恒成立能成立问题总结详细

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恒成立问题的类型和能成立问题及方法处理

函数与不等式的恒成立、能成立、恰成立问题是高中数学中的一个重点、难点问题。这类问题在各类考试以及高考中都屡见不鲜。感觉题型变化无常,没有一个固定的思想方法去处理,一直困扰着学生,感到不知如何下手。在此为了更好的准确地把握快速解决这类问题,本文通过举例说明这类问题的一些常规处理。

一、函数法

(一)构造一次函数 利用一次函数的图象或单调性来解决 对于一次函数],[),0()(n m x k b kx x f ∈≠+=有:

⎩⎨

⎧<<⇔<⎩⎨⎧>>⇔⎩⎨⎧><⎩⎨⎧>>⇔>0

)(0

)(0)(;

)(0

)(0)(00)(00)(n f m f x f n f m f n f k m f k x f 恒成立或恒成立

例1 若不等式m mx x ->-2

12对满足22≤≤-m 的所有m 都成立,求x 的范 围。 解析:将不等式化为:0)12()1(2

<---x x m ,

构造一次型函数:)12()1()(2---=x m x m g

原命题等价于对满足22≤≤-m 的m ,使0)(

由函数图象是一条线段,知应⎪⎩⎪⎨⎧<---<----⇔⎩⎨⎧<<-0

)12()1(20)12()1(20)2(0)2(22

x x x x g g

解得

231271+<<+-x ,所以x 的范围是)2

3

1,271(++-∈x 。 小结:解题的关键是将看来是解关于x 的不等式问题转化为以m 为变量,x 为参数

的一次函数恒成立问题,再利用一次函数的图象或单调性解题。

练习:(1)若不等式01<-ax 对[]2,1∈x 恒成立,求实数a 的取值范围。

(2)对于40≤≤p 的一切实数,不等式342

-+>+p x px x 恒成立,求x 的取值范围。(答案:

(二)构造二次函数 利用二次函数的图像与性质及二次方程根的分布来解决。 对于二次函数)0(0)(2

≠>++=a c bx ax x f 有: (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00<∆<⇔且a (3)当0>a 时,若],[0)(βα在>x f 上恒成立⇔ ⎪⎩⎪⎨⎧>>-⎪⎩⎪⎨⎧<∆≤-≤⎪⎩⎪⎨⎧><-0

)(2020)(2βββαααf a b

a b f a b 或或 若],[0)(βα在

⎨⎧<<⇔0)(0)(βαf f

(4)当0x f 上恒成立⎩⎨

⎧>>⇔0

)(0

)(βαf f

若],[0)(βα在-⎪⎩⎪⎨⎧<∆≤-≤⎪⎩⎪⎨⎧><-⇔0)(2020)(2βββαααf a b

a b f a b 或或 例2若关于x 的二次不等式:01)1(2

<-+-+a x a ax 的解集为R ,求a 的取值范围.

解:由题意知,要使原不等式的解集为R ,即对一切实数x 原不等式都成立。 只须⇔⎩⎨

⎧<∆<00

a ⎩⎨⎧<---<0

)1(4)1(0

2

a a a a ⇔⎩⎨⎧>--<012302a a a ⇔⎪⎩

⎪⎨⎧-<><3110

a a a 或⇔31-

说明:1、本题若无“二次..不等式”的条件,还应考虑0=a 的情况,但对本题讲0=a 时式子不恒成立。2、只有定义在R 上的恒二次不等式才能实施判别式法;否则,易造成失解。

练习:1、 已知函数862++-=m mx mx y 的定义域为R ,求实数m 的取值范围。 (答案10≤≤m )

2、已知函数22)(2

+-=kx x x f 在),1(+∞-时k x f ≥)(恒成立,求实数k 的

取值范围。(答案13≤≤-k )提示:构造一个新函数k x f x F -=)()(是解题的关键,再利用二次函数的图象性质进行分类讨论,使问题得到圆满解决。

(三)、利用函数的最值-----分离参数法或值域法

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即分离参变量,则可将恒成立问题转化成函数的最值问题求解。注意参数的端点值能否取到需检验。 类型一 : “)(x f a ≥”型 一、(恒成立)

(1)m x f D x ≥∈∀)(,恒成立m x f ≥⇔min )(; (2)m x f D x ≤∈∀)(,恒成立max )(x f m ≥⇔; 二、(能成立、有解):

(1)m x f D x ≥∈∃)(,能成立内有解在D x f m )(≤⇔m x f ≥⇔max )(; (2)m x f D x ≤∈∃)(,能成立内有解在D x f m )(≥⇔min )(x f m ≥⇔; 三、(恰成立)

(1)不等式()A x f >在区间D 上恰成立⇔不等式()A x f >的解集为D ; (2)不等式()B x f <在区间D 上恰成立⇔不等式()B x f <的解集为D . 四、(方程有解)

方程()m f x =在某个区间上有解,只需求出()f x 在区间上的值域A 使m A ∈。

例3:设124()lg

,3

x x

a f x ++=其中a R ∈,如果(.1)x ∈-∞时,()f x 恒有意义,求a 的取值范围。

解:如果(.1)x ∈-∞时,()f x 恒有意义0421>++⇔x

x

a 不等式对(,1)x ∈-∞恒

成立212(22)4

x x x

x

a --+⇔>-=-+,(.1)x ∈-∞恒成立。 令2x

t -=,2

()()g t t t =-+,又(.1)x ∈-∞,则1(,)2

t ∈+∞

()a g t ∴>对1(,)2t ∈+∞恒成立,又()g t Q 在1[,)2

t ∈+∞上为减函数,

max 13()()2

4t g ==-

g ,34a ∴≥- 例4:若关于x 的不等式32

-≤--a ax x 的解集不是空集,则实数a 的取值范围。

解: 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R 上能成立3)(min -≤⇔x f ,

即34

4)(2min

-≤+-=a a x f ,解得26≥-≤a a 或

例5不等式022

<-+k kx 有解,求k 的取值范围。

解:不等式022

<-+k kx 有解2)1(2

<+⇔x k 能成立1

2

2

+<

⇔x k 能成立2)1

2

(

max 2

=+<⇔x k , 所以)2,(-∞∈k 。 例6(2008年上海)已知函数f (x )=2x -1

2|x |若不等式2t f (2t )+m f (t )≥0对于t ∈[1,2]恒

成立,求实数m 的取值范围

解:本题可通过变量分离来解决. 当[1,2]t ∈时,22112(2)(2)022

t t

t

t t m -

+-≥ 即24(21)(21)t

t

m -≥--,2210t

->∵,2(21)t

m ≥-+∴

[1,2]t ∈∵,2(21)[17,5]t -+∈--∴

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