恒成立问题----不等式恒成立、能成立、恰成立问题分析及应用(例题+练习+答案)

恒成立问题----不等式恒成立、能成立、恰成立问题分析及应用(例题+练习+答案)
恒成立问题----不等式恒成立、能成立、恰成立问题分析及应用(例题+练习+答案)

不等式恒成立、能成立、恰成立问题分析及应用

一、不等式恒成立问题的处理方法 1、转换求函数的最值:

(1)若不等式A x f >)(在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上A x f >min )(,即)(x f 的下界大于A

(2)若不等式B x f <)(在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上B x f

例1.设22)(2+-=ax x x f ,当[)+∞-∈,1x 时,都有a x f ≥)(恒成立,求a 的取值范围.

例2.已知x

a

x x x f ++=2)(2对任意[)+∞∈,1x ,0)(≥x f 恒成立,试求实数a 的取值范围.

例3.R 上的函数)(x f 既是奇函数,又是减函数,且当)2

,

0(π

θ∈时,有

0)22()sin 2(cos 2>--++m f m f θθ恒成立,求实数m 的取值范围.

例4.已知函数)0(ln )(4

4>-+=x c bx x ax x f 在1=x 处取得极值c --3,其中b a 、为

常数.

(1)试确定b a 、的值;

(2)讨论函数)(x f 的单调区间;

(3)若对任意0>x ,不等式2

2-)(c x f ≥恒成立,求c 的取值范围.

2、主参换位法

例5.若不等式01<-ax 对[]2,1∈x 恒成立,求实数a 的取值范围.

例6.若对于任意1≤a ,不等式024)4(2>-+-+a x a x 恒成立,求实数x 的取值范围.

例7.已知函数1)1(2

33)(2

3+++-=

x a x x a x f ,其中a 为实数.若不等式1)('2+-->a x x x f 对任意),0(+∞∈a 都成立,求实数x 的取值范围.

3、分离参数法

(1)将参数与变量分离,即化为)()(x f g ≥λ(或)()(x f g ≤λ)恒成立的形式; (2)求)(x f 在D x ∈上的最大(或最小)值;

(3)解不等式max )()(x f g ≥λ(或min )()(x f g ≤λ),得λ的取值范围. 适用题型:(1)参数与变量能分离;(2)函数的最值易求出。

例8.当)2,1(∈x 时,不等式042

<++mx x 恒成立,求m 的取值范围.

例9.已知函数33

1)(23

+++=

x bx ax x f ,其中0≠a . (1)当b a 、满足什么条件时,)(x f 取得极值?

(2)已知0>a ,且)(x f 在区间(]1,0上单调递增,试用a 表示出b 的取值范围.

4、数形结合

例10.若对任意R x ∈,不等式ax x ≥恒成立,则实数a 的取值范围是________.

例11.当)2,1(∈x 时,不等式x x a log )1(2<-恒成立,求a 的取值范围.

二、不等式能成立问题的处理方法

若在区间D 上存在实数x 使不等式A x f >)(成立,则等价于在区间D 上A x f >max )(; 若在区间D 上存在实数x 使不等式B x f <)(成立,则等价于在区间D 上的B x f

例13.若关于x 的不等式32

-≤--a ax x 的解集不是空集,求实数a 的取值范围.

例14.已知函数x ax x x f 22

1ln )(2

--

=(0≠a )存在单调递减区间,求a 的取值范围.

三、不等式恰好成立问题的处理方法

例15.不等式012

>++bx ax 的解集为?

?????<<-311x x 则=ab ___________.

例16.已知x

a

x x x f ++=2)(2当[)+∞∈,1x ,)(x f 的值域是[)+∞,0,试求实数a 的值.

例17.已知两函数k x x x f -+=168)(2

,x x x x g 452)(2

3

++=,其中k 为实数. (1)对任意[]3,3-∈x ,都有)()(x g x f ≤成立,求k 的取值范围; (2)存在[]3,3-∈x ,使)()(x g x f ≤成立,求k 的取值范围; (3)对任意[]3,3,21-∈x x ,都有)()(21x g x f ≤,求k 的取值范围.

不等式恒成立、能成立、恰成立问题专项练习

1.若不等式0)1(3)1()1(2<-+--+m x m x m 对任意实数x 恒成立,求实数m 取值范围.

2.已知不等式22

6

2

2>++++x x kx kx 对任意的R x ∈恒成立,求实数k 的取值范围.

3.设函数a x x x x f -+-=62

9)(2

3

.对于任意实数x ,m x f ≥)('恒成立,求m 的最大值.

4.对于满足2≤a 的所有实数a ,求使不等式x a ax x 212

+>++恒成立的x 的取值范围.

5.已知不等式022

>+-a x x 对任意实数[]3,2∈x 恒成立,求实数a 的取值范围.

6.对任意的[]2,2-∈a ,函数a x a x x f 24)4()(2-+-+=的值总是正数,求x 的取值范围.

7.若不等式0log 2<-x x m 在)2

1,0(内恒成立,则实数m 的取值范围________________.

8.不等式)4(x x ax -≤在[]3,0∈x 内恒成立,求实数a 的取值范围.

9.不等式022

<-+k kx 有解,求k 的取值范围.

10.对于不等式a x x <++-12,存在实数x ,使此不等式成立的实数a 的集合是M ;对于任意[]5,0∈x ,使此不等式恒成立的实数a 的集合为N ,求集合M ,N .

11.①对一切实数x ,不等式a x x >+--23恒成立,求实数a 的范围. ②若不等式a x x >+--23有解,求实数a 的范围. ③若方程a x x =+--23有解,求实数a 的范围.

12.①若y x ,满足方程1)1(2

2=-+y x ,不等式0≥++c y x 恒成立,求实数c 的范围. ②若y x ,满足方程1)1(2

2=-+y x ,0=++c y x ,求实数c 的范围.

13.设函数b x ax x x f +++=2342)(,(R x ∈),其中R b a ∈,.若对于任意的[]2,2-∈a ,不等式1)(≤x f 在[]1,1-∈x 上恒成立,求b 的取值范围.

14.设函数a ax x a x x f 244)1(3

1)(23

+++-=

,其中常数1>a ,若当0≥x 时,0)(>x f 恒成立,求a 的取值范围.

15.已知向量),1(),1,(2t x b x x a -=+=。若函数b a x f ?=)(在区间)1,1(-上是增函数,求t 的取值范围.

不等式恒成立、能成立、恰成立问题 参考答案

例1、解:a 的取值范围为[-3,1]

例2、解:等价于

()022

≥++=a x x x ?对任意[)+∞∈,1x 恒成立,又等价于1≥x 时,()x ?的最小值0≥成立.

由于

()()112

-++=a x x ?在[)+∞,1上为增函数, 则()()31min +==a x ??,所以 3,03-≥≥+a a

例3、解:由(

)()022sin 2cos

2

>--++m f m f θθ得到:

()

()22sin 2cos 2--->+m f m f θθ因为()x f 为奇函数,

故有

()

()22sin 2cos 2

+>+m f m f θθ恒成立, 又因为()x f 为R 减函数,从而有22sin 2cos 2

+<+m m θθ对

?

?? ?

?∈2,0πθ恒成立

设t =θsin ,则01222

>++-m mt t 对于()1,0∈t 恒成立,

在设函数

()1222

++-=m mt t t g ,对称轴为m t =. ①当0<=m t 时,()0120≥+=m g ,

21-

≥m ,又0

21

<≤-m (如图1)

②当[]1,0∈=m t ,即10≤≤m 时,

()012442<+-=?m m m ,即0122<--m m ,

∴2121+<<-m ,又[]1,0∈m ,∴10≤≤m (如图2)

③当1>=m t 时,()0212211>=++-=m m g 恒成立.∴1>m (如图3)

故由①②③可知:

21-

≥m .

例4、解:(1)(2)略(3)由(2)知,)(x f 在1=x 处取得极小值c f --=3)1(,此极小

t g(t)

o

·

1

图1

t=m t

g(t) o

· 1

图2

t=m

t

g(t) o

·

1

图3

t=m

值也是最小值.要使

)0(2)(2

>-≥x c x f 恒成立,只需223c c -≥--.即0322≥--c c , 从而0)1)(32(≥+-c c . 解得

23≥

c 或1-≤c . ∴c 的取值范围为)

,23

[]1,(+∞--∞ .

例5、解:

1

2a <

例6、解:(,1)(3,)x ∈-∞?+∞

例7、解析:由题设知“

22

3(1)1ax x a x x a -++>--+对?(0)a ∈+∞,都成立,即22(2)20a x x x +-->对?(0)a ∈+∞,都成立。设22()(2)2g a x a x x =+--(a R ∈),

则()g a 是一个以a 为自变量的一次函数。2

20x +> 恒成立,则对?x R ∈,()g a 为R 上

的单调递增函数。 所以对?(0)a ∈+∞,

,()0g a >恒成立的充分必要条件是(0)0g ≥,220x x --≥,∴20x -≤≤,于是x 的取值范围是{|20}x x -≤≤。

例8、解析: 当(1,2)x ∈时,由2

40x mx ++<得

24x m x +<-.令244

()x f x x x x +==+,则易知()f x 在(1,2)上是减函数,所以[1,2]x ∈时

()(1)5max

f x f ==,则2m i n 4

()5x x

+->-∴5m ≤-.

例9、解析:(1)2a b >(2))(x f 在区间(0,1]上单调递增

?2'()210f x ax bx =++≥在(0,1]上恒成立?

1,(0,1]22ax b x x ≥-

-∈恒成立?max 1

()22ax b x ≥--,(0,1]x ∈。

设1()22ax g x x =--,

2

221()1'()222a x a a g x x x -=-+=-

, 令'()0g x =得

1x a =

或1

x a =-(舍去),

当1>a 时,101a <<,当1(0,)x a ∈时'()0g x >,1()22ax g x x =--

单调增函数; 当

1(

,1]x a ∈时'()0g x <,1()22ax g x x =--

单调减函数,

max ()g x =

1

(

)g a a =-。∴b a ≥-。

当01a <≤时,11a ≥,此时'()0g x ≥在区间(0,1]恒成立,所以1()22ax g x x =--

在区间(0,1]上单调递增,∴max ()g x =

1(1)2a g +=-

,∴1

2a b +≥-

综上,当1>a 时, b a ≥-; 当01a <≤时,1

2a b +≥-

例10、解析:对?x R ∈,不等式||x ax ≥恒成立

则由一次函数性质及图像知11a -≤≤,即11a -≤≤。 例11、解:1

例13、第二个填空是不等式能成立的问题. 设

()a ax x x f --=2

.则关于x 的不等式32-≤--a ax x 的解集不是空集()3-≤?x f 在()+∞∞-,上能成立()3min -≤?x f ,

即(),

3442

min -≤+-=a a x f 解得6a ≤-或2a ≥

例14、解:x ax x x h b 221ln )(,22--==时,则.

1221)(2x x ax ax x x h -+-=--='

因为函数

()

h x 存在单调递减区间,所以()0h x '

<有解.由题设可知,()x h 的定义域是

()+∞,0 ,

而()0<'x h 在()+∞,0上有解,就等价于()0<'

x h 在区间()+∞,0能成立,即

x x

a 2

12

->

, ()+∞∈,0x 成立, 进而等价于()x u a min >成立,其中

()x x x u 2

12-=

.

由()x x x u 212-=1

112

-???

??-=x 得,()1min -=x u .于是,1->a ,

由题设0≠a ,所以a 的取值范围是()()+∞-,00,1 例15、解:6

||

y x =||y x =y ax

=y ax

=x

y

O

例16、解:是一个恰成立问题,这相当于()0

22≥++=x a x x x f 的解集是[)+∞∈,1x . 当0≥a 时,由于1≥x 时, ()3

222≥++=++=x a

x x a x x x f ,与其值域是[)+∞,0矛盾, 当0

22++=++=x a

x x a x x x f 是[

)+∞,1上的增函数,所以,()x f 的最小值为()1f ,令()01=f ,即.3,021-==++a a

例17、解析:(1)设h(x)=g(x)-f(x)=2x2-3x2-12x+k ,问题转化为x ∈[-3,3]时,h(x)≥0恒成立,故h min (x)≥0.令h′ (x)=6x2-6x-12=0,得x= -1或2。

由h(-1)=7+k ,h(2)=-20+k ,h(-3)=k-45,h(3)=k-9,故h min (x)=-45+k ,由k-45≥0,得k≥45. (2)据题意:存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,即为:h(x)=g(x)-f(x)≥0在x ∈[-3,3]有解,故h max (x)≥0,由(1)知h max (x )=k+7,于是得k≥-7。

(3)它与(1)问虽然都是不等式恒成立问题,但却有很大的区别,对任意x1,x2∈[-3,3],

都有f (x1)≤g(x2)成立,不等式的左右两端函数的自变量不同,x1,x2的取值在[-3,3]上具有任意性,因而要使原不等式恒成立的充要条件是:

]3,3[,)()(min max ??x ?x g x f -∈≤,由g′(x)=6x2+10x+4=0,得x=-32

或-1,易得

21)3()(min -=-=g x g ,又f(x)=8(x+1)2-8-k ,]3,3[?

x -∈. 故.120)3()(max k f x f -==令120-k≤-21,得k≥141。 专项练习:

1、解:

)

1113,(-

-∞ 2、解:)10,2[

3、解析:'2()396f x x x =-+, 对?x R ∈,'()f x m ≥, 即

239(6)0x x m -+-≥在x R ∈上恒成立, ∴8112(6)0m ?=--≤, 得

34m ≤-

,即m 的最大值为3

4-

4、解:不等式即(x-1)p+x2-2x+1>0,设f(p)= (x-1)p+x2-2x+1,则f(p)在[-2,2]上恒大于0,故有:

???>>-)2(0)2(f f 即?????

>->+-0103422

x x x 解得:?

??-<><>1113x x x x 或或∴x<-1或x>3. 5、解:0>a 6、解:),4()0,(+∞?-∞∈x 7、解:)

1,161

[

y

ax y =

8、解:画出两个凼数

ax y =和)4(x x y -=在]3,0[∈x

上的图象如图知当3=x 时3=y ,

33=

a

33≤

a ]3,0[∈x 时总有)4(x x ax -≤所以33

a

9、解:不等式2

20kx k +-<有解2

(1)2k x ?+<有

解22

1k x ?<

+有解

2m a x 22

1k x ??

?<= ?+??,所以(2)k ∈-∞,

。 10、解:由21(1)()213(12)21(2).x x f x x x x x x -+<-=-++=-->??

???≤≤,,

又()a f x >有解

min ()3a f x ?>=, 所以

{3}

M a a =>.令

()

g x 21[05]

()

x x x a g x =-++∈>,,,恒成立

max ()(5)9a g x g ?>==.所以{9}N a a =>

11、解:①5-

c ②]21,21[+---∈c

13、解:322

()434(434)f x x ax x x x ax '=++=++由条件[]22a ∈-,可知

29640a ?=-<,从而24340x ax ++>恒成立.当0x <时,()0f x '<;当0x >时,

()0f x '>.因此函数()f x 在[]11

-,上的最大值是(1)f 与(1)f -两者中的较大者. 为使对任意

[]

22a ∈-,,不等式()1f x ≤在

[]11-,上恒成立,当且仅当max ()1f x ≤,

即(1)1(1)1f f ≤-≤???,即22b a

b a ≤--≤-+???在[]22a ∈-,上恒成立.即min min (2)(2)b a b a ≤--≤-+???,[]22a ∈-,

所以4b ≤-,因此满足条件的b 的取值范围是

(]4--∞,.

14、解:(II )由(I )知,当0≥x 时,)(x f 在a x 2=或0=x 处取得最小值。

a a a a a a a f 2424)2)(1()2(31)2(23+?++-=a

a a 24434

23++-=;a f 24)0(=

则由题意得

??

?

??>>>,0)0(,0)2(1f a f a 即

????

???>>-+->.

024,0)6)(3(34,1a a a a a 解得 16a << ∴ (1,6)a ∈。

15、解:依定义t tx x x x t x x x f +++-=++-=232)1()1()(。则t x x x f ++-='23)(2

若)(x f 在(-1,1)上是增函数,则在(-1,1)上可设0)(≥'x f 恒成立。

∴0)(≥'x f x x t 232-≥?在(-1,1)上恒成立。

考虑函数x x x g 23)(2

-=,(如图)

由于)(x g 的图象是对称轴为

31

=

x ,开口向上的抛物线,

故要使x x t 232

-≥在(-1,1)上恒成立)1(-≥?g t ,即5≥t 。

而当5≥t 时,)(x f '在(-1,1)上满足)(x f '>0,

即)(x f 在(-1,1)上是增函数。故t 的取值范围是5≥t .

· o

x

· 1

· -1 y

·

g(x)

31=

x

不等式恒成立问题

不等式恒成立问题 一、 教学目标 1、 知识目标;掌握不等式恒成立问题求参数的范围的求解方法并会运用 2、 能力目标;培养学生分析问题解决问题的能力 3、 情感目标;优化学生的思维品质 二、 教学重难点 1、教学的重点;不等式恒成立问题求参数的范围的求解方法并会运用 2、教学的难点;不等式恒成立问题求参数的范围的求解方法的选择 三、 教学方法:高三复习探究课:学生研讨探究----学生归纳小结-----学生巩 固练习----学生变式探究---学生总结 四、 教学过程 1、 引人 高三数学复习中的不等式恒成立问题,涉及到函数的性质、图象, 渗透着换元、化归、数形结合、函数方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,因此备受命题者的青睐,也成为历年高考的一个热点。我们今天这堂课来研究不等式恒成立求参数的取值范围问题的求解方法。引入课题 2、新课 下面我们来看例1例1、对一切实数x ]1,1[-∈,不等式 a x a x 24)4(2-+-+>0恒成立,求实数a 的取值范围(由学生完成) 由一个基本题得到不等式恒成立问题求参数的范围的求解方法 解法一;分离参数 由原不等式可得:a(x-2) > -x 2+4x-4 , 又因为x ∈[-1,1] ,x-2∈[-3,-1] a<2-x 又因为x ∈[-1,1],所以 a<1. 解法二;分类讨论、解不等式

(x-2)[x-(2-a)]>0 当a=0时不等式恒成立 当a<0 时x>2-a 或x<2 不等式恒成立 当a>0时x>2 或x<2-a 所以2-a>1 即a<1 所以a<1时不等式恒成立 解法三;构造函数求最值 设f(x)=x2+(a-4)x+4-2a 当(4-a)/2∈[-1,1],即a∈[2,6]时 -a2<0 不成立,舍弃; 当a>6时,f(-1)=1-a+4+4-2a>0 a<3 不成立,舍弃; 当a<2时,f(1)=1+a-4+4-2a=1-a>0 a<1 综上得:a<1 解法四;构造方程用判别式韦达定理根的分布 设x2+(a-4)x+4-2a=0 方程无实根或有两实根两根小于-1或两根大于1 △=(a-4)2-4(4-2a)=a2≥0 所以1-(a-4)+4-2a>0且(4-a)/2<-1 或1+(a-4)+4-2a>0 且(4-a)/2>16且a<3 或a<1且a<2, 所以a<1 解法五;数形结合(用动画来演示 a(x-2)>-x2+4x-4 设y=a(x-2) 和y=-x2+4x-4 分别作两函数的图象

函数不等式恒成立问题经典总结

函数、不等式恒成立问题解法(老师用) 恒成立问题的基本类型: 类型1:设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f ,(对于任意实数R 上恒成立) (1)R x x f ∈>在0)(上恒成立00?且a ; (2)R x x f ∈<在0)(上恒成立00a 时,],[0)(βα∈>x x f 在上恒成立?????>>-?????<- ?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或, ],[0)(βα∈x x f 在上恒成立?? ?>>?0 )(0 )(βαf f ],[0)(βα∈- ?????<-?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或 类型3: αα>?∈>min )()(x f I x x f 恒成立对一切 αα>?∈?∈>的图象的上方或的图象在恒成立对一切 恒成 一、用一次函数的性质 对于一次函数],[,)(n m x b kx x f ∈+=有: ?? ?<>?>0 )(0 )(0)(,0)(0)(0)(n f m f x f n f m f x f 恒成立恒成立 例1:若不等式)1(122 ->-x m x 对满足22≤≤-m 的所有m 都成立,求x 的范围。 解析:我们可以用改变主元的办法,将m 视为主变元,即将元不等式化为:0)12()1(2 <---x x m ,;令)12()1()(2 ---=x x m m f ,则22≤≤-m 时,0)(

关于不等式恒成立问题的几种求解方法

关于不等式恒成立问题的几种求解方法 不等式恒成立问题,在高中数学中较为常见。这类问题的解决涉及到一次函数、二次函数、三角函数、指数与对数函数等函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用。 不等式恒成立问题在解题过程中有以下几种求解方法:①一次函数型;②二次函数型;③变量分离型;④数形结合型。 下面我们一起来探讨其中一些典型的问题 一、一次函数型——利用单调性求解 例1、若不等式对满足的所有实数m都成立,求x的取值范围。 若对该不等式移项变形,转化为含参数m的关于x的一元二次不等式,再根据对称轴和区间位置关系求对应的二次函数的最小值,利用最小值大于零求解。这样得分好几种情况讨论,这思路应该说从理论上是可行的,不过运算量不小。能不能找出不需要讨论的方法解决此问题呢?若将不等式右边移到左边,然后将新得到的不等式左边看做关于m的一次函数,借助一次函数的图像直线(其实是线段)在m轴上方只需要线段的两个端点在上方即可。 分析:在不等式中出现了两个字母:x及m,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。显然可将m视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于m的一次函数大于0恒成立的问题。 解:原不等式转化为(1-x2)m+2x-1>0在|m|2时恒成立, 设f(m)= (1-x2)m+2x-1,则f(m)在[-2,2]上恒大于0,故有: 此类题本质上是利用了一次函数在区间[a,b]上的图象是一线段,故只需保证该线段两端点均在m轴上方(或下方)即可。 给定一次函数y=f(x)=ax+b(a≠0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,则根据函数的图象(线段)(如下图)可得上述结论等价于 ⅰ),或ⅱ) 可合并成 同理,若在[m,n]内恒有f(x)0恒成立;f(x)3;

高中不等式的证明方法

不等式的证明方法 不等式的证明是高中数学的一个难点,证明方法多种多样,近几年高考出现较为形式较为活跃,证明中经常需与函数、数列的知识综合应用,灵活的掌握运用各种方法是学好这部分知识的一个前提,下面我们将证明中常见的几种方法作一列举。 注意ab b a 22 2 ≥+的变式应用。常用2 222b a b a +≥ + (其中+ ∈R b a ,)来解决有关根式不等式的问题。 一、比较法 比较法是证明不等式最基本的方法,有做差比较和作商比较两种基本途径。 1、已知a,b,c 均为正数,求证: a c c b b a c b a ++ +++≥++1 11212121 证明:∵a,b 均为正数, ∴ 0) (4)(44)()(14141)(2 ≥+=+-+++=+-+-b a ab b a ab ab b a a b a b b a b a b a 同理 0)(41 4141)(2 ≥+= +-+-c b bc c b c b c b ,0) (414141)(2 ≥+=+-+-c a ac a c a c a c 三式相加,可得 01 11212121≥+-+-+-++a c c b b a c b a ∴a c c b b a c b a ++ +++≥++111212121 二、综合法 综合法是依据题设条件与基本不等式的性质等,运用不等式的变换,从已知条件推出所要证明的结论。 2、a 、b 、),0(∞+∈c ,1=++c b a ,求证: 31222≥ ++c b a 证:2 222)(1)(3c b a c b a ++=≥++?∴ 2222)()(3c b a c b a ++-++0 )()()(222222222222≥-+-+-=---++=a c c b b a ca bc ab c b a 3、设a 、b 、c 是互不相等的正数,求证:)(4 4 4 c b a abc c b a ++>++ 证 : ∵ 2 2442b a b a >+ 2 2442c b c b >+ 2 2442a c a c >+∴ 222222444a c c b b a c b a ++>++ ∵ c ab c b b a c b b a 2 2222222222=?>+同理:a bc a c c b 222222>+ b ca b a a c 222222>+ ∴ )(222222c b a abc a c c b b a ++>++ 4、 知a,b,c R ∈,求证: )(22 2 2 2 2 2 c b a a c c b b a ++≥++ ++ + 证明:∵ ) (2 2 2 2 2 2 2 2)(22b a b a b a b a ab ab +≥++≥+∴≥+

不等式恒成立问题的基本类型及常用解法 - 副本

不等式恒成立问题基本类型及常用解法 类型1:设f(x)=ax+b f(x) >0在x ∈[]n m ,上恒成立? ???0 )(0)( n f m f f(x) <0在x ∈[]n m ,上恒成立??? ?0)(0)( n f m f . 例1. 设y=(log 2x)2+(t-2)log 2x-t+1,若t 在[-2,2]上变化,y 恒取正值,求实数x 的取值范围。 例2. 对于 -1≤a ≤1,求使不等式(21)ax x +2<(2 1)12-+a x 恒成立的x 的取值范围。 类型2:设f(x)=ax 2+bx+c (a ≠0) f(x) >0在x ∈R 上恒成立?a >0 且△<0; f(x) <0在x ∈R 上恒成立?a <0 且△<0. 说明:①.只适用于一元二次不等式 ②.若未指明二次项系数不等于0,注意分类讨论. 例3.不等式3 642222++++x x m mx x <1对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围。

类型3:设f(x)=ax 2+bx+c (a ≠0) (1) 当a >0时 ① f(x) >0在x ∈[]n m ,上恒成立 ??????≤-0)(2 m f m a b 或??????-o n a b m 2或?????≥-0)(2 n f n a b ??????≤-0)(2 m f m a b 或△<0或?????≥-0 )(2 n f n a b . ② f(x) <0在x ∈[]n m ,上恒成立?? ??0)(0)( n f m f . (2) 当a <0时 ① f(x) >0在x ∈[]n m ,上恒成立? ? ? ?0)(0)( n f m f ② f(x) <0在x ∈[]n m ,上恒成立 ??????≤-0)(2 m f m a b 或??????-o n a b m 2或?????≥-0)(2 n f n a b ??????≤-0)(2 m f m a b 或△<0或?????≥-0 )(2 n f n a b . 说明:只适用于一元二次不等式. 类型4:a >f(x) 恒成立对x ∈D 恒成立?a >f(x)m ax , a <f(x)对x ∈D 恒成立? a <f(x)m in . 说明:①. f(x) 可以是任意函数 ②.这种思路是:首先是---分离变量,其次用---极端值原理。把问题转化为求函数的最值,若f(x)不存 在最值,可求出f(x)的范围,问题同样可以解出。 例4.(2000.上海)已知f(x)=x a x x ++22 >0在x ∈[)+∞,1上恒成立,求实数a 的取值范围。

导数在处理不等式的恒成立问题(一轮复习教案)

学习过程 一、复习预习 考纲要求: 1.理解导数和切线方程的概念。 2.能在具体的数学环境中,会求导,会求切线方程。 3.特别是没有具体点处的切线方程,如何去设点,如何利用点线式建立直线方程。4.灵活应用建立切线方程与其它数学知识之间的内在联系。

5. 灵活应用导数研究函数的单调性问题 二、知识讲解 1.导数的计算公式和运算法则 几种常见函数的导数:0'=C (C 为常数);1 )'(-=n n nx x (Q n ∈); x x cos )'(sin =; x x sin )'(cos -=;1(ln )x x '= ; 1(log )log a a x e x '=, ()x x e e '= ; ()ln x x a a a '= 求导法则:法则1 [()()]()()u x v x u x v x ±'='±'.

法则2 [()()]()()()()u x v x u x v x u x v x '='+', [()]'()Cu x Cu x '= 法则3: ' 2 '' (0)u u v uv v v v -??=≠ ??? 复合函数的导数:设函数()u x ?=在点x 处有导数()x u x ?'=',函数()y f u =在点x 的对应点u 处有导 数()u y f u '=',则复合函数(())y f x ?=在点x 处也有导数,且x u x u y y '''?= 或(())()()x f x f u x ??'='?' 2.求直线斜率的方法(高中范围内三种) (1) tan k α=(α为倾斜角); (2) 1212 ()() f x f x k x x -= -,两点1122(,()),(,())x f x x f x ; (3)0()k f x '= (在0x x =处的切线的斜率); 3.求切线的方程的步骤:(三步走) (1)求函数()f x 的导函数()f x '; (2)0()k f x '= (在0x x =处的切线的斜率); (3)点斜式求切线方程00()()y f x k x x -=-; 4.用导数求函数的单调性: (1)求函数()f x 的导函数()f x '; (2)()0f x '>,求单调递增区间; (3)()0f x '<,求单调递减区间; (4)()0f x '=,是极值点。 考点一 函数的在区间上的最值 【例题1】:求曲线29623-+-=x x x y 在)5,2(上的最值 。 【答案】:最大值为18,最小值为-2. 【解析】:∵根据题意09123'2=+-=x x y ,∴3,121==x x ,由函数的单调性,当11=x ,2=y , 取得极大值;当32=x ,2-=y ,取得极小值;当5=x ,18=y 。所以最大值为18,最小值为-2.

不等式恒成立或有解问题的解决策略

不等式恒成立或有解问题的解决策略 恒成立与有解问题的解决策略大致分四类: ①构造函数,分类讨论; ②部分分离,化为切线; ③完全分离,函数最值; ④换元分离,简化运算; 在求解过程中,力求“脑中有‘形’,心中有‘数’”.依托端点效应,缩小范围,借助数形结合,寻找临界. 一般地,不等式恒成立、方程或不等式有解问题设计独特,试题形式多样、变化众多,涉及到函数、不等式、方程、导数、数列等知识,渗透着函数与方程、等价转换、分类讨论、换元等思想方法,有一定的综合性,属于能力题,在提升学生思维的灵活性、创造性等数学素养起到了积极的作用,成为高考的一个热点. 【考点突破】 【典例1】(2018届石家庄高中毕业班教学质量检测)已知函数()()()121x f x axe a x =-+-. (1)若1a =,求函数()f x 的图象在点()0,(0)f 处的切线方程; (2)当0x >时,函数()0f x ≥恒成立,求实数a 的取值范围. 【解析】(Ⅰ)若1a =,则)12(2)(--=x xe x f x ,4)('-+=x x e xe x f 当0=x 时,2)(=x f ,3)('-=x f , ………﹝导数的几何意义的应用﹞ 所以所求切线方程为23+-=x y 。 (Ⅱ)思路一:()()()121x f x axe a x =-+-,)1(2)1()('+-+=a e x a x f x , 由条件可得,首先0)1(≥f ,得01 1 >-≥ e a , 令()'()(1)2(1)x h x f x a x e a ==+-+,则 '()(2)0x h x a x e =+>恒为正数,所以()'()h x f x =单调递增,………﹝高阶导数的灵活应用﹞ 而02)0('<--=a f ,0222)1('≥--=a ea f ,所以)('x f 存在唯一根0(0,1]x ∈,使得函数)(x f 在),0(0x 上单调递减,在)(0∞+x 上单调递增, ………﹝极值点不可求,虚拟设根﹞

不等式典型例题之基本不等式的证明

5.3、不等式典型例题之基本不等式的证明——(6例题) 雪慕冰 一、知识导学 1.比较法:比较法是证明不等式的最基本、最重要的方法之一,它是两个实数大小顺序和运算性质的直接应用,比较法可分为差值比较法(简称为求差法)和商值比较法(简称为求商法). (1)差值比较法的理论依据是不等式的基本性质:“a-b≥0a≥b;a-b≤0a≤b”.其一般步骤为:①作差:考察不等式左右两边构成的差式,将其看作一个整体;②变形:把不等式两边的差进行变形,或变形为一个常数,或变形为若干个因式的积,或变形为一个或几个平方的和等等,其中变形是求差法的关键,配方和因式分解是经常使用的变形手段;③判断:根据已知条件与上述变形结果,判断不等式两边差的正负号,最后肯定所求证不等式成立的结论.应用范围:当被证的不等式两端是多项式、分式或对数式时一般使用差值比较法. (2)商值比较法的理论依据是:“若a,b∈R + ,a/b≥1a≥b;a/b≤1a≤b”.其一般步骤为:①作商:将左右两端作商;②变形:化简商式到最简形式;③判断商与1的大小关系,就是判定商大于1或小于1.应用范围:当被证的不等式两端含有幂、指数式时,一般使用商值比较法. 2.综合法:利用已知事实(已知条件、重要不等式或已证明的不等式)作为基础,借助不等式的性质和有关定理,经过逐步的逻辑推理,最后推出所要证明的不等式,其特点和思路是“由因导果”,从“已知”看“需知”,逐步推出“结论”.即从已知A逐步推演不等式成立的必要条件从而得出结论B. 3.分析法:是指从需证的不等式出发,分析这个不等式成立的充分条件,进而转化为判定那个条件是否具备,其特点和思路是“执果索因”,即从“未知”看“需知”,逐步靠拢“已知”.用分析法证明书写的模式是:为了证明命题B成立,只需证明命题B1为真,从而有…,这只需证明B2为真,从而又有…,……这只需证明A为真,而已知A为真,故B必为真.这种证题模式告诉我们,分析法证题是步步寻求上一步成立的充分条件. 4.反证法:有些不等式的证明,从正面证不好说清楚,可以从正难则反的角度考虑,即要证明不等式A>B,先假设A≤B,由题设及其它性质,推出矛盾,从而肯定A>B.凡涉及到的证明不等式为否定命题、惟一性命题或含有“至多”、“至少”、“不存在”、“不可能”等词语时,可以考虑用反证法. 5.换元法:换元法是对一些结构比较复杂,变量较多,变量之间的关系不甚明了的不等式可引入一个或多个变量进行代换,以便简化原有的结构或实现某种转化与变通,给证明带来新????

不等式恒成立问题

不等式中恒成立问题的解法 一、判别式法 若所求问题可转化为二次不等式,则可考虑应用判别式法解题。一般地,对于二次函数 ),0()(2R x a c bx ax x f ∈≠++=,有 1)0)(>x f 对R x ∈恒成立? ???00 a ; 2)0)(+-+-x m x m 的解集是R ,求m 的范围。 解析:要想应用上面的结论,就得保证是二次的,才有判别式,但二次项系数含有参数m ,所以要讨论m-1是否是0。 (1)当m-1=0时,元不等式化为2>0恒成立,满足题意; (2)01≠-m 时,只需???<---=?>-0 )1(8)1(0 12 m m m ,所以,)9,1[∈m 二、最值法 将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题的一种处理方法,其一般类型有: 1)a x f >)(恒成立min )(x f a ? 例2、若[]2,2x ∈-时,不等式23x ax a ++≥恒成立,求a 的取值范围。 解:设()2 3f x x ax a =++-,则问题转化为当[]2,2x ∈-时,()f x 的最小值非负。 (1) 当22a - <-即:4a >时,()()min 2730f x f a =-=-≥ 7 3 a ∴≤又4a >所以a 不存在; (2) 当222a -≤≤即:44a -≤≤时,()2min 3024a a f x f a ?? =-=--≥ ??? 62a ∴-≤≤ 又44a -≤≤ 42a ∴-≤≤ (3) 当22 a -> 即:4a <-时,()()min 270f x f a ==+≥ 7a ∴≥-又 4a <-74a ∴-≤<- 综上所得:72a -≤≤

放缩法证明不等式的基本策略

放缩法”证明不等式的基本策略 近年来在高考解答题中, 常渗透不等式证明的内容, 而不等式的证明是高中数学中的一个难点, 以考察学生逻辑思维能力以及分析问题和解决问题的能力。特别值得一 提的是,高考中可以用 证明不等式的频率很高,它是思考不等关系的朴素思想和基本出发点 能体现出创造性。 放缩法”它可以和很多知识内容结合, 而且要恰到好处,目标往往要从证明的结论考察,放缩时要注意适度, 些高考试题,例谈 放缩”的基本策略,期望对读者能有所帮助。 1、添加或舍弃一些正项(或负项) 2、先放缩再求和(或先求和再放缩) 子分母均取正值的分式。如需放大,则只要把分子放大或分母缩小即可;如需缩小,则只要把分子缩小或 分母放大即可。 3、先放缩,后裂项(或先裂项再放缩) n J k 例 3、已知 a n =n ,求证:k=1 a k V 3- 它可 放缩法” ,有极大的迁移性,对它的运 用往往 对应变能力有较高的要求。 因为放缩必须有目标, 否则就不能同向传递。下面结合一 例1、已知 a n 2n 1(n N ).求证: a 1 a ^ a 2 a 3 丑(n N a n 1 ). 证明:Q 皀 a k 1 2k 1 2k 1 2(2k1 1) 1 3.2k 2k 2 1,2,..., n. a_ a 2 a 2 a 3 a n a n 1 1 ( 1 1 二(二 二 1 a_ 3 a 2 a 2 a 3 多项式的值变小。由于证 若多项式中加上一些正的值,多项式的值变大, 多项式中加上一些负的值, 明不等式的需要,有时需要舍去或添加一些项,使不等式一边放大或缩小,利用不等式的传递性,达到证 明的目的。本题在放缩时就舍去了 2k 2,从而是使和式得到化简 例2、函数f (x ) =±- 1 4x ,求证: (1)+f ( 2) +…+f (n ) 证明:由 f(n)= 羊7=1-- 1 4n 1 得 f (1) +f (2) + …+f (n ) n 2(1 4 1 1 丄 2 21 2 22 1 1 * 芦 >1 此题不等式左边不易求和 ,此时根据不等式右边特征 ,先将分子变为常数,再对分母进行放缩,从而对 左边可以进行求和.若分子, 分母如果同时存在变量时 ,要设法使其中之一变为常量,分式的放缩对于分

2020高考数学复习--专题05 导数与函数不等式恒成立、有解(存在性)-用思维导图突破导数压轴题

专题05 导数与函数不等式恒成立、有解(存在性)(训练篇B ) -用思维导图突破解导数压轴题 1. 已知函数. (1)讨论的单调性; (2)当时,证明. 解 (1)的定义域为,. 若,则当时,,故在单调递增. 若,则当时,; 当时,. 故在单调递增,在单调递减. (2)由(1)知,当时,在取得最大值,最大值为 . 所以等价于,即. 设,则, 当时,; 当时,. 所以在单调递增,在单调递减.故当时,取得最大值,最大值为.所以当时. 从而当时,,即. 2. 已知函数,设. (1)求的极小值; ()2(1)2lnx ax a x f x =+++()f x 0a <3()24f x a ≤--()f x (0,)+∞'1(1)(21)()221x ax f x ax a x x ++= +++=0a ≥(0,)x ∈+∞()0f x '>()f x (0,)+∞0a <1(0,)2x a ∈- ()0f x '>x ∈1(,)2a -+∞()0f x '<()f x 1(0,)2a -1(,)2a -+∞0a <()f x 12x a =- 11()214)21(ln f a a a =----3(4)2a f x ≤--13(12441)2a ln a a ---≤--1(02121)a ln a -++≤()ln 1 g x x x =-+1()1g x x '= -(0,1)x ∈()0g x '>(1,)x ∈+∞()0g x '<()g x (0,1)(1,)+∞1x =()g x (1)0g =0x >()0g x ≤0a <10,2a ->1(02121)a ln a -++≤3(4)2a f x ≤--()()e x f x x a x a =-++()() g x f x '=()g x

一元二次不等式恒成立问题专项练习

一元二次不等式恒成立问题专项练习 例题:设函数f (x )=mx 2-mx -1. (1)若对于一切实数x ,f (x )<0恒成立,求m 的取值范围; (2)对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围. (3)对于任意m ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求实数x 的取值范围. 解: (1)要使mx 2-mx -1<0恒成立, 若m =0,显然-1<0,满足题意; 若m ≠0,则??? m <0, Δ=m 2+4m <0,即-40时,g (x )在[1,3]上是增函数, ∴g (x )max =g (3)=7m -6<0,∴00, 又m (x 2-x +1)-6<0,∴m <6 x 2-x +1. ∵函数y =6x 2-x +1=6? ????x -122+34 在[1,3]上的最小值为67 ,∴只需 m <67即可.

不等式恒成立问题的大全

不等式恒成立问题 “含参不等式恒成立问题”把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来,其以覆盖知识点多,综合性强,解法灵活等特点而倍受高考、竞赛命题者的青睐。另一方面,在解决这类问题的过程中涉及的“函数与方程”、“化归与转化”、“数形结合”、“分类讨论”等数学思想对锻炼学生的综合解题能力,培养其思维的灵活性、创造性都有着独到的作用。本文就结合实例谈谈这类问题的一般求解策略。 一、判别式法 若所求问题可转化为二次不等式,则可考虑应用判别式法解题。一般地,对于二次函数),0()(2R x a c bx ax x f ∈≠++=,有 1)0)(>x f 对R x ∈恒成立? ???00a ; 2)0)(+-+a x a x 对R x ∈恒成立,即有 04)1(22<--=?a a 解得3 11>-x F 显然成立; 当0≥?时,如图,0)(≥x F 恒成立的充要条件为: ??? ????-≤--≥-≥?1220)1(0m F 解得23-≤≤-m 。 综上可得实数m 的取值范围为)1,3[-。 二、最值法 将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题的一种处理方法,其一般类型有: 1)a x f >)(恒成立min )(x f a ? 1.已知两个函数2()816f x x x k =+-, 32()254g x x x x =++,其中k 为实数. O x y x -1

不等式有解和恒成立问题

不等式有解和恒成立问题 Prepared on 24 November 2020

不等式有解和恒成立问题 知识点的罗列,文字不宜太多,简洁明了最好) ? 知识点一:不等式恒成立问题 ? 知识点二:不等式有解问题 分析该知识点在中高考中的体现,包含但不仅限于:考察分值、考察题型(单选、填空、解答题)、考察方式:考场难度、和哪些知识点在一起考察,参考中高考真题) 含参不等式的恒成立与有解问题是高考与会考考察不等式的一个重点内容,也是常考的内容,难度中等偏上,考察综合性较强,该知识点在填空选择解答题里都有涉及,经常和函数的最值问题在一起考察,需要同学对典型函数的值域求法有熟悉的掌握。 注意题目的答案,不要展示给学生看,这里答案和解析是帮助老师自己分析的) 一、不等式有解问题 例题:当m 为何值时,2211223 x mx x x +-<-+对任意的x ∈R 都成立 解法1:二次函数法: 移项、通分得: 又22230x x -+>恒成立,故知:2(2)40x m x -++>恒成立。 所以:2(2)160m ?=+-<,得到62m -<< 解法2:分离参数法: 注意到2(2)40x m x -++>恒成立,从而有:224mx x x <-+恒成立,那么: 注意到,在上式中我们用到了这样一个性质: 总结:解决恒成立问题的方法:二次函数法和分离参数法 变式练习:(初三或者高三学生必须选取学生错题或者学生所在地区的中高考真题或者当地的统考题目) 【试题来源】(上海2016杨浦二模卷) 【题目】设函数x x g 3)(=,x x h 9)(=,若b x g a x g x f +++=)()1()(是实数集R 上的奇函数,且0))(2()1)((>?-+-x g k f x h f 对任意实数x 恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】:因为b x g a x g x f +++= )()1()(是实数集上的奇函数,所以1,3=-=b a . )1 321(3)(+-=x x f ,)(x f 在实数集上单调递增.

含参数的一元二次不等式的解法与恒成立问题

} 11 |{1)5(1)4(} 1 1|{10)3(} 1|{0)2(}1,1 |{0)1(<<>Φ =<<<<>=>< a a a ; 例1 解不等式:()0122>+++x a ax 分析:本题二次项系数含有参数,()044222 >+=-+=?a a a ,故只需对二次项 系数进行分类讨论。 解:∵()044222 >+=-+=?a a a 解得方程 ()0122 =+++x a ax 两根,24221a a a x +---=a a a x 24 222++--= ∴当0>a 时,解集为?? ????????+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或 当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为? ?????> 21|x x 当0+-a a ax ax 分析 因为0≠a ,0>?,所以我们只要讨论二次项系数的正负。 解 ()()032)65(2>--=+-x x a x x a ∴当0>a 时,解集为{}32|>--ax x ; 3、ax 2 -(a +1)x +1<0(a ∈R) }2,2 |{,1)5(}2|{,1)4(}2 ,2|{,10)3(} 2|{,0)2(} 22 |{,0)1(>< >≠=><<<<=<<?; 例3 解不等式042 >++ax x

分析法证明不等式

分析法证明不等式 山东 林 博 分析法是不等式证明的基本方法,但它不失为不等式证明的重要方法.下面以几道不等式证明题作为分析法的范例加以阐释. 例1 已知:a b c +∈R ,,, 求证:3223a b a b c ab abc +++????-3- ? ????? ≤. 分析:这道题从考查思维的角度来看,方法基本,只要从分析法入手———步步变形,问题极易解决. 证明:为了证明3223a b a b c ab abc +++????-3- ? ????? ≤, 只需证明323ab c abc --≤, 即证明332abc c ab c ab ab +=++≤. 而3333c ab ab c ab ab abc ++=≥成立,且以上各步均可逆, ∴32323a b a b c ab abc +++????-- ? ????? ≤. 点评:分析法是思考问题的一种基本方法,容易找到解决问题的突破口. 例2 已知关于x 的实系数方程2 0x ax b ++=有两个实根αβ,,证明: (1)如果||2α<,||2β<,那么2||4a b <+,且||4b <; (2)如果2||4a b <+,且||4b <,那么||2α<,||2β<. 分析:本题涉及参数较多,应注意它们之间的等量关系. 证明:∵αβ,是方程20x ax b ++=的两个实根, ∴a αβ+=-,b αβ=. (1)欲证2||4a b <+,且||4b <. 只要证2||4αβαβ+<+,且||4αβ<, 而||2α<,||2β<,从而有||4αβ+<,40αβ+>. 故只要证224()(4)αβαβ+<+,只要证22(4)(4)0αβ-->.

不等式恒成立问题及能成立问题

例谈不等式恒成立问题和能成立问题的解题策略 ——谈2008年江苏高考数学试卷第14题 摘要:所有问题均可分成三类:恒成立问题、能成立问题和不成立问题。《例谈不等式恒成立问题和能成立问题》介绍了解决不等式恒成立问题和不等式能成立问题常用的直接法、分离参数法、分类讨论法、数形结合法等,采用了等价转化的处理策略。 关键词:分离参数、分类讨论、数形结合、等价转化,换元,求最值。 2008年江苏高考数学试卷第14题是一道很好的恒成立问题:设函数3()31()f x ax x x R =-+∈若对于任意[]1,1x ∈-都有()0f x ≥成立,则实数a 的值为 。解析如下: 析:将()0f x ≥中的,a x 分离,然后求函数的最值。 解:函数3()31()f x ax x x R =-+∈若对于任意[]1,1x ∈-都有()0f x ≥成立,函数3()31()f x ax x x R =-+∈对于任意[)(]1,0,0,10x x x ∈-∈=及其有()0f x ≥都成立。 若[)1,0x ∈-,33213()310f x ax x a x x =-+≥?≤- +,设1t x =则1t ≤- 3232133(1)t t t x x ∴-+=-+≤-,令323(1)y t t t =-+≤-,则'2360y t t =-+< 323(1)y t t t ∴=-+≤-单调递减,32min 1(1)3(1)4t y y =-==--+-=,4a ∴≤(1) 若(]0,1x ∈,33213()310f x ax x a x x =-+≥?≥- +,设1t x =,则1t ≥ 3232133(1)t t t x x ∴-+=-+≥,令323(1)y t t t =-+≥,则'2363(2)y t t t t =-+=--,当12t ≤≤时'0y ≥,323(1)y t t t =-+≥单调递增;当2t >时'0y <,323(1)y t t t =-+≥单调递减,32max 22324t y y ===-+?=,4a ∴≥(2) 若0x =则a R ∈,()0f x ≥成立(3) 由题意知(1)(2)(3)应同时成立4a ∴= 解题中采取了不等式恒成立问题的处理策略: 1、若f(x)≥a 对x ∈D 恒成立,只须f(x)min (x ∈D)≥a 即可。 2、若f(x)≤a 对x ∈D 恒成立,只须f(x)max (x ∈D)≤a 即可。

微专题不等式恒成立问题常见类型及解法

恒成立问题常见类型及解法 恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型:(1)一次函数型;(2)二次函数型;(3)变量分离型;(4)利用函数的性质求解;(5)直接根据函数的图象求解;(6)反证法求解。 一、一次函数型 给定一次函数()==+y f x kx b (k ≠0),若()=y f x 在[m,n]内恒有()f x >0,则根据函数的 图象(线段)可得①0()0>??>?k f m 或②0()0?k f n ,也可合并成f (m)0f (n)0>??>?, 同理,若在[,]m n 内恒有()0() 2 1-m x 对一切[]2,2∈-m 都成立,求实数x 的取值范围。 【解析】令f (m)=(21-x )m -2x +1,则上述问题即可转化为关于m 的一次函数 =y ()f m 在区间[-2,2]内函数值小于0恒成立的问题。考察区间端点,只 要(2)(2)-?? ? <0,<0f x f 即x 的取值范围是(12 ,1 2). 二、二次函数型 若二次函数2 (0,)=++≠∈y ax bx c a x R 的函数值大于(或小于)0恒成立,则有 a 00>???

及二次函数的图象求解。 典例2关于x 的方程9x +(4+a )3x +4=0恒有解,求a 的取值范围。 【解析】方法1(利用韦达定理) 设3x =t,则t>0.那么原方程有解即方程t 2 +(4+a )t+4=0有正根。 1212 Δ0 (4)040 ≥?? ∴+=-+>??=>?g x x a x x ,即2(4a)160a 4?+-≥?<-?,a 0a 8a 4≥≤-?∴?<-?或,解得a ≤-8. 方法2(利用根与系数的分布知识) 即要求t 2 +(4+a )t+4=0有正根。设f(t)= t 2 +(4+a )t+4. 当?=0时,即(4+a )2 -16=0,∴a =0或a =-8. 当a =0时,f(t)=(t+2)2=0,得t=-2<0,不合题意; 当a =-8时,f(t)=(t-2)2 =0,得t=2>0,符合题意。∴a =-8。 当?>0,即a <-8或a >0时, ∵f(0)=4>0,故只需对称轴4a 02 +->,即a <-4.∴a <-8. 综上可得a ≤-8. 三、变量分离型 若在等式或不等式中出现两个变量,其中一个变量的范围已知,另一个变量的范围为所求,且容易通过恒等变形将两个变量分别置于等号或不等号的两边,则可将恒成立问题转化成函数的最值问题求解。 典例3设函数2 ()1f x x =-,对任意2,3x ??∈+∞????,2 4()(1)4()x f m f x f x f m m ??-≤-+ ??? 恒成立,则实数m 的取值范围是 【解析】依据题意得2 2222214(1)(1)14(1)---≤--+-x m x x m m 在3[,)2∈+∞x 上恒定成 立,即2 2213241-≤--+m m x x 在3[,)2∈+∞x 上恒成立。 当32=x 时函数2321=--+y x x 取得最小值53 -, 所以 221543-≤-m m ,即22(31)(43)0+-≥m m ,解得2≤-m 或2 ≥m 。 四、利用函数的性质解决恒成立问题 若函数f(x)是奇(偶)函数,则对一切定义域中的x,f(-x)= -f(x),(f(-x)=f(x))恒成立;若函数y=f(x)的周期为T ,则对一切定义域中的x,有f(x)=f(x+T)恒成立;若函数

2021高三数学人教B版一轮学案:第二章第十二节第1课时不等式恒成立与有解问题含解析

第十二节导数破解疑难优质课 第1课时不等式恒成立与有解问题 1.“恒成立问题”与“有解问题”的区别 (1)两者在量词上的区别 恒成立问题中使用的量词是全称量词,如“任意、所有、全部、均、恒、总、都”等;而有解问题中使用的量词是特称量词,如“存在、至少一个、有解”等. (2)两者在等价转换上的区别 恒成立问题的转化: ①f(x)>0恒成立?f(x)min>0;f(x)<0恒成立?f(x)max<0. ②f(x)>a恒成立?f(x)min>a;f(x)g(x)恒成立?[f(x)-g(x)]min>0;f(x)0有解?f(x)max>0;f(x)<0有解?f(x)min<0. ②f(x)>a有解?f(x)max>a;f(x)g(x)有解?[f(x)-g(x)]max>0;f(x)

考向一 不等式恒成立问题 方法1 分离参数法 【例1】 (2020·石家庄质检)已知函数f (x )=ax e x -(a +1)(2x -1). (1)若a =1,求函数f (x )的图象在点(0,f (0))处的切线方程; (2)当x >0时,函数f (x )≥0恒成立,求实数a 的取值范围. 【解】 (1)若a =1,则f (x )=x e x -2(2x -1). 即f ′(x )=x e x +e x -4,则f ′(0)=-3,f (0)=2, 所以所求切线方程为3x +y -2=0. (2)由f (1)≥0,得a ≥1e -1 >0,则f (x )≥0对任意的x >0恒成立可转化为a a +1 ≥2x -1x e x 对任意的x >0恒成立. 设函数F (x )=2x -1x e x (x >0), 则F ′(x )=-(2x +1)(x -1)x 2e x . 当00; 当x >1时,F ′(x )<0. 所以函数F (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以 F (x )max =F (1)=1e . 于是a a +1≥1e ,解得a ≥1e -1 .

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