不等式及恒成立经典例题
初升高数学暑假衔接(人教版)高一预习专题强化2 不等式恒成立、能成立问题(教师版)
强化专题2不等式恒成立、能成立问题【方法技巧】在解决不等式恒成立、能成立的问题时,常常使用不等式解集法、分离参数法、主参换位法和数形结合法解决,方法灵活,能提升学生的逻辑推理,数学运算等素养.一、“Δ”法解决恒成立问题(1)如图①一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0)在R上恒成立⇔一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集为(2)如图②一元二次不等式ax2+bx+c<0(a≠0)在R上恒成立⇔一元二次不等式ax2+bx+c<0(a≠0)的解集为二、数形结合法解决恒成立问题结合函数的图象将问题转化为函数图象的对称轴,区间端点的函数值或函数图象的位置(相对于x轴)关系求解.可结合相应一元二次方程根的分布解决问题.三、分离参数法解决恒成立问题通过分离参数将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题.四、主参换位法解决恒成立问题转换思维角度,即把变元与参数变换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围求解.五、利用图象解决能成立问题结合二次函数的图象,将问题转化为端点值的问题解决.六、转化为函数的最值解决能成立问题能成立问题可以转化为m>y min或m<y max的形式,从而求y的最大值与最小值,从而求得参数的取值范围.【题型目录】一、“Δ”法解决恒成立问题二、数形结合法解决恒成立问题三、分离参数法解决恒成立问题四、主参换位法解决恒成立问题五、利用图象解决能成立问题六、转化为函数的最值解决能成立问题【例题详解】一、“Δ”法解决恒成立问题1.不等式2(2)4(2)120a x a x -+--<的解集为R ,则实数a 的取值范围是()A .{}|12a a -≤<B .{}|12a a -<≤C .{}|12a a -<<D .{}|12a a -≤≤【答案】B【分析】分类讨论2a =和2a ≠两种情况,结合一元二次不等式的解法求解即可.【详解】当2a =时,原不等式为120-<满足解集为R ;当2a ≠时,根据题意得20a -<,且216(2)4(2)(12)0a a ∆=---⨯-<,解得1a 2-<<.综上,a 的取值范围为{}|12a a -<≤.故选:B .2.若关于x 的一元二次不等式23208x kx -+>对于一切实数x 都成立,则实数k 满足()A .{k k <B .{k k <C .{k k <D .{k k >3.(多选)不等式22x bx c x b ++≥+对任意的x ∈R 恒成立,则()A .2440b c -+≤B .0b ≤C .1c ≥D .0b c +≥4.若“0R x ∃∈,20230mx +-≥”是假命题,则实数m 的取值范围是______.二、数形结合法解决恒成立问题1.(多选)若“0x ∀>,都有2210x x λ-+≥”是真命题,则实数λ可能的值是()A .1B .C .3D .②若04λ>时0λ>,如图,由图像可知y 的最小值在对称轴处取得,则4x λ=时,22min184y λλ=-+=此时,022λ<≤,综上,22λ≤,故选:AB .2.已知不等式220x bx c -++>的解集{}13x x -<<,若对任意10x -≤≤,不等式224x bx c t -+++≤恒成立.则t 的取值范围是__________.【答案】{}2-≤t t3.当1≤x ≤2时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,求m 的取值范围.三、分离参数法解决恒成立问题1.对任意的(,0)x ∈-∞,210x mx -+>恒成立,则m 的取值范围()A .{}22x x -<<B .{}2x x >C .{}2x x >-D .{}2x x ≤-2.已知命题p :“[]1,4x ∀∈,226ax x ≤+”为真命题,则实数a 的最大值是___.3.写出使不等式()3R x xx++≥∈恒成立的一个实数a 的值__________.4.已知命题“[1,2]x ∃∈-,230x x a +>-”是假命题,则实数a 的取值范围是________.【答案】(,4]-∞-【分析】先求得存在量词命题的否定,然后利用分离常数法,结合二次函数的性质来求得a 的取值范围.【详解】由题意得,“[1,2]x ∀∈-,230x x a -+≤”是真命题,则23a x x ≤-+对[1,2]x ∀∈-恒成立,在区间[]1,2-上,23x x -+的最小值为()()21314--+⨯-=-,所以()2min 34a x x ≤-+=-,即a 的取值范围是(,4]-∞-.故答案为:(,4]-∞-5.函数()22f x ax ax =-,若命题“[]()0,1,3x f x a ∃∈≤-”是假命题,则实数a 的取值范围为___________.四、主参换位法解决恒成立问题1.若命题“[]()21,3,2130a ax a x a ∃∈---+-<”为假命题,则实数x 的取值范围为()A .[]1,4-B .50,3⎡⎤⎢⎥C .[]51,0,43⎡⎤⎢⎥- D .[)51,0,43⎛⎤- ⎥2.若不等式21634x ax x a -≥--对任意2,4a ∈-成立,则x 的取值范围为()A .(][),83,-∞-⋃+∞B .()[),01,-∞+∞C .[]8,6-D .(]0,3【答案】A【分析】由题得不等式2(4)3160x a x x ---+≤对任意[]2,4a ∈-成立,解不等式组22(4)(2)3160(4)43160x x x x x x ⎧----+≤⎨---+≤⎩即得解.【详解】由题得不等式2(4)3160x a x x ---+≤对任意[]2,4a ∈-成立,所以22(4)(2)3160(4)43160x x x x x x ⎧----+≤⎨---+≤⎩,即2252400x x x x ⎧--+≤⎨-+≤⎩,解之得3x ≥或8x ≤-.故选:A【点睛】关键点睛:解答本题的关键是联想到“反客为主”,把“a ”看作自变量,把“x ”看作参数,问题迎刃而解.3.不等式225732ax x a x +->-对一切()1,0a ∈-恒成立,则实数x 的取值范围是()A .(]1,4,2⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢B .(][),41,-∞-⋃-+∞C .()4,1--D .14,2⎛⎫- ⎪五、利用图象解决能成立问题1.命题“2R,210x mx mx ∀∈-+>”是假命题,则实数m 的取值范围为()A .01m ≤<B .0m <或1m ≥C .0m ≤或1m ≥D .01m <<【答案】B【分析】先写出原命题的否定,然后结合判别式以及对m 分类讨论来求得m 的取值范围.【详解】命题“2R,210x mx mx ∀∈-+>”是假命题,所以“2R,210x mx mx ∃∈-+≤”是真命题,当0m =时,10≤不成立,不符合题意,所以0m ≠,所以0m <或()2Δ44410m m m m m >⎧⎨=-=-≥⎩,所以0m <或m 1≥.故选:B2.若关于x 的不等式2420x x a ---≤有解,则实数a 的取值范围是()A .{}2a a ≥-B .{}2a a ≤-C .{}6a a ≥-D .{}6a a ≤-【答案】C【分析】直接利用判别式即可研究不等式的解的情况.【详解】若关于x 的不等式2420x x a ---≤有解,则()16420a ∆=++≥,解得6a ≥-.故选:C.3.若命题:p x ∃∈R ,20x ax a ++≤是真命题,则实数a 的取值范围为______.【答案】(][),04,-∞+∞U 【分析】依题意可得二次函数2y x ax a =++与x 轴有交点,转化为判别式的关系进行求解.【详解】已知命题:p x ∃∈R ,20x ax a ++≤是真命题,则二次函数图像2y x ax a =++与x 轴有交点,所以240a a ∆=-≥,解得4a ≥或0a ≤.所以实数a 的取值范围为(][),04,-∞+∞U .故答案为:(][),04,-∞+∞U .4.若命题“R x ∃∈,使22(32)(1)20a a x a x -++-+<”是真命题,则实数a 的取值范围为______.六、转化为函数的最值解决能成立问题1.已知命题“[]01,1x ∃∈-,20030x x a -++>”为真命题,则实数a 的取值范围是()A .(),2-∞-B .(),4-∞C .()2,-+∞D .()4,+∞2.若关于x 的不等式26110x x a -+-≤在区间()2,5内有解,则实数a 的取值范围是()A .[)6,+∞B .()6,+∞C .[)2,+∞D .()2,+∞【答案】C 【分析】由关于x 的不等式26110x x a -+-≤在区间(2,5)内有解,可得2611a x x ≥-+在区间(2,5)内有解,从而a 大于2611x x -+在区间(2,5)的最小值,结合二次函数的性质即可得出结果.【详解】由关于x 的不等式26110x x a -+-≤在区间(2,5)内有解,得2611a x x ≥-+在区间(2,5)内有解,从而a 大于2611x x -+在区间(2,5)的最小值.令2()611f x x x =-+,()2,5x ∈,函数图像抛物线开口向上,对称轴方程为3x =,则()f x 在()2,3上单调递减,在()3,5是单调递增则,min ()(3)918112f x f ==-+=,得2a ≥,所以实数a 的取值范围是[)2,+∞.故选:C .3.若命题“22R,213x x x a a ∀∈--≥-”为假命题,则实数a 的取值范围___________.【答案】1a <或2a >【分析】转化为命题“0R x ∃∈,使得2200213x x a a --<-成立”为真命题,利用不等式有解,左边的最小值小于右边,可求出结果.【详解】因为命题“22R,213x x x a a ∀∈--≥-”为假命题,所以命题“0R x ∃∈,使得2200213x x a a --<-成立”为真命题,因为2200021(1)22x x x --=--≥-,当且仅当01x =时,等号成立,所以20021x x --的最小值为2-,所以232a a ->-,解得1a <或2a >.故答案为:1a <或2a >.4.若关于x 的不等式2420x x a --->在区间[]1,4内有解,则a 的取值范围是_________.【答案】(),2-∞-【分析】将问题转化为242a x x <--在区间[]1,4内有解,从而求得()242f x x x =--的最大值即可得解.【详解】因为2420x x a --->在区间[]1,4内有解,所以242a x x <--在区间[]1,4内有解,令()242f x x x =--,则()f x 开口向上,对称轴为2x =,所以()f x 在[)1,2上单调递减,在(]2,4上单调递增,又()2114125f =-⨯-=-,()2444422f =-⨯-=-,故()max 2f x =-,所以2a <-,即(),2a ∈-∞-.故答案为:(),2-∞-.。
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+bf(x) >0在x ∈[]n m ,上恒成立⇔ ⎩⎨⎧0)(0)( n f m ff(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<(21)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3642222++++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。
不等式恒成立问题的基本类型及常用解法
不等式恒成立问题基本类型及常用解法类型1:设f(x)=ax+bf(x) >0在x ∈[]n m ,上恒成立⇔ ⎩⎨⎧0)(0)( n f m ff(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。
解:设f(t)=y=(log 2x-1)t+(log 2x)2-2log 2x+1, t ∈[-2,2] 问题转化为:f(t)>0对t ∈[-2,2]恒成立 ⇔⎩⎨⎧-0)2(0)2( f f⇔⎪⎩⎪⎨⎧-=-01)(log 03log 4)(log 22222 x x x ⇒0<x <21或x >8。
故实数x 的取值范围是(0,21)∪(8,+∞)。
例2. 对于 -1≤a ≤1,求使不等式(21)ax x +2<(21)12-+a x 恒成立的x 的取值范围。
解:原不等式等价于x 2+ax<2x+a-1在a ∈[-1,1]上恒成立.设f(a)=(x-1)a+x 2-2x+1,则f(a)是a 的一次函数或常数函数, 要使f(a)>0在a ∈[-1,1]上恒成立,则须满足⎩⎨⎧-0)1(0)1( f f ⇔⎪⎩⎪⎨⎧+--023022 x x x x ⇒x>2或x<0 故实数的取值范围是(-∞,0)∪(2,+∞). 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3642222++++x x mmx x <1对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围。
解:由4x 2+6x+3=(2x+23)2+43>0,对一切实数x 恒成立,从而,原不等式等价于 2x 2+2mx+m <4x 2+6x+3, (x ∈R)即:2x 2+(6-2m)x+(3-m)>0对一切实数x 恒成立。
第二十二讲 绝对值不等式恒成立能成立问题(经典题型+答案)
第二十二讲 绝对值不等式问题 例1:解不等式|23||3|4x x ++->;解:3339|23|3||||3||42222x x x x x x ++-=++++-≥++>;故不等式的解集为R 。
例2:3232≤-++x x解:3337|23|2||||2||32222x x x x x x ++-=++++-≥++>;故不等式的解集为φ。
例3:3232≤---x x解:222|2|3|2|||2||333x x x x x ---=----+根据同小反大原理负号的绝对值较大,属于反大类型,故有最大值2224|2|||2||23333x x x -----≤-=,不等式解集为R 。
秒杀秘籍:绝对值不等式之最值确定之前谈到绝对值不等式,主要谈及不等式的数轴解法,但对于一些不等式如2236x x x +++>-之类的,就需要另外的解法。
定理1:()2f x x a x b x a x b x b a b x b =-+-=-+-+-≥-+-,当x b =时取得最小值a b -; 这个定理可以演绎为:当0n m ≥>时;()f x m x a n x b =-+-()()m x a x b n m x b =-+-+-- ()m a b n m x b ≥-+--;故两个一次绝对值不等式之和能求出最小值,并且在绝对值系数较大的部分为零时取到最小。
定理2:()2f x x a x b x a x b x b a b x b =---=-----≤---,当x b =时取得最大值a b -; 这个定理可以演绎为:当0n m ≥>时;()f x m x a n x b =---()()m x a x b n m x b =------ ()m a b n m x b ≤----;故两个一次绝对值不等式之差能求出最大值,并且在绝对值系数较大的部分为零时取到最大。
定理3:()2f x x a x b x a x b x a x a a b =---=---+-≥---,当x a =时取得最小值a b --; 这个定理可以演绎为:当0n m ≥>时;()f x n x a m x b =---()()m x a x b n m x a =---+-- ()n m x a m a b ≥----;故两个一次绝对值不等式之差能求出最小值,并且在绝对值系数较大的部分为零时取到最小。
一类不等式恒成立问题
Байду номын сангаас
立,则实数a的取值范围是__________.
例2.关于x的不等式x2-2x+a-8>0在x∈[2,3]上恒成立,
则实数a的取值范围是__________.
【规律总结】
若函数y=f(x),x∈D,则: 1) a>f(x),x∈D恒成立⇔a>f(x)max; 2) a<f(x),x∈D恒成立⇔a<f(x)min.
O
x
【实战演练】
1.(2016·杭州高二检测)不等式(a-2)x2+2(a-2)x4<0对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是
_________.
2.(2015·武汉高三一测)设函数f(x)=ax2-ax+1,若
对于一切实数x,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
类型二、能分离参数的不等式恒成立问题
【实战演练】
1.(2015·洛阳高三模拟)已知关于x的不等式x2-4x≥m
对任意x∈(0,1]恒成立,则m的范围是__________.
2.(2016·许昌高二检测)已知关于x的不等式-x2-2xa≥0对任意x∈[1,2]恒成立,则a 的范围是__________.
【回顾总结】
1.R上的不等式恒成立问题.
1)判断是否为一元二次不等式; 2)套结论.
2.能分离参数的不等式恒成立问题.
1)分离出孤独的参数;
2)求最值.
一元二次不等式
一类不等式恒成立问题
1.会解R上的不等式恒成立问题
2.会解能分离参数的不等式恒成立问 题.
类型一、R 上的不等式恒成立问题
考点练习(必修五):不等式的恒成立问题(附答案)
不等式恒成立问题一、利用根的判别式1. 若(m +1)x 2-(m -1)x +3(m -1)<0对任何实数x 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(-∞,-1)C.⎝⎛⎭⎫-∞,-1311 D.⎝⎛⎭⎫-∞,-1311∪(1,+∞)2. 已知不等式22230ax ax a -++>的解集为R,则a 的取值范围是( )A.a ≥0B.a >0C.a ≥-3D.a >-33. 若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为__________.4. 若关于x 的不等式2224< 24ax ax x x +-+对一切x R ∈恒成立,则a 的取值范围是____.5. 若不等式x 2-4x +3m <0的解集为空集,则实数m 的取值范围是________.6. 若不等式x 2+mx +m2>0恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(-∞,0)∪(2,+∞)D .(0,2)7. 若不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k 的取值范围为( )A .(-3,0)B .[-3,0)C .[-3,0]D .(-3,0]8. 已知f (x )=x 2+2(a -2)x +4,如果对一切x ∈R ,f (x )>0恒成立,求实数a 的取值范围.9. 已知函数f (x )=mx 2-2x -m +1,是否存在实数m 对所有的实数x ,f (x )<0恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.10. 不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________.11. 若函数f (x )=log 2(x 2-2ax -a )的定义域为R ,则a 的取值范围为________.12. 定义在R 上的运算:()*1x y x y =-,若不等式()()*1x y x y -+<对一切实数x 恒成立,则实数y 的取值范围是______.13. 设0πα≤≤,不等式()288sin cos20x x αα-+≥对x ∈R 恒成立,则α的取值范围为 .14. 已知函数)()lgf x x x =+,若不等式()()33920x x x f m f ⋅+--<对任意x ∈R恒成立,求实数m 的取值范围.二、转化为函数最值问题1. 若关于x 的不等式x 2-4x -m ≥0对任意x ∈(0,1]恒成立,则m 的最大值为( )A .1B .-1C .-3D .32. 当x ∈(1,2)时,不等式240x mx ++<恒成立,则m 的取值范围是_______________.3. 设函数f (x )=mx 2-mx -1(m ≠0),若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.4. 对一切实数x ,不等式x 2+a |x |+1≥0恒成立,则实数a 的取值范围是________.5. 已知函数()221f x x ax =-+对任意0 1]x ∈(,恒有()0f x ≥成立,则实数a 的取值范围是( )A .[1 +∞,)B .[1 2∞-+,)C .1] -∞(,D .12]∞--(,6. 当[2,1]x ∈-时,不等式32430ax x x -++≥恒成立,则实数a 的取值范围是( ).A .[]5,3--B .96,8⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .[]6,2--D .[]4,3--7. 已知()()()()23 22x f x m x m x m g x =-++=-,.若任意() < 0x R f x ∈,或()< 0g x ,则m 的取值范围是________.三、变更主元1. 对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m ≥0恒成立,求x 的取值范围.2. 已知函数y =x 2+2(a -2)x +4,对任意a ∈[-3,1],y <0恒成立,试求x 的取值范围.3. 对任意a ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于零,则x 的取值范围是( )A .(1,3)B .(-∞,1)∪(3,+∞)C .(1,2)D .(-∞,1)∪(2,+∞)4. 已知不等式mx 2-2x +m -2<0.(1)若对于所有的实数x 不等式恒成立,求m 的取值范围;(2)设不等式对于满足|m |≤2的一切m 的值都成立,求x 的取值范围.5. 设函数21f x mx mx =--() (1)若对一切实数() < 0x f x ,恒成立,求m 的取值范围. (2)若对一切实数 2 [ 2]m ∈-,,()< 5f x m -+恒成立,求x 的取值范围.四、存在问题1. 存在实数x ,使得243< 0x bx b -+成立,则b 的取值范围是________.2. 若不存在整数x 使不等式()()2440kx k x <---成立,则实数k 的取值范围是____.3. 关于x 的不等式()21< 0x a x a -++的解集中恰有3个整数解,则a 的取值范围是________.4. 已知f(x)=x2+2(a-2)x+4,是否存在实数a,使得对任意x∈[-3,1],f(x)<0恒成立.若存在求出a的取值范围;若不存在说明理由.5. 已知函数f(x)=2kxx2+6k(k>0).(1)若f(x)>m的解集为{x|x<-3或x>-2},求不等式5mx2+kx+3>0的解集;(2)若存在x>3,使得f(x)>1成立,求k的取值范围.参考答案 不等式恒成立问题一、利用根的判别式1. 解析:选C ①当m =-1时,不等式为2x -6<0,即x <3,不符合题意.②当m ≠-1时,则⎩⎪⎨⎪⎧m +1<0,Δ<0,解得m <-1311,符合题意.故实数m 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-∞,-1311. 2. 【答案】A 【解析】由题意可知当时,符合题意;当时,要求解得.综上所述a 的取值范围是a ≥0.. 3.【解析】当时,不等式变形为,解集为,符合题意; 当时,依题意可得,综上可得.4. 【答案】]2 2-(,【解析】不等式2224< 24ax ax x x +-+,可化为()()22224< 0a x a x -+--, 当20a -=,即2a =时,恒成立,合题意.当20a -≠时,要使不等式恒成立, 需020a ∆<⎧⎨-<⎩,解得2< < 2a -.所以a 的取值范围为]2 2-(,.故答案为:]2 2-(,5. 解析:由题意,知x 2-4x +3m ≥0对一切实数x 恒成立,所以Δ=(-4)2-4×3m ≤0,解得m ≥43. 答案:⎣⎡⎭⎫43,+∞ 6. 解析:选D ∵不等式x 2+mx +m2>0,对x ∈R 恒成立,∴Δ<0即m 2-2m <0,∴0<m <2.7. 解析:选D 当k =0时,显然成立;当k ≠0时,即一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则⎩⎪⎨⎪⎧k <0,Δ=k 2-4×2k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0. 综上,满足不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立的k 的取值范围是(-3,0].8. [解] 由题意可知,只有当二次函数f (x )=x 2+2(a -2)x +4的图象与直角坐标系中的x 轴无交点时,才满足题意,则其相应方程x 2+2(a -2)x +4=0此时应满足Δ<0,即4(a -2)2-16<0,解得0<a <4.故a 的取值范围是(0,4).9. 已知函数f (x )=mx 2-2x -m +1,是否存在实数m 对所有的实数x ,f (x )<0恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.解:f (x )=mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方. 当m =0时,1-2x <0,则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数,需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=4-4m-m <0,不等式组的解集为空集,即m 无解. 综上可知不存在这样的m .10. 解析:∵不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集,∴Δ=a 2-4×4>0,即a 2>16. ∴a >4或a <-4.答案:(-∞,-4)∪(4,+∞)11. 解析:已知函数定义域为R ,即x 2-2ax -a >0对任意x ∈R 恒成立.∴Δ=(-2a )2+4a <0. 解得-1<a <0. 答案:(-1,0) 12.【答案】13 22⎛⎫- ⎪⎝⎭,【解析】由已知()()()()*11x y x y x y x y -+=---<对一切实数x 恒成立, 所以2210x x y y --++>对一切实数x 恒成立,所以()21410y y ∆=--++<,所以1322y -<<. 13. 分析 根据开口向上的二次函数定义域为R 时函数值非负的条件()0∆≤列式直接运算求解.解析 由题意,要使()288sin cos20x x αα-+≥对x ∈R 恒成立,需264sin32cos20∆αα=-≤,化简得1cos 22α≥.又0πα≤≤,所以π5π0222π33αα或≤≤≤≤,解得π5π0π66αα或≤≤≤≤. 答案:0,π5π⎡⎤⎡⎤,π⎢⎥⎢⎥66⎣⎦⎣⎦. 14. 略二、转化为函数最值问题1. 解析:选C 由已知可得m ≤x 2-4x 对一切x ∈(0,1]恒成立,又f (x )=x 2-4x 在(0,1]上为减函数,∴f (x )min =f (1)=-3,∴m ≤-3. 2. (],5-∞-3. 解:要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,则mx 2-mx +m -6<0,即m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立. 有以下两种方法:法一:令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,所以g (x )max =g (3)=7m -6<0. 所以m <67,则0<m <67.当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1)=m -6<0. 所以m <6,则m <0.综上所述,m 的取值范围是(-∞,0)∪⎝⎛⎭⎫0,67. 法二:因为x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0,又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1. 因为函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可. 因为m ≠0,所以m 的取值范围是(-∞,0)∪⎝⎛⎭⎫0,67.4. 解析:当x =0时,不等式恒成立,当x ≠0时,将问题转化为-a ≤1|x |+|x |,由1|x |+|x |≥2,故-a ≤2,即a ≥-2.所以实数a 的取值范围为[-2,+∞).答案:[-2,+∞)5. 【答案】C【解析】解法一:依题意可得2440a ∆=-≤,或0(0)0202f a ∆>⎧⎪-⎪-⎨≤≥⎪⎪⎩或1(1)0202f a ∆>⎧⎪-⎪-⎨≥≥⎪⎪⎩,解得11a ≤≤-,或01 1 10a a a ><-⎧≥⎪≤⎪⎨⎩或或111 1 a a a a ><-⎧≤⎪≥⎪⎨⎩或,即有11a ≤≤-,或1a <-或a ∈∅,故实数a 的取值范围是:1] -∞(,. 解法二:()221f x x ax -=+对任意0 1]x ∈(,恒有()0f x ≥成立,即有12a x x≤+在0 1]x ∈(,恒成立,由于12x x+≥,当且仅当1x =取最小值2,则22a ≤,即有1a ≤.故选C . 6. 略7.【答案】()4 0-,【解析】因为()22x g x =-,当1x ≥时,()0g x ≥,又因为任意x R ∈,()< 0f x 或()< 0g x , 所以此时()()()230f x m x m x m =-++<在1x ≥时恒成立.若()0 0m f x ==,恒成立,不符合,0m ≠故, 则由二次函数的性质可知开口只能向下,且二次函数与x 轴交点都在(1,0)的左面 则03121m m m <⎧⎪--<⎨⎪<⎩,所以40m -<<.故答案为: 4 0-(,).三、变更主元1. 解:由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4,令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4.由题意知在[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,∴⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0, 解得x <1或x >3.故当x ∈(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.2. 解:原函数可化为g (a )=2xa +x 2-4x +4,是关于a 的一元一次函数.要使对任意a ∈[-3,1],y <0恒成立,只需满足⎩⎪⎨⎪⎧ g<0,g -<0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x +4<0,x 2-10x +4<0. 因为x 2-2x +4<0的解集是空集,所以不存在实数x ,使函数y =x 2+2(a -2)x +4,对任意a ∈[-3,1],y <0恒成立. 3. 解析:选B 设g (a )=(x -2)a +(x 2-4x +4),g (a )>0恒成立且a ∈[-1,1]⇔⎩⎪⎨⎪⎧ g =x 2-3x +2>0,g-=x 2-5x +6>0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x <1或x >2,x <2或x >3⇔x <1或x >3. 4. 解:(1)对所有实数x ,都有不等式mx 2-2x +m -2<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x +m -2的图象全部在x 轴下方.当m =0时,-2x -2<0,显然对任意x 不能恒成立; 当m ≠0时,由二次函数的图象可知有⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=4-4mm -,解得m <1-2,综上可知,m 的取值范围是(-∞,1-2).(2)设g (m )=(x 2+1)m -2x -2,它是一个以m 为自变量的一次函数,由x 2+1>0,知g (m )在[-2,2]上为增函数,则只需g (2)<0即可,即2x 2+2-2x -2<0,解得0<x <1. 故x 的取值范围是(0,1).5. 【答案】(1)]( 4 0-,;(2)()1 2-,. 【解析】(1)当0m =时,()211f x mx mx =--=-,对一切实数x ,()< 0f x 恒成立; 当0m ≠时,若对一切实数x ,()< 0f x 恒成立,则有2040m m m <⎧⎪⎨+<⎪⎩,所以4< < 0m -,综上,m 的取值范围是]( 4 0-,. (2)因为()< 5f x m -+,所以21< 5mx mx m ---+,所以()216< 0x x m -+-, 因为对一切实数 2 [ 2]m ∈-,,()< 5f x m -+恒成立,且21>0x x -+,所以只需()2216< 0x x -+-,解得1< < 2x -.所以x 的取值范围是()1 2-,.四、存在问题1. 【答案】3> < 04b b 或【解析】因为存在实数x ,使得243< 0x bx b -+成立的等价说法是:存在实数x ,使得函数243y x bx b =-+的图象在x 轴下方,即函数与x 轴有两个交点,故对应的()23443>0< 0>4b b b b ∆=--⨯⇒或.故答案为:< 0b 或3>4b .2. 【答案】14k ≤≤【解析】设原不等式的解集为A ,当0k =时,则>4x ,不合题意,当>0k 且2k ≠时,原不等式化为[]44< 0x k x k -+-()(),因为4>4k k+,所以44 ()A k k =+,,要使不存在整数x 使不等式()()244< 0kx k x ---成立,需45k k+≤,解得:14k ≤≤;当2k =时,A =∅,合题意;当< 0k 时,原不等式化为44>[]0x k x k-+-()(),所以44 A k k=-∞++∞(,)(,),不合题意,故答案为:14k ≤≤.3. 【答案】 3 2 ]4 [5--,)(,【解析】由()21< 0x a x a -++,得()()1< 0x x a --,若1a =,则不等式无解. 若>1a ,则不等式的解为1< < x a ,此时要使不等式的解集中恰有3个整数解,则此时3个整数解为 2 3 4x =,,,则45a <≤.若1a <,则不等式的解为1a x <<,此时要使不等式的解集中恰有3个整数解,则此时3个整数解为0 1 2x =--,,,则3< 2a -≤-.综上,满足条件的a 的取值范围是 3 2 ]4 [5--,)(,.故答案为: 3 2 ]4 [5--,)(,.4. 解:若对任意,x ∈[-3,1],f (x )<0恒成立,则满足题意的函数f (x )=x 2+2(a -2)x +4的图象如图所示.由图象可知,此时a 应该满足⎩⎪⎨⎪⎧f-<0,f <0,即⎩⎪⎨⎪⎧25-6a <0,1+2a <0,解得⎩⎨⎧a >256,a <-12.这样的实数a 是不存在的,所以不存在实数a 满足:对任意x ∈[-3,1],f (x )<0恒成立.5. 解:(1)由不等式f (x )>m ⇔2kxx 2+6k>m ⇔mx 2-2kx +6km <0,∵不等式mx 2-2kx +6km <0的解集为{x |x <-3或x >-2}, ∴-3,-2是方程mx 2-2kx +6km =0的根,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2k m =-5,6k =6,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =1,m =-25,故有5mx 2+kx +3>0⇔2x 2-x -3<0⇔-1<x <32, ∴不等式5mx 2+kx +3>0的解集为⎝⎛⎭⎫-1,32. (2)f (x )>1⇔2kxx 2+6k>1⇔x 2-2kx +6k <0⇔(2x -6)k >x 2.存在x >3,使得f (x )>1成立,即存在x >3,使得k >x 22x -6成立.令g (x )=x 22x -6,x ∈(3,+∞),则k >g (x )min .令2x -6=t ,则x =t +62,则t ∈(0,+∞),y =⎝⎛⎭⎫t +622t=t 4+9t+3≥2 t 4·9t+3=6, 当且仅当t 4=9t ,即t =6时等号成立.当t =6时,x =6,∴g (x )min =g (6)=6,故k 的取值范围为(6,+∞).。
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-4<m <0.∴-4<m ≤0.(2)方法一 要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立,就要使m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,∴g (x )max =g (3)=7m -6<0,∴0<m <67;当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,∴g (x )max =g (1)=m -6<0,得m <6,∴m <0.综上所述,m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,67.方法二 当x ∈[1,3]时,f (x )<-m +5恒成立,即当x ∈[1,3]时,m (x 2-x +1)-6<0恒成立.∵x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34>0,又m (x 2-x +1)-6<0,∴m <6x 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.综上所述,m 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,67. (3) 解 f (x )<-m +5,即mx 2-mx -1<-m +5,m (x 2-x +1)-6<0.设g (m )=m (x 2-x +1)-6.则g (m )是关于m 的一次函数且斜率x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34>0.∴g (m )在[1,3]上为增函数,要使g (m )<0在[1,3]上恒成立,只需g (m )max =g (3)<0, 即3(x 2-x +1)-6<0,x 2-x -1<0,方程x 2-x -1=0的两根为x 1=1-52,x 2=1+52, ∴x 2-x -1<0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-52,1+52, 即x 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-52,1+52. 练习:1. 当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________. 解析: 构造函数f (x )=x 2+mx +4,x ∈[1,2],则f (x )在[1,2]上的最大值为f (1)或f (2).由于当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立.则有⎩⎨⎧ f 1≤0,f 2≤0,即⎩⎨⎧ 1+m +4≤0,4+2m +4≤0,可得⎩⎨⎧ m ≤-5,m ≤-4,所以m ≤-5.2.若不等式x 2+mx +1≥0的解集为R ,则实数m 的取值范围是( )A.m ≥2B.m ≤-2C.m ≤-2或m ≥2D.-2≤m ≤2答案 D解析 由题意,得Δ=m 2-4≤0,∴-2≤m ≤2.3.当不等式x 2+x +k >0恒成立时,k 的取值范围为________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,+∞ 解析 由题意知Δ<0,即1-4k <0,得k >14,即k ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫14,+∞.3.若关于x 的不等式x 2-4x -m ≥0对任意x ∈(0,1]恒成立,则m 的最大值为( )A.1B.-1C.-3D.3答案 C解析 由已知可得m ≤x 2-4x 对一切x ∈(0,1]恒成立,又f (x )=x 2-4x 在(0,1]上为减函数,∴f (x )min =f (1)=-3,∴m ≤-3,∴m 的最大值为-3.4.对任意a ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于零,则x 的取值范围是( )A.1<x <3B.x <1或x >3C.1<x <2D.x <1或x >2答案 B解析 设g (a )=(x -2)a +(x 2-4x +4), g (a )>0恒成立且a ∈[-1,1]⇔⎩⎨⎧ g 1=x 2-3x +2>0,g -1=x 2-5x +6>0⇔⎩⎨⎧ x <1或x >2,x <2或x >3⇔x <1或x >3.5.对于任意实数x ,不等式(a -2)x 2-2(a -2)x -4<0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A.(-∞,2)B.(-∞,2]C.(-2,2)D.(-2,2]答案 D 解析 当a -2≠0时,⎩⎨⎧ a -2<0,4a -22-4a -2·-4<0,即⎩⎨⎧ a <2,a 2<4, 解得-2<a <2.当a -2=0时,-4<0恒成立,综上所述,-2<a ≤2.6.若不等式(a 2-1)x 2-(a -1)x -1<0的解集为R ,则实数a 的取值范围是________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤-35,1 解析 ①当a 2-1=0时,a =1或a =-1.若a =1,则原不等式为-1<0,恒成立,满足题意.若a =-1,则原不等式为2x -1<0,即x <12,不合题意,舍去. ②当a 2-1≠0,即a ≠±1时,原不等式的解集为R 的条件是⎩⎨⎧ a 2-1<0,Δ=[-a -1]2+4a 2-1<0,解得-35<a <1. 综上,a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-35,1. 7.已知函数f (x )=x 2+ax +3.(1)当x ∈R 时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围;(2)当x ∈[-2,2]时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围. 解 (1)f (x )≥a 恒成立,即x 2+ax +3-a ≥0恒成立,必须且只需Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0,∴-6≤a ≤2,∴a 的取值范围为[-6,2].(2)f (x )=x 2+ax +3=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 22+3-a 24.①当-a 2<-2,即a >4时, f (x )min =f (-2)=-2a +7,由-2a +7≥a ,得a ≤73,∴a 不存在; ②当-2≤-a 2≤2,即-4≤a ≤4时,f (x )min =3-a 24, 由3-a 24≥a ,得-6≤a ≤2,∴-4≤a ≤2; ③当-a 2>2,即a <-4时,f (x )min =f (2)=2a +7, 由2a +7≥a ,得a ≥-7,∴-7≤a <-4. 综上,a 的取值范围为[-7,2].。
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)(<x f 对R x ∈恒成立.00⎩⎨⎧<∆<⇔a例1.已知函数])1(lg[22a x a x y +-+=的定义域为R ,数a 的取值围。
解:由题设可将问题转化为不等式0)1(22>+-+a x a x 对R x ∈恒成立,即有04)1(22<--=∆a a 解得311>-<a a 或。
所以实数a 的取值围为),31()1,(+∞--∞ 。
若二次不等式中x 的取值围有限制,则可利用根的分布解决问题。
例2.设22)(2+-=mx x x f ,当),1[+∞-∈x 时,m x f ≥)(恒成立,数m 的取值围。
解:设m mx x x F -+-=22)(2,则当),1[+∞-∈x 时,0)(≥x F 恒成立 当120)2)(1(4<<-<+-=∆m m m 即时,0)(>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 <⇔ 2)a x f <)(恒成立max )(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.(1)若对任意的[]33,-∈x ,都有)()(x g x f ≤成立,求k 的取值围; (2)若对任意的[]3321,、-∈x x ,都有)()(21x g x f ≤,求k 的取值围. (3)若对于任意1x []3,3∈-,总存在[]03,3x ∈-使得)()(10x f x g =成立,求k 的取值围.【分析及解】 (1) 令k x x x x f x g x F +--=-=1232)()()(23, 问题转化为0)(≥x F 在 []3,3-∈x 上恒成立,即0)(min ≥x F 即可 ∵)2(61266)(22'--=--=x x x x x F , 由0)('=x F , 得2=x 或 1-=x .∵(3)45(3)9(1)7(2)20F k F k F k F k -=-=--=+=-,,,, ∴45)(min -=k x F , 由045≥-k , 解得 45≥k .(2)由题意可知当[]33,-∈x 时,都有min max )()(x g x f ≤. 由01616)('=+=x x f 得1-=x .∵k f k f --=--=-8)1(24)3(,, k f -=120)3(, ∴120)(max +-=k x f . 由04106)(2'=++=x x x g 得321-=-=x x 或, ∵21)3(-=-g , 111)3(=g , 1)1(-=-g , 2728)32(-=-g ,∴21)(min -=x g .则21120-≤-k , 解得141≥k .(3) 若对于任意1x []3,3∈-,总存在[]03,3x ∈-使得)()(10x f x g =成立,等价于()f x 的值域是()g x 的值域的子集,由(2)可知, 2()816f x x x k =+-在[]3,3-的值域为[]8,120k k ---+,32()254g x x x x =++在[]3,3-的值域为[]21,111-,于是,[][]8,12021,111k k ---+⊆-,即满足 821,120111.k k --≥-⎧⎨-+≤⎩解得913k ≤≤2.已知x x x x g a x x x f 4042)(,287)(232-+=--=,当]3,3[-∈x 时,)()(x g x f ≤恒成立,数a 的取值围。
高考不等式经典例题
高考不等式经典例题高考数学中的不等式经典例题通常包括比较两个数(式)的大小、不等式的性质、一元二次不等式恒成立问题、特值法判断不等式等。
以下是一些高考数学中不等式的经典例题:例1:比较两个数的大小题目:若a = 1/2, b = 3, c = 2, 请比较a, b, c的大小。
解答:因为a = 1/2 < 1 < 2 < 3 = b < c,所以a < b < c。
例2:不等式的性质题目:若x > 0, y > 0, 且x + y > 2, 请证明:xy < 1。
解答:根据不等式的性质,可以得到以下推导:x > 0, y > 0, 则x + y > 2 > 0, 所以xy < (x + y) / 2 < 1。
例3:一元二次不等式恒成立问题题目:若a, b, c均为实数,且a > 0, b > 0, c > 0。
求解不等式:ax2 + bx + c > 0。
解答:首先考虑判别式,由一元二次方程的判别式可知,当判别式小于0时,不等式恒成立。
因此,我们需要求解判别式:Δ= b2 - 4ac < 0,所以不等式ax2 + bx + c > 0恒成立。
例4:特值法判断不等式题目:若a, b为实数,且a > 0, b > 0。
求解不等式:a2 + b2 > ab。
解答:我们可以使用特值法来求解这个不等式。
取a = 2, b = 1,则a2 = 4, b2 = 1, ab = 2。
因为4 > 2 > 1,所以a2 + b2 > ab。
希望以上例题能够帮助你复习不等式部分的知识,祝你高考取得好成绩!。
高中数学不等式的恒成立问题
高中数学不等式的恒成立问题一、用一元二次方程根的判别式有关含有参数的一元二次不等式问题,若能把不等式转化成二次函数或二次方程,通过根的判别式或数形结合思想,可使问题得到顺利解决。
基本结论总结例1 对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。
例2:已知不等式对于R恒成立,求参数的取值范围.解:要使对于R恒成立,则只须满足:(1)或(2)解(1)得,解(2)=2∴参数的取值范围是-2<2.练习1.已知函数的定义域为R,求实数的取值范围。
2.若对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。
3.若不等式的解集是R,求m的范围。
4.取一切实数时,使恒有意义,求实数的取值范围.例3.设,当时,恒成立,求实数的取值范围。
-1关键点拨:为了使在恒成立,构造一个新函数是解题的关键,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。
若二次不等式中的取值范围有限制,则可利用根的分布解决问题。
解:,则当时,恒成立当时,显然成立;当时,如图,恒成立的充要条件为:解得。
综上可得实数的取值范围为。
例4 。
已知,求使不等式对任意恒成立的a的取值范围。
解法1:数形结合结合函数的草图可知时恒成立。
所以a的取值范围是。
解法2:转化为最值研究1. 若上的最大值。
2. 若,得,所以。
综上:a的取值范围是。
注:1. 此处是对参a进行分类讨论,每一类中求得的a的范围均合题意,故对每一类中所求得的a的范围求并集。
2. 恒成立;解法3:分离参数。
设,注:1. 运用此法最终仍归结为求函数的最值,但由于将参数a与变量x分离,因此在求最值时避免了分类讨论,使问题相对简化。
2. 本题若将“”改为“”可类似上述三种方法完成。
仿解法1:即读者可仿解法2,解法3类似完成,但应注意等号问题,即此处也合题。
例5. 已知:求使恒成立的a的取值范围。
解法1:数形结合结合的草图可得:或得:。
解法2:转化为最值研究1.,所以。
2. 若矛盾。
3. 若矛盾。
综上:a的取值范围是。
均值不等式最值恒成立
均值不等式一、 重点考点1.不等式成立问题 (1)恒成立问题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()min f x 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()max f x B < (2)能成立问题① 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()max f x A >; ② 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()min f x B <. (3)恰成立问题① 若不等式()A x f >在区间D 上恰成立, 则等价于不等式()A x f >的解集为D ; ② 若不等式()B x f <在区间D 上恰成立, 则等价于不等式()B x f <的解集为D . 2.不等式最值问题常用方法:配凑法(凑系数,凑项,分离)、整体代换、换元、取平方、倒数二、典型例题(一)不等式恒成立常规处理方式:常应用函数方程思想和“分离变量法”转化为最值问题,也可抓住所给不等式的结构特征,利用数形结合法例1、(1)设实数,x y 满足22(1)1x y +-=,当0x y c ++≥时,c 的取值范围是________)21,⎡-+∞⎣(2)不等式a x x >-+-34对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围________1a <(3)若不等式na n n1)1(2)1(+-+<-对于任意正整数n 恒成立,则实数a 的取值范围是_____3[2,)2-(4)若不等式22210x mx m -++>对01x ≤≤的所有实数x 都成立,求m 的取值范围.12m >-(5)已知不等式a x x <-+-34在实数集R 上的解集不是空集,求实数a 的取值范围________1a >(二)最值问题 1. 配凑 ① 凑系数例2、当04<<x 时,求y x x =-()82的最大值。
不等式有解与恒成立问题
不等式恒成立与能成立问题学号 姓名不等式恒成立指不等式对指定其间上的任意值都成立;不等式能成立指不等式在指定其间上至少有一个解(或称有解)。
下面从三个例子针对这两类问题的解决策略作比较说明。
例1.(1)若不等式()350x a -+<在[]1,1x ∈-内恒成立,求实数a 的取值范围。
(2).若不等式()350x a -+<在[]1,1x ∈-内能成立,求实数a 的取值范围。
例2.(1)若不等式22310x x m ++-≥在[]0,1x ∈内恒成立,求实数m的取值范围. (2)若不等式22310x x m ++-≥在[]0,1x ∈有解,求实数m的取值范围.例3.(1)若不等式245462x x a x -+≤+-在[]3,5x ∈内恒成立,求实数a的取值范围. (2)若不等式245462x x a x -+≤+-在[]3,5x ∈内有解,求实数a的取值范围。
总结:1.不等式恒成立与能成立(有解)解法策略比较:2.恒成立的参数范围是有解的参数范围的子集。
3. 不等式恒成立与能成立(有解)问题都是转化为最值解决。
作业:1.已知关于x 的不等式2350x a +-<。
(1)若此不等式对[]1,5x ∈上恒成立,求实数a的取值范围。
(2)若此不等式对[]1,5x ∈上能成立,求实数a的取值范围。
2.已知关于x 的不等式20x a +>。
(1)若此不等式对[]1,2x ∈上恒成立,求实数a的取值范围。
(2)若此不等式对[]1,2x ∈上能成立,求实数a的取值范围。
3. 已知关于x 的不等式2+2310x x a -+>。
(1)若此不等式对[]0,1x ∈上恒成立,求实数a的取值范围。
(2)若此不等式在[]0,1x ∈上有解,求实数a的取值范围。
4. 若不等式4213a x x +≤+-在[]0,1x ∈内有解,求实数a的取值范围。
巧解:基本不等式中含参数不等式恒成立问题
巧解:基本不等式中含参数不等式恒成立问题一、温故知新如果a , b ∈R +,那么 (当且仅当a =b 时,式中等号成立) 二、 典例精讲典例1、正数a ,b 满足1a +9b =1,若不等式a +b ≥-x 2+4x +18-m 对任意实数x 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .[3,+∞)B .(-∞,3]C .(-∞,6]D .[6,+∞)解:a +b =(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +9b =10+b a +9ab≥16⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =12时取“=”,故只需-x 2+4x +18-m ≤16,得x 2-4x +m -2≥0恒成立,即Δ=16-4(m -2)≤0,解得m ≥6.故选D.典例2、已知a >b >c ,若1a -b +1b -c ≥n a -c ,求n 的最大值.解法一:∵1a -b +1b -c ≥na -c ,且a >b >c ,∴n ≤a -ca -b +a -c b -c =(a -c )2(a -b )(b -c ).ab b a ≥+2∵对a 、b 、c 上式都成立,∴n ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤(a -c )2(a -b )(b -c )min(a -c )2(a -b )(b -c )≥(a -c )2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤(a -b )+(b -c )22=4. ∴n 的最大值为4.解法二:∵a >b >c ,∴a -ca -b +a -cb -c=(a -b )+(b -c )a -b +(a -b )+(b -c )b -c=2+b -c a -b+a -b b -c≥2+2=4.∴n ≤4,∴n 的最大值为4. 三、 归纳总结基本不等式中含参数恒成立问题:利用基本不等式性质先求出最值,然后分离参数即可得出参数的范围。
四、 迎接挑战1、若对任意x >0,x x 2+3x +1≤a 恒成立,则a 的取值范围是________. 2、已知实数a >0,b >0,且ab =1,若不等式(x +y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫a x +b y >m ,对任意的正实数x ,y 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .[4,+∞)B .(-∞,1]C .(-∞,4]D .(-∞,4)答案:1、解析:∵x >0,∴xx 2+3x +1=1x +3+1x≤12+3=15 ∴a ≥15.2、解:因为a ,b ,x ,y为正实数,所以(x +y )·⎝ ⎛⎭⎪⎫a x +b y =a +b +ay x +bx y ≥a +b +2≥2ab +2=4,当且仅当a =b ,ayx =bxy,即a =b ,x =y 时等号成立,故只要m <4即可.故选D.。
专题二 不等式恒成立、能成立问题(解析版)
强化专题2 不等式恒成立、能成立问题在解决不等式恒成立、能成立的问题时,常常使用不等式解集法、分离参数法、主参换位法和数形结合法解决,方法灵活,能提升学生的逻辑推理,数学运算等素养.【技巧目录】一、“Δ”法解决恒成立问题二、数形结合法解决恒成立问题三、分离参数法解决恒成立问题四、主参换位法解决恒成立问题五、利用图象解决能成立问题六、转化为函数的最值解决能成立问题【例题详解】一、“Δ”法解决恒成立问题例1 若关于x 的不等式2220ax ax --<恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .[]2,0-B .(]2,0-C .()2,0-D .()(),20,-∞-⋃+∞ 【答案】B【分析】讨论0a =和0a <两种情况,即可求解.【详解】当0a =时,不等式成立;当0a ≠时,不等式2220ax ax --<恒成立,等价于()()20,2420,a a a <⎧⎪⎨∆=--⨯-<⎪⎩20a ∴-<<. 综上,实数a 的取值范围为(]2,0-.故选:B .【小结】(1)如图①一元二次不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)在R 上恒成立⇔一元二次不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)的解集为R ⇔二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象恒在x 轴上方⇔y min >0⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0.(2)如图②一元二次不等式ax 2+bx +c <0(a ≠0)在R 上恒成立⇔一元二次不等式ax 2+bx +c <0(a ≠0)的解集为R ⇔二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象恒在x 轴下方⇔y max <0⇔⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.二、数形结合法解决恒成立问题例2 当1≤x ≤2时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,求m 的取值范围.【详解】令y =x 2+mx +4.∵y <0在[1,2]上恒成立.∴x 2+mx +4=0的根一个小于1上,另一个大于2.如图,得⎩⎪⎨⎪⎧ 1+m +4<0,4+2m +4<0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧m +5<0,2m +8<0. ∴m 的取值范围是{m |m <-5}.【小结】结合函数的图象将问题转化为函数图象的对称轴,区间端点的函数值或函数图象的位置(相对于x 轴)关系求解.可结合相应一元二次方程根的分布解决问题.三、分离参数法解决恒成立问题例3 若不等式x 2+ax +1≥0在x ∈[-2,0)时恒成立,则实数a 的最大值为( )A .0B .2C .52D .3 【答案】B【分析】用分离参数法分离参数,然后用基本不等式求最值后可得结论.【详解】不等式x 2+ax +1≥0在[2,0)x ∈-时恒成立,即不等式x x x x a 112--=+-≤在[2,0)x ∈-时恒成立.()()()2121-=-⋅-≥-+x x x x ,当且仅当1x x -=-,即x =-1时,等号成立,所以a ≤2,所以实数a 的最大值为2. 故选:B .【小结】通过分离参数将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题.四、主参换位法解决恒成立问题例4 已知[]1,1a ∈-,不等式()24420x a x a +-+->恒成立,则x 的取值范围为___________. 【答案】(,1)(3,)-∞+∞【分析】设()()2244f a x a x x =-+-+,即当[]1,1a ∈-时,()0f a >,则满足()()1010f f ⎧->⎪⎨>⎪⎩解不等式组可得x 的取值范围.【详解】[]1,1a ∈-,不等式()24420x a x a +-+->恒成立即[]1,1a ∈-,不等式()22440x a x x -+-+>恒成立设()()2244f a x a x x =-+-+,即当[]1,1a ∈-时,()0f a >所以()()1010f f ⎧->⎪⎨>⎪⎩,即22320560x x x x ⎧-+>⎨-+>⎩,解得3x >或1x < 故答案为:(,1)(3,)-∞+∞【小结】转换思维角度,即把变元与参数变换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围求解.五、利用图象解决能成立问题例5 当1<x <2时,关于x 的不等式x 2+mx +4>0有解,则实数m 的取值范围为________.【答案】{m |m >-5}【详解】记y =x 2+mx +4,则由二次函数的图象知,不等式x 2+mx +4>0(1<x <2)一定有解,即m +5>0或2m +8>0,解得m >-5.【小结】结合二次函数的图象,将问题转化为端点值的问题解决.六、转化为函数的最值解决能成立问题例6 若存在x ∈R ,使得4x +m x 2-2x +3≥2成立,求实数m 的取值范围. 【详解】∵x 2-2x +3=(x -1)2+2>0,∴4x +m ≥2(x 2-2x +3)能成立,∴m ≥2x 2-8x +6能成立,令y =2x 2-8x +6=2(x -2)2-2≥-2,∴m ≥-2,∴m 的取值范围为{m |m ≥-2}.【小结】能成立问题可以转化为m >y min 或m <y max 的形式,从而求y 的最大值与最小值,从而求得参数的取值范围.【过关训练】1.若关于x 的不等式220mx x m ++>的解集是R ,则m 的取值范围是( )A .(1,+∞)B .(0,1)C .(-1,1)D .[1,+∞) 【答案】A【分析】分0m =和0m ≠两种情况求解【详解】当0m =时,20x >,得0x >,不合题意,当0m ≠时,因为关于x 的不等式220mx x m ++>的解集是R , 所以20Δ440m m >⎧⎨=-<⎩,解得1m , 综上,m 的取值范围是(1,+∞),故选:A2.若集合2{|10}A x ax ax =-+≤=∅,则实数a 的取值集合为( )A .{|04}a a <<B .{|04}a a ≤<C .{|04}a a <≤D .{|04}a a ≤≤【答案】B【分析】分00a a =≠,,两种情况求解即可【详解】当0a =时,不等式等价于10<,此时不等式无解; 当0a ≠时,要使原不等式无解,应满足20Δ40a a a >⎧⎨=-<⎩,解得04a <<; 综上,a 的取值范围是[)0,4.故选:B .3.若R x ∈,210ax ax ,则实数a 的取值范围是( )A .()4,0-B .(]4,0-C .[)4,0-D .[]4,0-【答案】B【分析】分两种情况讨论:0a =和0Δ0a <⎧⎨<⎩,解出实数a 的取值范围,即得. 【详解】对R x ∈,210ax ax ,当0a =时,则有10-<恒成立;当0a <时,则20Δ40a a a <⎧⎨=+<⎩,解得40a . 综上所述,实数a 的取值范围是(]4,0-.故选:B.4.“x ∀∈R ,2230x ax a -+>”的充要条件是( )A .12a -<<B .0<<3aC .13a <<D .35a << 【答案】B【分析】“x ∀∈R ,2230x ax a -+>”等价于24120a a ∆=-<,解不等式求得答案.【详解】“x ∀∈R ,2230x ax a -+>”等价于24120a a ∆=-< ,即0<<3a ,故“x ∀∈R ,2230x ax a -+>”的充要条件是0<<3a ,故选:B5.已知关于x 的不等式2680kx kx k -++≥对任意x ∈R 恒成立,则k 的取值范围是( )A .[]0,1B .(]0,1C .()(),01,-∞⋃+∞D .(][),01,-∞+∞ 【答案】A【分析】当0k =时,该不等式成立,当0k ≠时,根据二次函数开口方向及判别式列不等式解决二次不等式恒成立问题.【详解】当0k =时,该不等式为80≥,成立;当0k ≠时,要满足关于x 的不等式2680kx kx k -++≥对任意x ∈R 恒成立,只需()2036480k k k k >⎧⎨-+≤⎩,解得01k <≤,综上所述,k 的取值范围是[]0,1,故选:A.6.已知关于x 的不等式²4x x m -≥对任意(]0,3x ∈恒成立,则有( )A .4m ≤-B .3m ≥-C .30m -≤<D .40m -≤< 【答案】A【分析】由题意可得2min (4)m x x ≤-,由二次函数的性质求出24y x x =-在(]0,3上的最小值即可 【详解】因为关于x 的不等式²4x x m -≥对任意(]0,3x ∈恒成立, 所以2min (4)m x x ≤-,令224(2)4y x x x =-=--,(]0,3x ∈,所以当2x =时,24y x x =-取得最小值4-,所以4m ≤-故选:A7.若对任意的2[1,0],2420x x x m ∈--+++≥恒成立,则m 的取值范围是( )A .[4,)+∞B .[2,)+∞C .(,4]-∞D .(,2]-∞ 【答案】A【分析】由题知对任意的2[1,0],242x m x x ≥-∈--恒成立,进而求[1,0]x ∈-,()2214y x =--最值即可得答案.【详解】解:因为对任意的2[1,0],2420x x x m ∈--+++≥恒成立,所以对任意的2[1,0],242x m x x ≥-∈--恒成立,因为当[1,0]x ∈-,()[]22142,4y x =--∈-,所以()2max 2424m x x --≥=,[1,0]x ∈-, 即m 的取值范围是[4,)+∞故选:A8.若两个正实数,x y 满足12+1=x y ,且不等式2+32+<y x m m 有解,则实数m 的取值范围是( ) A .(4,1)- B .(1,4)-C .()(),41,-∞-+∞ D .()(),14,-∞-⋃+∞ )()1,+∞.9.已知命题p :“15x ∃≤≤,250x ax -->”为真命题,则实数a 的取值范围是( )A .4a <B .4aC .4a >D .4a >-【答案】A【分析】依据题意可将题目转换为非p 命题为真的补集,即“15x ∀≤≤,250x ax --≤恒成立”对应a 取值集合的补集,进一步只需限制端点小于等于0即可求解【详解】由题意,当15x ≤≤时,不等式250x ax -->有解,等价于“15x ∀≤≤,250x ax --≤恒成立”为真时对应a 取值集合的补集若15x ∀≤≤,250x ax --≤恒成立为真命题,需满足, 25550a --≤且150a --≤,解得4a ≥.因此p 命题成立时a 的范围时4a <故选:A .10.若关于x 的不等式2420x x a --->在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( )A .(,2)-∞B .(,2)-∞-C .(6,)-+∞D .(,6)-∞-【答案】B【分析】构造函数2()42f x x x a =---,若不等式2420x x a --->在区间(1,4)内有解,可得函数2()42f x x x a =---在区间(1,4)内的最大值大于0即可,根据二次函数的图象和性质可得答案.【详解】令2()42f x x x a =---,则函数的图象为开口朝上且以直线2x =为对称轴的抛物线,故在区间(1,4)上,()f x f <(4)2a =--,若不等式2420x x a --->在区间(1,4)内有解,则20a -->,解得2a <-,即实数a 的取值范围是(,2)-∞-.故选:B .11.已知关于x 的不等式2240ax x a -+<在(0,2]上有解,则实数a 的取值范围是( )A .1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .(2,)+∞12.设函数2()2f x ax ax =--,若对任意的[1,3]x ∈,()22f x x a >--恒成立,则实数a 的取值范围为_____________.13.已知关于x 的不等式244x mx x m +>+-.(1)若对任意实数x ,不等式恒成立,求实数m 的取值范围;(2)若对于04m ≤≤,不等式恒成立,求实数x 的取值范围.【详解】(1)若对任意实数x ,不等式恒成立,即2440x mx x m +--+>恒成立则关于x 的方程2440x mx x m +--+=的判别式()()24440m m ∆=---+<,即240m m -<,解得04m <<,所以实数m 的取值范围为(0,4).(2)不等式244x mx x m +>+-,可看成关于m 的一次不等式()21440m x x x -+-+>,又04m ≤≤, 所以224404(1)440x x x x x ⎧-+>⎨-+-+>⎩,解得2x ≠且0x ≠,所以实数x 的取值范围是()()(),00,22,-∞⋃⋃+∞.14.设2(1)2y ax a x a =+-+-, 若不等式2y ≥-对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围;19.设函数()21f x mx mx =--.(1)若对于2,2x ,()5f x m <-+恒成立,求m 的取值范围;(2)若对于[]2,2m ∈-,()5f x m <-+恒成立,求x 的取值范围. 2,2x,f 2,2x 恒成立,对于2,2x 恒成立.261324x ⎫-+⎪⎭2,2x ,则1,2.20.已知函数y =mx 2-mx -6+m ,若对于1≤m ≤3,y <0恒成立,求实数x 的取值范围.【详解】y <0⇔mx 2-mx -6+m <0⇔(x 2-x +1)m -6<0.∵1≤m ≤3,∴x 2-x +1<6m恒成立, ∴x 2-x +1<63⇔x 2-x -1<0⇔1-52<x <1+52. ∴x 的取值范围为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪1-52<x <1+52.。
不等式恒成立练习题(教师)
不等式恒成立练习题(教师)1.(1)若不等式(m+1)x²-(m-1)x+3(m-1)<0 对任意实数x恒成立,求实数 m的取值范围(2)若不等式2. 已知不等式x²-2x+a>0对任意实数a=[2,3]恒成立,求实数 a的取值范围。
3.设∫(x)=x²-2ax+2. 当x∈[−12,+∞)时,但有 f(x)>a,求实数a的取值范围.4. 对任意的a∈[-1,1],函数f(x)=x²+(a-4)x+4-2a 的值总是正数,则 x得取值为图是( )A 1<x<3 B. x<12x>3 C. 100 D. x<1 或 x>25.若不等式x²−logₐₓx<0在(0,12)内倒成立,剩实数 m的收值范围 .6.①时一切实数x,不等式|x-3|-|x+2|>a倒成立,求实数a的范围,②若不等式|x-3|-|x+2|>a 有解,求实数a的范围。
③若方程|x-3-|x+2|=a| 有解,求实数a的范围.7. 若x,y满足方程x²+(y-1)²=1.不等式x+y+c≥0恒成立,求实数c的范围. (答:[√2−1,+∞)变式:若 x,y满足方程x²+(y-1)²=1.不等式x+y+c=0,求实数c的范围.8. 已知函数f(x)=x 2+2x+ax,x∈[1,+∞)(1) 当a=12时,求函数 f(x)的数小值:(2)若对任意x∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,求实数a的范围9.已知函数f(x)=lg(a−ax−x2)(1)若 f(x)的定义域A≠φ,试求a的取值范围.(1)若f(x)在x∈(2,3)上有意义,试水a的取值范围。
(10.已知f(x)=ax²-bx+c,b>2a>0. 试网在区间[-1.1]上是否存在一个x,使用[f(x)|≥b成立,请证明你结论.【练习题参考解答】1.这三问中,第(1)问是能成立问题,第(1)问是但成立问题,第(1)问题给成立问题。
不等式恒成立、能成立、恰成立问题专题(17例题+15练习题+答案与解析)
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()min f x A >,⇔()f x 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()max f x B <,()f x 的上界小于A例1、设f(x)=x2-2ax+2,当x ∈[-1,+∞]时,都有f(x)≥a 恒成立,求a 的取值范围。
例2、已知(),22x ax x x f ++=对任意[)()0,,1≥+∞∈x f x 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⎪⎭⎫⎝⎛∈2,0πθ时,有()()022sin 2cos 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)(44>-+=xcbxxaxxf在1=x处取得极值3c--,其中a、b为常数.(1)试确定a、b的值;(2)讨论函数)(xf的单调区间;(3)若对任意0>x,不等式22)(cxf-≥恒成立,求c的取值范围。
2、主参换位法例5、若不等式a10x-<对[]1,2x∈恒成立,求实数a的取值范围例6、若对于任意1a≤,不等式2(4)420x a x a+-+->恒成立,求实数x的取值范围例7、已知函数323()(1)132af x x x a x=-+++,其中a为实数.若不等式2()1f x x x a'--+>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()()g f xλ≥(或()()g f xλ≤)恒成立的形式;(2)求()f x在x D∈上的最大(或最小)值;(3)解不等式()max()g f xλ≥(或()()ming f xλ≤),得λ的取值范围。
不等式的解法与恒成立问题
不等式的解法与恒成立问题一、不等式解法15个典型例题:例1 解不等式:(1)015223>--x x x ;(2)0)2()5)(4(32<-++x x x . 说明:用“穿根法”解不等式时应注意:①各一次项中x 的系数必为正;②对于偶次或奇次重根可转化为不含重根的不等式,也可直接用“穿根法”,但注意“奇穿偶不穿”。
例2 解下列分式不等式:(1)22123+-≤-x x ; (2)12731422<+-+-x x x x 当分式不等式化为)0(0)()(≤<或x g x f 时,要注意它的等价变形 ①0)()(0)()(<⋅⇔<x g x f x g x f ②0)()(0)(0)()(0)(0)()(0)()(<⋅=⇔≤⎩⎨⎧≠≤⋅⇔≤x g x f x f x g x f x g x g x f x g x f 或或例3 解不等式242+<-x x分析:解此题的关键是去绝对值符号,而去绝对值符号有两种方法:一是根据绝对值的意义⎩⎨⎧<-≥=)0()0(a a a a a 二是根据绝对值的性质:a x a x a x a a x >⇔<<-⇔<.,或a x -<。
例4 解不等式04125622<-++-x x x x .例5 解不等式x xx x x <-+-+222322. 分析:不等式左右两边都是含有x 的代数式,必须先把它们移到一边,使另一边为0再解.例6 设R m ∈,解关于x 的不等式03222<-+mx x m .分析:进行分类讨论求解.例7 解关于x 的不等式)0(122>->-a x a ax .分析:先按无理不等式的解法化为两个不等式组,然后分类讨论求解.解含有参数的不等式是不等式问题中的难点,也是近几年高考的热点.一般地,分类讨论标准(解不等式)大多数情况下依“不等式组中的各不等式的解所对应的区间的端点”去确定.例8 解不等式331042<--x x .说明:解含绝对值的不等式,关键是要把它化为不含绝对值的不等式,然后把不等式等价转化为不等式组,变成求不等式组的解.例9 解关于x 的不等式0)(322>++-a x a a x .说明:对参数进行的讨论,是根据解题的需要而自然引出的,并非一开始就对参数加以分类、讨论.例10 已知不等式02>++c bx ax 的解集是{})0(><<αβαx x .求不等式02>++a bx cx 的解集. 说明:(1)万变不离其宗,解不等式的核心即是确定首项系数的正负,求出相应的方程的根;(2)结合使用韦达定理,本题中只有α,β是已知量,故所求不等式解集也用α,β表示,不等式系数a ,b ,c 的关系也用α,β表示出来;(3)注意解法2中用“变换”的方法求方程的根.例12 若不等式1122+--<++-x x b x x x a x 的解为)1()31(∞+-∞,, ,求a 、b 的值. 说明:解有关一元二次方程的不等式,要注意判断二次项系数的符号,结合韦达定理来解.例13 不等式022<-+bx ax 的解集为{}21<<-x x ,求a 与b 的值.说明:本题考查一元二次方程、一元二次不等式解集的关系,同时还考查逆向思维的能力.例14 解关于x 的不等式01)1(2<++-x a ax .说明:解本题要注意分类讨论思想的运用,关键是要找到分类的标准,就本题来说有三级分类:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧>=<<><≠=∈11100000a a a a a a a R a分类应做到使所给参数a 的集合的并集为全集,交集为空集,要做到不重不漏.另外,解本题还要注意在讨论0<a 时,解一元二次不等式01)1(2<++-x a ax 应首选做到将二次项系数变为正数再求解.例15 解不等式x x x ->--81032.分析:无理不等式转化为有理不等式,要注意平方的条件和根式有意义的条件,一般情况下,)()(x g x f ≥可转化为)()(x g x f >或)()(x g x f =,而)()(x g x f >等价于:⎩⎨⎧<≥0)(0)(x g x f 或⎪⎩⎪⎨⎧>≥≥2)]([)(0)(0)(x g x f x g x f . 说明:本题也可以转化为)()(x g x f ≤型的不等式求解,注意:⎪⎩⎪⎨⎧≤≥≥⇔≤2)]([)(0)(0)()()(x g x f x g x f x g x f ,二、不等式恒成立问题:①化归为二次函数,利用基本性质根据题目要求,构造二次函数。
一元二次不等式恒成立问题例题
一元二次不等式恒成立问题例题
例题1:求解不等式 $x^2-4x+4\geq 0$。
解法:首先,将不等式左边的二次项 $x^2-4x+4$ 因式分解为$(x-2)^2$。
则原不等式可以转化为 $(x-2)^2\geq 0$。
由于平方数不小于0,即 $(x-2)^2\geq 0$ 恒成立。
因此,不等
式 $x^2-4x+4\geq 0$ 恒成立的解集为全体实数集。
例题2:求解不等式 $3x^2-6x+3> 0$。
解法:首先,将不等式左边的二次项 $3x^2-6x+3$ 因式分解为$3(x-1)^2$。
则原不等式可以转化为 $3(x-1)^2> 0$。
由于平方数大于0,而系数3大于0,即 $3(x-1)^2> 0$ 恒成立。
因此,不等式 $3x^2-6x+3> 0$ 恒成立的解集为全体实数集。
例题3:求解不等式 $2x^2-4x-6< 0$。
解法:首先,将不等式左边的二次项 $2x^2-4x-6$ 因式分解为$2(x+1)(x-3)$。
则原不等式可以转化为 $2(x+1)(x-3)< 0$。
考虑一元二次函数的图像,我们可以得出以下结论:
- 当 $x<-1$ 时,$2(x+1)(x-3)< 0$
- 当 $-1<x<3$ 时,$2(x+1)(x-3)> 0$
- 当 $x>3$ 时,$2(x+1)(x-3)< 0$
因此,不等式 $2x^2-4x-6< 0$ 的解集为 $(-\infty,-1)\cup(3,+\infty)$。
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不等式及恒成立经典例题
例1 已知f(x)=x 2+2(a-2)x+4.
(1)如果对一切x ∈R ,f(x)>0恒成立,求实数a 的取值范围.
(2)如果对x ∈〔-3,1〕,f(x)>0成立,求实数a 的取值范围.
解:f(x)的图像开口向上.
(1)对一切实数x ,f(x)>0,则△<0,即(a-2)2-4<0,
∴0<a <4;
(2)当x ∈〔-3,1〕时,f(x)>0,对称轴2-a 可在区间内,也可在区间外, ∴ 或 或 解得- <a <4
例2 设A={x |-2<x <-1,或x >1},B={x |x 2+ax+b≤0},已知A ∪B={x |x >-2},A∩B={x |1<x≤3},试求a,b 的值.
分析 在本题求解时要正确利用图形进行分析
.
解:如图所示,设B={x |α≤x≤β}
设想集合B 所表示的范围在数轴上移动,显然当且仅当B“覆盖”住集合{x |-1≤x≤3},才能使A∩B={x |1<x≤3}
∴“α≤-1且β≥1”,
并且α≥-1及β=3.∴α=-1,β=3.
因此B={x |-1≤x≤3},根据二次不等式与二次方程的关系,可知-1与3是方程x 2+ax+b=0的两根.
∴a=-(-1+3)=-2,b=(-1)×3=-3.
解恒成立问题常用方法
1 分离参数法
例3: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。
解: 由(]1,∞-∈x 时,()x f 有意义得:
()0121>+-+++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 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()()0cos 2432cos >-+-θθm m f f 恒成立。
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 ∵ ()()0cos 2432cos >-+-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∈,
∴ 2θ
θθθcos 2cos 24cos 22cos 32--=-->m ∴ m>θθθθcos 22cos 2cos 2cos 22--+=--]cos 22cos 2[4θ
θ-+--= 令2-[]3,1,cos ∈=t t θ ∴ m>4-⎪⎭⎫ ⎝⎛+
t t 2 即4-m<t
t 2+在[]3,1∈t 上恒成立 即求()t
t t g 2+=在[]3,1∈t 上的最小值 ∵ ()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: 设0<a 4
5≤,若满足不等式b a x <-的 一切实数x ,亦满足不等式 2
12<-a x 求正实数b 的取值范围。
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: 2
12-
≥-a b a
2
12+≤+a b a 于是得不等式组: 212++-≤a a b 212+-≤a a b 又 =-+-212a a 43212+⎪⎭⎫ ⎝
⎛--a ,最小值为163; ,4
1212122+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-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
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。
解: 设 ()()4422
+-+-=x x a x a g ,把它看成关于a 的直线, 由题意知,直线恒在横轴下方。
所以 ()01≥-g
()01>g 解得: 1<x 或2=x 或3≥x
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。
解: 若设()()()()()m x m x m x x f 212122-+-=---=,把它看成是关于x 的直
线,由题意知直线恒在x 的轴的下方。
所以
()00≤f
()03≤f 解得: 521≤≤m。