不等式 恒成立问题

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3.设 ,当 时, 恒成立,求实数 的取值范围。
解:设 ,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 。
4:在 ABC中,已知 恒成立,求实数m的范围。
解析:由
, , 恒成立, ,即 恒成立,
5、若不等式 对满足 的所有 都成立,求 的取值范围。
变式:已知函数 ,若在区间 上, 的图象位于函数f(x)的上方,求k的取值范围
由题意得,对于 恒成立 对于 恒成立,令 ,设 ,则 ,
, , k的取值范围是k> .
解:令 , 所以原不等式可化为: ,
要使上式在 上恒成立,只须求出 在 上的最小值即可。
注:分离参数后,方向明确,思路清晰能使问题顺利得到解决。
四、变换主元法
处理含参不等式恒成立的某些问题时,若能适时的把主元变量和参数变量实行“换位”思考,往往会使问题降次、简化。
例4.对任意 ,不等式 恒成立,求 的取值范围。
解析本题能够化归为求函数f(x)在闭区间上的最值问题,只要对于任意 .若 恒成立
或 或 ,即a的取值范围为 .
8、已知函数 ,若在区间 上, 的图象位于函数f(x)的上方,求k的取值范围.
解析本题等价于一个不等式恒成立问题,即对于 恒成立,式子中有两个变量,能够通过变量分离化归为求函数的最值问题.对于 恒成立 对于 恒成立,令 ,设 ,则 ,即x=1时 , k的取值范围是k>2.
课后作业:
1.已知函数 的定义域为R,求实数 的取值范围。
解:由题设可将问题转化为不等式 对 恒成立,即有 解得 。
所以实数 的取值范围为 。
若不等式 对任意 R恒成立,则 的取值范围是.
【分析】先确定 的取值范围,则只要 不大于 的最小值即可.
【解】当 时, ;
当 时, ;
当 时, ;
综上可得 ,所以只要 ,
(1)当m-1=0时,元不等式化为2>0恒成立,满足题意;
(2) 时,只需 ,所以,
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) 恒成立
2) 恒成立
例2、若 时,不等式 恒成立,求 的取值范围。
解:设 ,则问题转化为当 时, 的最小值非负。
(1)当 即: 时, 又 所以 不存有;
分析:题中的不等式是关于 的一元二次不等式,但若把 看成主元,则问题可转化为一次不等式 在 上恒成立的问题。
解:令 ,则原问题转化为 恒成立( )。
当 时,可得 ,不合题意。
当 时,应有 解之得 。
故 的取值范围为 。
注:一般地,一次函数 在 上恒有 的充要条件为 。
五、数形结合法
数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形缺数时难入微”,这充分说明了数形结合思想的妙处,在不等式恒成立问题中它同样起着重要作用。我们知道,函数图象和不等式有着密切的联系:
1) 函数 图象恒在函数 图象上方;
2) 函数 图象恒在函数 图象下上方。
例5:已知 ,求实数a的取值范围。
解析:由 ,在同一直角坐标系中做出两个函数的图象,如果两个函数分别在x=-1和x=1处相交,则由 得到a分别等于2和0.5,并作出函数 的图象,所以,要想使函数 在区间 中恒成立,只须 在区间 对应的图象在 在区间 对应图象的上面即可。当 才能保证,而 才能够,所以 。
(2)当 即: 时, 又
(3)当 即: 时, 又
综上所得:
三、分离变量法
若所给的不等式能通过恒等变形使参数与主元分离于不等式两端,从而问题转化为求主元函数的最值,进而求出参数范围。这种方法本质也还是求最值,但它思路更清晰,操作性更强。一般地有:
1) 恒成立
2) 恒成立
例3.已知 时,不等式 恒成立,求 的取值范围。
解:设 ,对满足 的 , 恒成立,
解得:
6、若不等式 在 内恒成立,求实数 的取值范围。
解:由题意知: 在 内恒成立,
在同一坐标系内,分别作出函数 和
观察两函数图象,当 时,若 函数 的图象显然在函数 图象的下方,所以不成立;
当 时,由图可知, 的图象必须过点 或在这个点的上方,则,
综上得:
7、已知 ,若 恒成立,求a的取值范围.
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 ,有
1) 对 恒成立 ;
2) 对 恒成立
例1:若不等式 的解集是R,求m的范围。
解析:要想应用上面的结论,பைடு நூலகம்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。
由此能够看出,对于参数不能单独放在一侧的,能够利用函数图象来解。利用函数图象解题时,思路是从边界处(从相等处)开始形成的。
综合练习;
例6已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若 ,若 对于所有的 恒成立,求实数t的取值范围.
解析本题不等式中有三个变量,所以能够通过消元转化的策略,先消去一个变量,容易证明f(x)是定义在[-1,1]上的增函数,故f(x)在[-1,1]上的最大值为f(1)=1,则 对于所有的 恒成立 对于所有的 恒成立,即 对于所有的 恒成立,令 ,只要 , .
即实数 的取值范围是 .
【答案】
2..函数 ,若对任意 , 恒成立,求实数 的取值范围。
解:若对任意 , 恒成立,
即对 , 恒成立,
考虑到不等式的分母 ,只需 在 时恒成立而得
而抛物线 在 的最小值 得
注:本题还可将 变形为 ,讨论其单调性从而求出 最小值。
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。
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