圍。 解:設T1:f(x)=(x?1)2,T2:g(x)?logax,則T1的圖象為右圖所示的拋物線,要使對一切x?(1,2), f(x) T1的圖象一定要在T2的圖象所的下方,顯然a>1,并且必須也只 需g(2)?f(2) 故loga2>1,a>1,?1 分析:原方程可化成lg(x2+20x)=lg(8x-6a-3),從而得x2+20x=8x-6a-3>0,若將等號兩邊 分別構造函數即二次函數y= x+20x與一次函數y=8x-6a-3,則只需考慮這兩個函數的圖象在x軸上方恒有唯一交點即可。 解:令T1:y1= x2+20x=(x+10)2-100, T2:y2=8x-6a-3,則如圖 所示,T1的圖象為一拋物線,T2的圖象是一條斜率為定值8,而截距不定的直線,要使T1和T2在x軸上有唯一交點,則直線必須位于l1和l2之間。(包括l1但不包括l2) 當直線為l1時,直線過點(-20,0)此時縱截距為 3-6a-3=160,a=?; 61當直線為l2時,直線過點(0,0),縱截距為-6a-3=0,a=? 21163 ∴a的范圍為[?,?)。 627、對于滿足|p|?2的所有實數p,求使不等式x2+px+1>2p+x恒成立的x的取值范圍。 分析:在不等式中出現了兩個變量:x、P,并且是給出了p的范圍要求x的相應范圍,直接從x的不等式正面出發直接求解較難,若逆向思維把 p看作自變量,x看成參變量,則上述問題即可轉化為在[-2,2]內關于p的一次函數函數值大于0恒成立求參變量x的范圍的問題。 解:原不等式可化為(x-1)p+x2-2x+1>0,令 f(p)=(x-1)p+x2-2x+1,則原問題等價于 f(p)>0在p∈[-2,2]上恒成立,故有: ?x?1?0?x?1?0 方法一:?或?∴x<-1或x>3.?f(2)?0?f(?2)?0 方法二:??f(?2)?0??x2 ?4x?0即?f(2)??3?0 ??x2?1?0 解得:∴x<-1或x>3.6 ??x?3或x?1?x?1或x??1 函數和不等式結的恒成立問題的解法 “含參不等式恒成立問題”把不等式、函數、三角、幾何等內容有機地結合起來,其以覆蓋知識點多,綜合性強,解法靈活等特點而倍受高考、競賽命題者的青睞。另一方面,在解決這類問題的過程中涉及的“函數與方程”、“化歸與轉化”、“數形結合”、“分類討論”等數學思想對鍛煉學生的綜合解題能力,培養其思維的靈活性、創造性都有著獨到的作用恒成立問題的基本類型: 一、判別式法 若所求問題可轉化為二次不等式,則可考慮應用判別式法解題。一般地,對于二次函數f(x)?ax2?bx?c(a?0,x?R),有 1)f(x)?0對x?R恒成立???a?0; ???0?a?0x?R2)f(x)?0對恒成立??.??0?例1:若不等式(m?1)x2?(m?1)x?2?0的解集是R,求m的范圍。例2 設函數f(x)=mx-mx-1. (1)若對于一切實數x,f(x)<0恒成立,求m的取值范圍;(2)對于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范圍 二、最值法 將不等式恒成立問題轉化為求函數最值問題的一種處理方法,其一般類型有: 1)f(x)?a恒成立?a?f(x)min 2)f(x)?a恒成立?a?f(x)max 2例 1、若x???2,2?時,不等式x?ax?3?a恒成立,求a的取值范圍。 例2.設f(x)?x2?2mx?2,當x?[?1,??)時,f(x)?m恒成立,求實數m的取值范圍。 x2?2x?a,x?[1,??),若對任意x?[1,??),f(x)?0恒成鞏固.已知函數f(x)?x立,求實數a的取值范圍。 練習1:若不等式x2?2mx?2m?1?0對滿足x?[0,1]的取值范圍。的所有實數x都成立,求m練習2 已知f(x)?x2?ax?3?a,若x?[?2,2],f(x)?2恒成立,求a的取值范圍.三、分離變量法 若所給的不等式能通過恒等變形使參數與主元分離于不等式兩端,從而問題轉化為求主元函數的最值,進而求出參數范圍。這種方法本質也還是求最值,但它思路更清晰,操作性更強。一般地有: 1)f(x)?g(a)(a為參數)恒成立?g(a)?f(x)max 2)f(x)?g(a)(a為參數)恒成立?g(a)?f(x)max x2x例3.已知x????,1?時,不等式1?2?a?a?4?0恒成立,求a的取值范圍。 ?? 鞏固 已知函數f(x)?ax?圍。 注:分離參數后,方向明確,思路清晰能使問題順利得到解決。 四、變換主元法 處理含參不等式恒成立的某些問題時,若能適時的把主元變量和參數變量進行“換位”思考,往往會使問題降次、簡化。 4x?x2,x?(0,4]時f(x)?0恒成立,求實數a的取值范例1.對任意a?[?1,1],不等式x2?(a?4)x?4?2a?0恒成立,求x的取值范圍。 22.若不等式2x?1?mx?1對滿足m?2的所有m都成立,求x的取值范圍。?? 四、數形結合法 數學家華羅庚曾說過:“數缺形時少直觀,形缺數時難入微”,這充分說明了數形結合思想的妙處,在不等式恒成立問題中它同樣起著重要作用。我們知道,函數圖象和不等式有著密切的聯系: 1)f(x)?g(x)?函數f(x)圖象恒在函數g(x)圖象上方; 2)f(x)?g(x)?函數f(x)圖象恒在函數g(x)圖象下上方。 例.設f(x)?的取值范圍.y?kx?3k的圖象位于函數f(x)例2 已知函數f(x)?|x2?4x?5|,若在區間[?1,5]上,?x2?4x , g(x)?4x?1?a,若恒有f(x)?g(x)成立,求實數a3的上方,求k的取值范圍.練習已知函數f(x)?|x2?4x?5|,若在區間[?1,5]上,y?k(x?3)2的圖象位于函數f(x)的上方,求k的取值范圍 由此可以看出,對于參數不能單獨放在一側的,可以利用函數圖象來解。利用函數圖象解題時,思路是從邊界處(從相等處)開始形成的。綜合練習;例6 已知f(x)是定義在[-1,1]上的奇函數,且f(1)=1,若f(m)?f(n)?0m?nm,n?[?1,1],m?n?0時,若f(x)?t2?2at?1對于所有的x?[?1,1],a?[?1,1]恒成立,求實數t的取值范圍.課后作業: 若不等式|x?1|?|x?2|…a對任意x?R恒成立,則a的取值范圍是. 已知函數f(x)=1/a-1/x(a>0,x>0)(1)若f(x)在[m,n]上的值域是[m,n],求a的取值范圍,并求相應的m,n的值(2)若f(x)≤2x在(0,+無窮大)上恒成立,求a的取值范圍 龍源期刊網 http://.cn 構造直線巧破不等式恒成立問題 作者:蘇文云 來源:《學習與研究》2013年第05期 不等式恒成立,求解參變量取值范圍的問題,由于集不等式、方程、函數知識于一身,可以較好地考查學生的綜合素質與能力,因而,在高考中備受青睞,本文從構造直線人手,給出破解不等式恒成立問題的幾種簡便且有效的思維策略,用以拋磚引玉。 含參不等式恒成立問題的求解策略 授課人:李毅軍 “含參不等式恒成立問題”把不等式、函數、三角、幾何等內容有機地結合起來,其以覆蓋知識點多,綜合性強,解法靈活等特點而倍受高考、競賽命題者的青睞。另一方面,在解決這類問題的過程中涉及的“函數與方程”、“化歸與轉化”、“數形結合”、“分類討論”等數學思想對鍛煉學生的綜合解題能力,培養其思維的靈活性、創造性都有著獨到的作用?,F就結合實例談談這類問題的一般求解策略。 一、最值法 一般的,若函數f(x)在定義域為D,則當x∈D時,有f(x)≥M恒成立?f(x)min≥M;f(x)≤M恒成立?f(x)max≤M。因而,含參數不等式的恒成立問題常根據不等式的結構特征,恰當地構造函數,等價轉化為含參數的函數的最值討論。 例1:已知a>0,函數f(x)=ax-bx2,當b>1時,證明:對任意x∈[0,1],|f(x)| ≤1的充要條件是b-1≤a≤2b。 二、分離參數法 例2:設f(x)=lg??1?2x???(n?1)x?nxa??n?,其中a是實數,n是任意給定的自 ?然數且n≥2,若f(x)當x∈???,1?時有意義,求a的取值范圍。 一般地,利用最值分離參數法來確定不等式f(x,?)≥0,(x∈D ?為實參數)恒成立中參數取值范圍的基本步驟: (1)將參數與變量分離,即化為f1(?)≥f2(x)(或f2(?)≤f2(x))的形式;(2)求f2(x)在x∈D時的最大(或最小)值; (3)解不等式f1(?)≥f2max(x)(或≤f2min(x))得?的取值范圍。 練習1:已知定義在R上函數f(x)為奇函數,且在?0,???上是增函數,對于任意x∈R求實數m范圍,使f(cos2?-3)+f(4m-2mcos?)>0恒成立。 練習2:設0<a≤54,若滿足不等式|x-a|<b的一切實數x,亦滿足不等式| x-a 2| <12,求正實數b的取值范圍。 練習3:已知向量a=(x2,x+1),b=(1-x,t)。若函數f(x)=a·b在區間(-1,1)上是增函數,求t的取值范圍。 三、數形結合 數學家華羅庚曾說過:“數缺形時少直觀,形缺數時難入微”,這充分說明了數形結合思想的妙處,在不等式恒成立的問題中它同樣起著重要作用。我們知道,函數圖象和不等式有著密切的聯系: 1.f(x)>g(x)?函數f(x)圖象恒在函數g(x)圖象上方; 2.f(x)<g(x)?函數f(x)圖象恒在函數g(x)圖象下方。 例3:若不等式3x2-logax<0在x∈??1??0,3??內恒成立,求實數a的取值范圍。 練習:設f(x)=?x2?4x,g(x)=43x+1-a,若恒有f(x)≤g(x)成立,求實數a的取值范圍。 四、主參換位法 某些含參不等式恒成立問題,在分離參數會遇到討論的麻煩或者即使能容易分離出參數與變量,但函數的最值卻難以求出時,可考慮變換思維角度。即把變元與參數換個位置,再結合其它知識,往往會取得出奇制勝的效果。 例4:若對于任意a∈??1,1?,函數f(x)=x2(a-4)x+4-2a的值恒大于0,求x的取值范圍。 五、利用集合與集合間的關系 在給出的不等式中,若能解出已知取值范圍的變量,就可利用集合與集合之間的包含關系來求解,即:[m,n]?[f(a),g(a)],則f(a)≤m且g(a)≥n,不等式的解即為實數a的取值范圍。 例5:當x∈??1??3,3??時,|logax|<1恒成立,求實數a的取值范圍。 六、課后練習 1.已知函數f(x)=lg???x?ax?2???,若對任意x∈?2,???恒有f(x)>0,試確定a的取值 范圍。 2.若(x,y)滿足方程x2+(y-1)2=1,不等式x+y+c≥0恒成立,求實數c的取值范圍。 n??3.若不等式???1?1?n??≤e對任意的n∈N*都成立,其中e是自然對數的底數,求?的最大值。 4.定義在R上的單調函數f(x)滿足f(3)=log23且對任意x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y),(1)求證f(x)為奇函數; (2)若f(k·3x)+f(3x-9x-2)<0對任意x∈R恒成立,求實數k的取值范圍。第二篇:精題精選函數、不等式恒成立問題解法
第三篇:高一數學函數和不等式中恒成立問題的教案
第四篇:構造直線巧破不等式恒成立問題
第五篇:含參不等式恒成立問題的求解策略