高中数学专题参数不等式经典题型

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参数不等式恒成立问题中参数范围的确定

1 分离参数法

例 1:设()()()

⎥⎦

⎢⎣⎡+-+++=n a n n x f x x x 121lg ,

其中a 是实数,n 是任意给定的自然数且n ≥2,若()x f 当(]1,∞-∈x 时有意义, 求a 的取值范围。 a>()n -12

1

例 2: 已知定义在R 上函数f(x)为奇函数,且在[)+∞,0上是增函数,对于任意R x ∈求实数m 范围,使

()()0c o s 2432c o s >-+-θθm m f f 恒成立。 m 取(4-22,+∞)

例 3: 设0

<-a x 求正实数b 的取值范围。b 取⎥⎦

⎤ ⎝⎛163,0

2 主参换位法

某些含参不等式恒成立问题,在分离参数会遇到讨论的麻烦或者即使能容易分离出参数与变量,但函数的最值却难以求出时,可考虑变换思维角度。即把变元与参数换个位置,再结合其它知识,往往会取得出奇制胜的效果。 例4:若对于任意a (]1,1-∈

,函数()()a x a x x f 2442-+-=的值恒大于0,求x 的取值范围。

1

例 5: 对于(0,3)上的一切实数x,不等式()122-<-x m x 恒成立,求实数m 的取值范围。 52

1

≤≤m

3 构建函数法

当参数难以分离而不等式是有关某个变量的一次或二次函数时,可以通过构建函数来解决。我们知道,函数概念是高中数学的一个很重要的概念,其思想和方法已渗透到数学的各个分支。在某些数学问题中,通过数式类比,构造适当的函数模型,然后利用函数的有关性质结论解题。如何通过构造一次函数,二次函数模型,并利用它们的性质来确定参数的取值范围。

(1) 构造一次函数 例6: 若对一切

2≤p ,不等式()p x x p x +>++222

2log 21log log 恒成立,求实数x 的取值范围。

x 取()+∞⋃⎪⎭

⎝⎛,821,

0 (2) 造二次函数 例7: 对于⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,0πθ

,022sin 2cos 2<--+m m θθ恒成立,求实数m 的范围。 m 取⎪⎭

⎫ ⎝⎛+∞-,21 4 数形结合法

某些含参不等式恒成立问题,既不能分离参数求解,又不能转化为某个变量的一次或二次函数时,则可采用数形结合法。对于解含参不等式恒成立问题,我们可以先把不等式(或经过变形后的不等式)两端的式子分别看成两个函数,且画出两函数的图象,然后通过观察两图象(特别是交点时)的位置关系,从而列出关于含参数的不等式。

例8、已知对于一切x ,y ∈R ,不等式02182812

2

2

≥--+-+

a y x xy x

x

恒成立,求实数a 的取值范围。 a 取]6,(-∞ 例9:若不等式0log 32

<-x x a 在⎪⎭

⎫ ⎝⎛∈31,0x 内恒成立,求实数a 的取值范围。解: a 取⎪⎭⎫⎢

⎣⎡1,271 5. 观察.试探.猜想.证明法

当前面的方法都难以解决问题时,我们可以考虑从特殊到一般的思想,先考虑一些变量的特殊值,找出相应的满足题设的参数的取值,然后猜想出参数的取值范围,并将问题转化为:在已知参数取值范围的情况下,证明所给问题恒成立。 例10: 已知对一切实数θ,不等式()03cos sin 424>+-+-a a θθ恒成立,试求实数a 的取值范围。82

3>

a 参考答案

1 分离参数法

分析一下这道题的特征:因为分母n 是正数,要使得()x f 当(]1,∞-∈x 有意义,分子()()a

n n x x

x +-+++121 就必

须也是正数。并容易看出,可以将a 分离出来。 分析: 当(]1,∞-∈

x 时,()x f 有意义,故有()⎥⎥

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛->⇔>+-+++x

x x x

x

x

n n n a a n n 1121012

1

令()⎥⎥⎦

⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝

⎛-++⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=x

x

x

n n n x 1121 ϑ,只要对()x ϑ

在(]1,∞-上的最大值,此不等式成立即可。故我们可以利用函数的最值

分离出参数a 。 解:由(]1,∞-∈

x 时,()x f 有意义得:()

012

1>+-+++a n n x

x

x

⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣

⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛->⇔x

x x n n n a 1121 ,由指数

函数单调性知上式右边的函数()⎥⎥⎦

⎢⎢⎣⎡

⎪⎭⎫ ⎝

⎛-++⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=x

x

x

n n n x 1121 ϑ的最大值是()⎥⎦

⎤⎢

⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n n n 1211 ϑ

()n -121

,故 a>()n -12

1 一般地,利用最值分离参数法来确定不等式

()0,≥λx f , ( D x ∈λ为实参数)恒成立中参数取值范围的基本步骤:

(1) 将参数与变量分离,即化为()()()()()x f f x f f 2221≤≥λλ或的形式;

(2) 求

()x f 2在∈x D 时的最大(或最小)值;

(3) 解不等式()()()()x f x f f m in 2m ax 21≤≥或λ 得λ的取值范围。

思想方法:把不等式中恒成立问题转化为求函数最值问题。适用题型:(1) 参数与变量能分离;(2) 函数的最值易求出。

例 2:解:∵ f(x)在R 上为奇函数,且在

[)+∞,0上是增函数,∴f(x)在()+∞∞-,上为增函数,又 ∵ ()()0c o s 2432c o s >-+-θθm m f f ,∴ ()32cos -θf >-()θcos 24m m f -=()m m f 4cos 2-θ

∴ m m 4cos 232cos ->-θθ 即()θθ2cos 3cos 22->-m , ∵ 2-cos θ[

]3,1∈, ∴ 2θθθθcos 2cos 24cos 22cos 32

--=-->m ,∴m>θθθ

θcos 22cos 2cos 2cos 22

--

+=--]cos 22

cos 2[4θ

θ-+--=

令2-[]3,1,cos ∈=t t θ, ∴ m>4-⎪⎭⎫ ⎝

+t t 2,即4-m

最小值,∵()t

t t g 2

+=≥22等号成立条件t=t 2,即[

]3,12∈=t 成立,∴()22min =t g ,∴4-m<22即m>4-22,∴m 的取值范围为(4-22,+∞)

例 3:简析略解:此例看不出明显的恒成立问题,我们可以设法转化: 设集合A =

}(){b a b a b a x x +-=<-,|,

B=⎩

⎨⎧

⎪⎭⎫

⎝⎛+-=⎭⎬⎫<-21,2121|

222a a a x x

由题设知A ⊆B ,则:

212

-≥-a b a

212

+≤+a b a

于是得不等式组: 212

++-≤a a b

2

12

+-≤a a b

=-+-212a a 43212

+⎪⎭⎫ ⎝

--a ,最小值为163; ,4121212

2+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-a a a 最小值为41;

163≤b , 即 :b 的取值范围是⎥⎦

⎤ ⎝⎛163,0

2 主参换位法

分析:若把它看成x 的二次函数,由于a, x 都要变,则函数的最小值很难求出,思路受阻。若视a 为主元,则给解题带来转机。 例4 :解:设

()()4422+-+-=x x a x a g ,把它看成关于a 的直线,题意知,直线恒在横轴下方。 所以 ()01≥-g

()01>g ,解得: 1

例 5:分析: 一般的思路是求x 的表达式,利用条件求m 的取值范围。但求x 的表达式时,两边必须除以有关m 的式子,涉及对m 讨论,显得麻烦。 解:若设

()()()()()m x m x m x x f 212122-+-=---=,把它看成是关于x 的直线

3 构建函数法

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