存在性与恒成立

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专题训练 恒成立存在性问题

知识点梳理

1、恒成立问题的转化:()a f x >恒成立⇒()max a f x >;()()min a f x a f x ≤⇒≤恒成立

2、能成立问题的转化:()a f x >能成立⇒()min a f x >;()()max a f x a f x ≤⇒≤能成立

3、恰成立问题的转化:()a f x >在M 上恰成立⇔()a f x >的解集为M ()()R a f x M a f x C M ⎧>⎪⇔⎨

≤⎪⎩在上恒成立

在上恒成立

另一转化方法:若A x f D x ≥∈)(,在D 上恰成立,等价于)(x f 在D 上的最小值A x f =)(min ,若,

D x ∈B x f ≤)(在D 上恰成立,则等价于)(x f 在D 上的最大值B x f =)(max .

4、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则

()()x g x f min min ≥

5、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则

()()x g x f max max ≤。

6、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()12=f x g x ,则()f x 在

[]b a x ,1∈上的值域M 是()x g 在[]d c x ,2∈上的值域N 的子集。即:M ⊆N 。

7、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则()()x g x f min max ≥ 8、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则()()x g x f max min ≤

9、若不等式()()f x g x >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上函数()y f x =和图象在函数

()y g x =图象上方;

10、若不等式()()f x g x <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上函数()y f x =和图象在函数

()y g x =图象下方;

题型一、常见方法

1、已知函数12)(2

+-=ax x x f ,x

a

x g =

)(,其中0>a ,0≠x . 1)对任意]2,1[∈x ,都有)()(x g x f >恒成立,求实数a 的取值范围;

2)对任意]4,2[],2,1[21∈∈x x ,都有)()(21x g x f >恒成立,求实数a 的取值范围;

【分析:】

1)思路、等价转化为函数0)()(>-x g x f 恒成立,在通过分离变量,创设新函数求最值解决. 2)思路、对在不同区间内的两个函数)(x f 和)(x g 分别求最值,即只需满足)()(max min x g x f >即可.

简解:(1)由1

20122

32

++<⇒>-+-x x

x a x a ax x 成立,只需满足12)(23++=x x x x ϕ的最小值大于a 即可.对1

2)(2

3++=x x

x x ϕ求导,0)12(12)(2224>+++='x x x x ϕ,故)(x ϕ在]2,1[∈x 是增函数,3

2)1()(min ==ϕϕx ,所以a 的取值范围是32

0<

1

[∈x 恒成立,求实数b 的取值

范围.

分析:思路、解决双参数问题一般是先解决一个参数,再处理另一个参数.以本题为例,实质还是通过函数求最值解决.

方法1:化归最值,10)(10)(max ≤⇔≤x h x h ;

方法2:变量分离,)(

10x x a

b +-≤或x b x a )10(2-+-≤; 方法3:变更主元,0101)(≤-++⋅=b x a x

a ϕ,]2,21

[∈a

简解:方法1:对b x x a b x x g x h ++=++=)()(求导,2

2)

)((1)(x

a x a x x a x h +-=-=', 由此可知,)(x h 在]1,41[上的最大值为)4

1

(h 与)1(h 中的较大者.

⎪⎩⎪⎨⎧-≤-≤⇒⎪⎩⎪⎨⎧≤++≤++⇒⎪⎩⎪⎨⎧≤≤∴a

b a

b b a b a h h 94439

1011041410)1(10)41(,对于任意]2,21[∈a ,得b 的取值范围是47≤b .

3、已知两函数2

)(x x f =,m x g x

-⎪⎭

⎫ ⎝⎛=21)(,对任意[]2,01∈x ,存在[]2,12∈x ,使得()21)(x g x f ≥,

则实数m 的取值范围为

解析:对任意[]2,01∈x ,存在[]2,12∈x ,使得()21)(x g x f ≥等价于m x g x

-⎪⎭

⎫ ⎝⎛=21)(在[]2,1上的最

小值m -41不大于2

)(x x f =在[]2,0上的最小值0,既04

1≤-m ,∴41≥m

4. 已知()2ln b f x ax x x =-+在1x =与12

x =处都取得极值. 函数2

()=2+g x x mx m -,若对任意的

11[,2]2x ∈,总存在21

[,2]2

x ∈,使得、122()()ln g x f x x ≥-,求实数m 的取值范围。

解析:

在与处都

取得极值∴,, ∴ 解得:当时,

,所以函数在与处都取得极值. ∴ 又 函数在上递减,∴

21()2ln ,()2b b f x ax x f x a x x x '=-+∴=++()2ln b f x ax x x =-+1x =1

2x =(1)0f '=1()02f '=2102420

a b a b ++=⎧⎨++=⎩13a b ==-1

3a b ==-22

1

2(1)()

2112()=

333x x f x x x x ---'=--+()f x 1x =12x =13a b ==-21=()ln +33y f x x x x -=-[2]21,min 7

[()ln ]=(2)=6

f x x f --

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