恒成立问题与有解问题的区别

恒成立与有解

1恒成立问题与一次函数联系

给定一次函数y=f(x)=ax+b(a ≠0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,则根据函数的图象(直线)可得上述结论等价于

ⅰ)???>>0)(0m f a 或ⅱ)???><0)(0n f a 亦可合并定成???>>0)(0)(n f m f 同理,若在[m,n]内恒有f(x)<0,则有?

?

?<<0)(0

)(n f m f

例1、对于满足|p|≤2的所有实数p,求使不等式x 2+px+1>2p+x 恒成立的x 的取值范围。 分析:在不等式中出现了两个字母:x 及P,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。显然可将p 视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于p 的一次函数大于0恒成立的问题。

略解:不等式即(x-1)p+x 2-2x+1>0,设f(p)= (x-1)p+x 2-2x+1,则f(p)在[-2,2]上恒大于0,故有:

???>>-)2(0)2(f f 即?????

>->+-0103422

x x x 解得:???-<><>1113x x x x 或或

∴x<-1或x>3.

2恒成立问题与二次函数联系

若二次函数y=ax 2

+bx+c=0(a ≠0)大于0恒成立,则有?

?

?00a ,若是二次函数在指定区间上的恒成立问题,还可以利用韦达定理以及根与系数的分布知识求解。

例2、设f(x)=x 2-2ax+2,当x ∈[-1,+∞)时,都有f(x)≥a 恒成立,求a 的取值范围。 分析:题目中要证明f(x)≥a 恒成立,若把a 移到等号的左边,则把原题转化成左边二次函数在区间[-1,+∞)时恒大于0的问题。

解:设F(x)= f(x)-a=x 2-2ax+2-a.

ⅰ)当?=4(a-1)(a+2)<0时,即-2

???????

-≤--≥-≥?,1220)1(0a f 即?????-≤≥+≥+-,

1030)2)(1(a a a a

得-3≤a ≤-2;

综合可得a 的取值范围为[-3,1]。 1.3恒成立问题与变量分离联系

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,则可将恒成立问题转化成函数的最值问题求解。

例3、已知当x ∈R 时,不等式a+cos2x<5-4sinx+45-a 恒成立,求实数a 的取值范围。

分析:在不等式中含有两个变量a 及x ,其中x 的范围已知(x ∈R ),另一变量a 的范围即为所求,故可考虑将a 及x 分离。

解:原不等式即:4sinx+cos2x<45-a -a+5

要使上式恒成立,只需45-a -a+5大于4sinx+cos2x 的最大值,故上述问题转化成求f(x)=4sinx+cos2x 的最值问题。

f(x)= 4sinx+cos2x=-2sin2x+4sinx+1=-2(sinx-1)2+3≤3, ∴45-a -a+5>3即45-a >a+2

上式等价于???

??->-≥-≥-2)2(4504502a a a a 或?

?

?≥-<-04502a a

解得4

85

a ≤<。

注:注意到题目中出现了sinx 及cos2x ,而cos2x=1-2sin2x,故若把sinx 换元成t,则可把原不等式转化成关于t 的二次函数类型。

一、 构造函数、区间最值求解

例1、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。

分析:如果(.1)x ∈-∞时,()f x 恒有意义,则可转化为1240x x a ++>恒成立,

即参数分离后212(22)4

x

x x x a --+>-=-+,(.1)x ∈-∞恒成立,接下来可转化为

二次函数区间最值求解。

解:如果(.1)x ∈-∞时,()f x 恒有意义1240x x a ?++>,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(,)2t ∈+∞()a g t ∴>对1

(,)2

t ∈+∞恒

成立,又()g t 在1[,)2t ∈+∞上为减函数,max 13()()24t g ==-g ,3

4

a ∴≥-。

例2、设函数是定义在(,)-∞+∞上的增函数,如果不等式2(1)(2)f ax x f a --<-对于任意[0,1]x ∈恒成立,求实数a 的取值范围。

分析:本题可利用函数的单调性把原不等式问题转化为212ax x a --<-对于任意[0,1]x ∈恒成立,从而转化为二次函数区间最值求解。 解:

()f x 是增函数2(1)(2)f ax x f a ∴--<-对于任意[0,1]x ∈恒成立

212ax x a ?--<-对于任意[0,1]x ∈恒成立

210x ax a ?++->对于任意[0,1]x ∈恒成立,令2()1g x x ax a =++-,

[0,1]x ∈,所以原问题min ()0g x ?>,又min

(0),0

()(),2022,2

g a a g x g a a >???

=--≤≤?? <-??即

2min

1,0

()1,2042,2

a a a

g x a a a - >???=--+-≤≤?? <-?? 易求得1a <。

例3、 已知当x ∈R 时,不等式a+cos2x<5-4sinx 恒成立,求实数a 的取值范

围。

方法一)分析:在不等式中含有两个变量a 及x ,本题必须由x 的范围(x ∈R )来求另一变量a 的范围,故可考虑将a 及x 分离构造函数利用函数定义域上的最值求解a 的取值范围。

解:原不等式4sinx+cos2x<-a+5?

当x ∈R 时,不等式a+cos2x<5-4sinx 恒成立max -a+5>(4sinx+cos2x)?

设f(x)=4sinx+cos2x 则22f(x)= 4sinx+cos2x=-2sin x+4sinx+1=-2(sinx-1)+3 3≤ ∴-a+5>3a<2∴

方法二)题目中出现了sinx 及cos2x ,而cos2x=1-2sin 2x,故若采用换元法把sinx 换元成t,则可把原不等式转化成关于t 的二次不等式,从而可利用二次函数区间最值求解。

解:不等式a+cos2x<5-4sinx 可化为 a+1-2sin 2x<5-4sinx,令sinx=t,则t ∈[-1,1],

∴不等式a+cos2x<5-4sinx 恒成立?2t 2-4t+4-a>0,t ∈[-1,1]恒成立。 设f(t)= 2t 2-4t+4-a ,显然

f(x)在[-1,1]内单调递减,

f(t)min =f(1)=2-a,∴2-a>0∴a<2

二、

数形结合 、特值探求 例4、 设f(x)=x 2-2ax+2,当x ∈[-1,+∞)时,都有f(x)≥a 恒成立,求a 的取值范围。

分析:在f(x)≥a 不等式中,若把a 移到等号的左边,则原问题可转化为二次函数区间恒成立问题。

解:设F(x)= f(x)-a=x 2-2ax+2-a.

ⅰ)当?=(-2a )2-4(2-a)=4(a-1)(a+2)<0时,即-2

F(x) ≥0恒成立;

ⅱ)当?=4(a-1)(a+2) ≥0时由图可得以下充要条件:

???

???

?

-≤--≥-≥?,1220)1(0a

f 即??

???-≤≥+≥+-,1030)2)(1(a a a a 得-3≤a ≤-2;

综上所述:a 的取值范围为[-3,1]。

例5、当x ∈(1,2)时,不等式(x-1)2

分析:若将不等号两边分别设成两个函数,则左边为二次函数,右边为对数函数,故可以采用数形结合借助图象位置关系通过特指求解a 的取值范围。

解:设T 1:()f x =2(1)x -,T 2:()log a g x x =,则T 1的图象为右图所示的抛物线,要使对一切x ∈(1,2),

()f x <()g x 恒成立即T 1的图象一定要在T 2的图象

所的下方,显然a>1,并且必须也只需(2)(2)g f >

故log a 2>1,a>1,∴1

例6、已知关于x 的方程lg(x 2+20x)-lg(8x-6a-3)=0有唯一解,求实数a 的取值范围。

分析:原方程可化成lg(x 2+20x)=lg(8x-6a-3),从而得x 2+20x=8x-6a-3>0,若将等号两边分别构造函数即二次函数y= x 2+20x 与一次函数y=8x-6a-3,则只需考虑这两个函数的图象在x 轴上方恒有唯一交点即可。

解:令T 1:y 1= x 2+20x=(x+10)2-100, T 2:y 2=8x-6a-3,则如图所示,T 1的图象为一抛物线,T 2的图象是一条斜率为定值8,而截距不定的直线,要使T 1和T 2在x 轴上有唯一交点,则直线必须位于l 1和l 2之间。(包括l 1但不包括l 2)

当直线为l 1时,直线过点(-20,0)此时纵截距

为-6a-3=160,a=6163

-;

当直线为l 2时,直线过点(0,0),纵截距为

-6a-3=0,a=21-∴a 的范围为[6163

-,2

1-)。 三、

正难则反、逆向思维

例7、对于满足|p|≤2的所有实数p,求使不等式x 2+px+1>2p+x 恒成立的x 的

取值范围。

分析:在不等式中出现了两个变量:x、P,并且是给出了p的范围要求x的相应范围,直接从x的不等式正面出发直接求解较难,若逆向思维把p看作自变量,x看成参变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于p的一次函数函数值大于0恒成立求参变量x的范围的问题。

解:原不等式可化为(x-1)p+x2-2x+1>0,令f(p)= (x-1)p+x2-2x+1,则原问题等价于f(p)>0在p∈[-2,2]上恒成立,故有:

方法一:

10

(2)0

x

f

-<

?

?

>

?

10

(2)0

x

f

->

?

?

->

?

∴x<-1或x>3.

方法二:

(2)0

(2)0

f

f

->

?

?

>

?

??

?

?

?

>

-

>

+

-

1

3

4

2

2

x

x

x

解得:

?

?

?

-

<

>

<

>

1

1

1

3

x

x

x

x

∴x<-1或x>3.

四、直接推理、顺理成章

例8、已知5

()62

x f x m m =-+的反函数1()f x -的图像过点(5,2),且在区

间23

(,)4

+∞内恒有1()0f x -<,求1()f x -。

解:1()f x -的图像过点(5,2)()f x ∴的图像过点(2,5)

25(2)652f m m ∴=-+=1

2

m ∴=-或2m =

i) 当12m =时119()()24x f x =-112

1919

()log ()()44f x x x -∴=- , >,又在区

间23(

,)4+∞内恒有1()0f x -<1

2

m ∴= ii)

当2m =时()21x f x =+12()log (1)(1)f x x x -∴=- , >又在区间

23

(

,)4

+∞不能满足恒有1()0f x -<2m ∴≠ 综上所述12m =,112

1919()log ()()44f x x x -=- , >。

例9、已知数列{}n a 、{}n b 中,112324296n n a a a a n -++++=-,

2||(3log )3n n a b n =-,求使111

6n i i

m b =->∑恒成立的m 的最大整数值。

解:由112324296n n a a a a n -++++=-可知:

I ) 当1n =时13a =

II )

当2n ≥时2123124296(1)n n a a a a n --+++

+=--16

,22

n n a n -∴=-

≥ 综上有 1

3,1

6,22n n n a n - =??

=?-≥??既有3,1(1),2n n b n n n =?=?+≥?

12111(1)3n

n

i i i b i i ==∴=++∑∑=211151

()1361n i i i n =-+=-

++∑

又1116n

i i m b =->∑min 111116(16)3n n

i i i i

m m m b b ==?<+?<+?<∑∑

111

6n

i i

m b =-∴>

∑恒成立的m 的最大整数值为2。

五、 借助函数性质、巧架解题桥梁

例10、已知函数()log (1),(1)a f x x a =+>,若函数()y g x =图象上任意一点P 关于原点的对称点Q 的轨迹恰好是函数()f x 的图象。 (1)写出函数()g x 的的解析式及其定义域;

(2)当[0,1)x ∈时,令()()().F x f x g x =+,若总有()10F x m +-≥成立,求实数m

的取值范围。

解:(1)易求得()log (1),(,1)a g x x x =--∈-∞

(2)分析:由条件容易求出对应函数的解析式1()()()log 1a x

F x f x g x x

+=+=-则原问题可转化为

min

[()1]m F x ≤+,

[0,1)x ∈恒成立。而函数

1()()()log 1a

x

F x f x g x x

+=+=-又具有单调性,则可利用单调性求最值。 解:由题意得当[0,1)x ∈时1()()()log 1a x

F x f x g x x +=+=-,(1)a >。设

1201x x ≤<<2121

212121(1)(1)2()()()log

log[1]0

(1)(1)(1)(1)

x x x x F x F x x x x x +--∴-==+>-+-+21()()F x F x ∴>。∴当[0,1)x ∈,(1)a >时函数1()()()log 1a

x

F x f x g x x

+=+=-为增函数;所以当[0,1)x ∈时, ()()().F x f x g x =+,若总有()10F x m +-≥成立

min min [()1]()1(0)1

1m F x F x F ?≤+=+=+=1m ∴≤。

例11、若f(x)=sin(x+α)+cos(x-α)为偶函数,求α的值。

解:由题得:f(-x)=f(x)对一切x ∈R 恒成立,

∴sin(-x+α)+cos(-x-α)=sin(x+α)+cos(x-α) 即sin(x+α)+sin(x-α)=cos(x+α)-cos(x-α)

2sinx ·cos α=-2sinx ·sin α

∴sinx(sin α+cos α)=0对一切x ∈R 恒成立...

, ∴ sin α+cos α=0。

∴α=k 4

π

π-.(k ∈Z)

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。

分析:此题若把它看成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。 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

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。

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,由题意知直线恒在x 的轴的下方。所以 ()00≤f ()03≤f

解得:

52

1

≤≤m 4 数形结合法

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: 由题意知 : x x a log 32< 在??

? ??∈31,0x 内恒成立。

在同一坐标系内分别作出23x y = 和 x y a l o g =的图象

因为??

? ??∈31,0x 时,x y a log =的图象位于函数23x y =的图象上方, 当 a> 1时,显见不成立。 故 0

x y a log =的图象必须过点??

?

??31,31

或在这个点的上方,则: 3

131log ≥a ∴ 27

1

a ② 由 ①,② 知 :

127

1

<≤a ∴ a 的取值范围为??

?

?

??1,271

2、有解问题

2.1有解问题与二次不等式联系

例4、不等式2

20kx k +-<有解,求k 的取值范围。

解:不等式2

20kx k +-<有解2

(1)2k x ?+<

解22

1k x ?<

+有解

2m a x 22

1k x ??

?<= ?+??,

所以(2)k ∈-∞,

。 2.2有解问题与绝对值不等式联系 例5、对于不等式

21x x a

-++<,存在实数x ,使此不等式成立的实数a 的集合是

M ;对于任意[05]x ∈,

,使此不等式恒成立的实数a 的集合为N ,求集合M N ,. 解:由

21(1)()213(12)21(2).x x f x x x x x x -+<-??

=-++=-??->?

≤≤

又()a f x >有解

min ()3a f x ?>=,

所以

{3}

M a a =>.

令()g x 21[05]()

x x x a g x =-++∈>,,,恒成立

max ()(5)9a g x g ?>==.

所以

{9}

N a a =>.

2.3有解问题与导数联系

例6、(06年湖北)设x=3是函数f(x)=(x2+ax+b)e

x

-3,x ∈R 的一个极值点.

(1)求a 与b 的关系(用a 表示b ),并求f(x)的的单调区间;

(2)设a>0,g(x)=x

e

a ??? ??+4252,若存在S 1,S 2∈[0,4],使得|f(S 1)-g(S 2

)|<1成立,求a 的取值范围.

解析:(1)x

e a b x a x x

f --+-+-='32])2([)(,由)3(f '=0得b=-2a-3.

故f(x)=(x 2+ax-2a-3)x

e

-3

因为)(x f '=-[x 2+(a-2)x-3a-3] x e -3=-(x-3)(x+a+1) x e -3.

由)(x f '=0得:x 1=3,x 2==-a-1. 由于x=3是f(x)的极值点,故x 1≠x 2,即a≠-4.

当a<-4时,x 1

a

上为减函数.

当a>-4时,x 1>x 2,故f(x)在(]1,--∞-a ?上为减函数,在[-a-1,3]上为增函数,在[)+∞,3?

上为减函数.

(2)由题意,存在S 1,S 2∈[0,4],使得|f(S 1)-g(S 2)|<1成立,即不等式|f(S 1)-g(S 2)|<1在S 1,S 2∈[0,4]上有解.

于是问题转化为|f(S 1)-g(S 2)|min <1,由于两个不同自变量取值的任意性,因此首先要求出f(S 1)和g(S 2)在[0,4]上值域.

因为a>0,则-a-1<0,由(1)知:f(x)在[0,3]递增;在[3,4]递减. 故f(x)在[0,4]上

的值域为[min{f(0),f(4)},f(3)]=[-(2a+3)e 3,a+6],而g(x)=x e a ??? ?

?+4252在[0,4]上显然为增函数,其值域???

??

???? ??++422425,425e a ?a 因为2

2251(6)()0,42a a a +

-+=-≥故225

64

a a +≥+ |f(S 1)-g(S 2)|min

=2

25(6)4

a a +-+,从而解230,01)6(425

2<

?><+-+

a ????a a a 得. 故a 的取值范围为??? ?

?23,0??

。 假若问题变成:“对任意的S 1,S 2∈[0,4],使得|f(S 1)-g(S 2)|<1都成立,求a 的取值范围.”则可将其转化为|f(S 1)-g(S 2)|max <1。

点评:函数、不等式、导数既是研究的对象,又是决问题的工具. 本题从函数的极值

概念入手,借助导数求函数的单调区间,进而求出函数 闭区间上的值域,再处理不等式有解问题。这里传统知识与现代方法交互作用,交相辉映,对考生灵活运用知识解决问题的能力是一个极好的考查。

3、恒成立与有解的区别

恒成立和有解是有明显区别的,以下充要条件应细心思考,甄别差异,恰当使用,等价转化,切不可混为一团。

(1)不等式f(x)

k ?x f ,)(max k 在x ∈I 时恒成立?k ?x f ,)(min >?x ∈I. 或f(x)的下界大于或等于k ;

(4)不等式f(x)>k 在x ∈I 时有解?

k ?x f ,)(max >?x ∈I. 或f(x)的上界大于k ;

解决恒成立和有解解问题的基本策略常常是构作辅助函数,利用函数的单调性、最值(或上、下界)、图象求解;基本方法包括:分类讨论,数形结合,参数分离,变换主元等等。

例7、已知两函数f(x)=8x 2+16x-k ,g(x)=2x 3+5x 2+4x ,其中k 为实数。 (1)对任意x ∈[-3,3],都有f (x)≤g(x)成立,求k 的取值范围; (2)存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,求k 的取值范围;

(3)对任意x 1、x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g(x 2),求k 的取值范围。 解析:(1)设h(x)=g(x)-f(x)=2x 2-3x 2-12x+k ,问题转化为x ∈[-3,3]时,h(x)≥0恒成立,故h min (x)≥0.令h′ (x)=6x 2-6x-12=0,得x= -1或2。

由h(-1)=7+k ,h(2)=-20+k ,h(-3)=k-45,h(3)=k-9,故h min (x)=-45+k ,由k-45≥0,得k≥45. (2)据题意:存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,即为:h(x)=g(x)-f(x)≥0在x ∈[-3,3]有解,故h max (x)≥0,由(1)知h max (x )=k+7,于是得k≥-7。

(3)它与(1)问虽然都是不等式恒成立问题,但却有很大的区别,对任意x 1,x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g(x 2)成立,不等式的左右两端函数的自变量不同,x 1,x 2的取值在[-3,3]上具有任意性,因而要使原不等式恒成立的充要条件是:

]3,3[,)()(min max ??x ?x g x f -∈≤,由g′(x)=6x 2+10x+4=0,得x=-32

或-1,易得

21)3()(min -=-=g x g ,又f(x)=8(x+1)2-8-k ,]3,3[?

x -∈. 故.120)3()(max k f x f -==令120-k≤-21,得k≥141。

点评:本题的三个小题,表面形式非常相似,究其本质却大相径庭,应认真审题,深入思考,多加训练,准确使用其成立的充要条件。

参考文献:

1、 张世林 郭东风. 与时俱进的不等式恒成立与有解问题[J]. -数学爱好者(高考版) .山

西省期刊协会

2、代学奎. 区别“有解”与“恒成立”[EB]数学中国。

学而思高中数学恒成立与有解问题

【例1】 关于x 的不等式2121x x a a -+-++≤的解集为空集,则实数a 的取值范围是 _ . 【例2】 若不等式1 21x a x + -+≥对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是_________. 【例3】 设函数2()1f x x =-,对任意23x ??∈+∞????,,24()(1)4()x f m f x f x f m m ?? --+ ??? ≤恒 成立,则实数m 的取值范围是 . 典例分析 恒成立与有解问题

【例4】 若不等式220ax x ++>的解集为R ,则a 的范围是( ) A .0a > B .1 8 a >- C .18a > D .0a < 【例5】 已知不等式 ()11112 log 112 2123 a a n n n +++ >-+++对于一切大于1的自然数n 都成立,试求实数a 的取值范围. 【例6】 若不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是______. 【例7】 2()1f x ax ax =+-在R 上恒满足()0f x <,则a 的取值范围是( ) A .0a ≤ B .4a <- C .40a -<< D .40a -<≤

【例8】 若对于x ∈R ,不等式2230mx mx ++>恒成立,求实数m 的取值范围. 【例9】 不等式210x ax ++≥对一切102x ?? ∈ ??? ,成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .2- C .5 2 - D .3- 【例10】 不等式2|3||1|3x x a a +---≤对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为 ( ) A .(] [)14-∞-+∞,, B .(] [)25-∞-+∞,, C .[12], D .(][)12-∞∞, , 【例11】 对任意[11]a ∈-,, 函数2()(4)42f x x a x a =+-+-的值恒大于零,则x 的取值范围为 .

不等式恒成立问题的几种求解策略(老师用)

常见不等式恒成立问题的几种求解策略 不等式恒成立问题是近几年高考以及各种考试中经常出现,它综合考查函数、方程和不等式的主要内容,并且与函数的最值、方程的解和参数的取值范围紧密相连,结合解题教学实践举例说明几种常见不等式恒成立问题的求解策略。 1 变量转换策略 例1 已知对于任意的a ∈[-1,1],函数f (x )=ax 2+(2a -4)x +3-a >0 恒成立,求x 的取值范围. 解析 本题按常规思路是分a =0时f (x )是一次函数,a ≠0时是二次函数两种情况讨论,不容易求x 的取值范围。因此,我们不能总是把x 看成是变量,把a 看成常参数,我们可以通过变量转换,把a 看成变量,x 看成常参数,这就转化一次函数问题,问题就变得容易求解。令g (a )=(x 2+2x -1)a -4x+3在a ∈[-1,1]时,g (a )>0恒成立,则? ? ?>>-0)1(0 )1(g g ,得 133133+-<<--x . 点评 对于含有两个参数,且已知一参数的取值范围,可以通过变量转换,构造以该参数为自变量的函数,利用函数图象求另一参数的取值范围。 2 零点分布策略 例2 已知a ax x x f -++=3)(2,若0)(],2,2[≥-∈x f x 恒成立,求a 的取值范围. 解析 本题可以考虑f (x )的零点分布情况进行分类讨论,分无零点、零点在区间的左

侧、零点在区间的右侧三种情况,即Δ≤0或?????????≥≥--≤->?0)2(0)2(220f f a 或?????????≥≥-≥->?0 )2(0)2(2 20f f a ,即a 的取值范围为 [-7,2]. 点评 对于含参数的函数在闭区间上函数值恒大于等于零的问题,可以考虑函数的零点分布情况,要求对应闭区间上函数图象在x 轴的上方或在x 轴上就行了. 3 函数最值策略 例3 已知a ax x x f -++=3)(2,若2)(],2,2[≥-∈x f x 恒成立,求a 的取值范围. 解析 本题可以化归为求函数f (x )在闭区间上的最值问题,只要对于任意2)(],2,2[m in ≥-∈x f x .若2)(],2,2[≥-∈x f x 恒成立 ?2)(],2,2[m in ≥-∈?x f x ??????≥-=-=-≤-2 37)2()(2 2 m in a f x f a 或??? ???? ≥--=-=≤-≤-243)2()(2222 m in a a a f x f a 或?????≥+==>-27)2()(22m in a f x f a , 即a 的取值范围为]222,5[+--. 点评 对于含参数的函数在闭区间上函数值恒大于等于或小于等于常数问题,可以求函数最值的方法,只要利用m x f >)(恒成立m x f >?m in )(;m x f <)(恒成立m x f

有解无解恒成立问题的处理

有解无解恒成立与双变量问题的处理 宜章一中 吴 斌 “有解无解恒成立与双变量问题”是高中阶段的非常常见的一类函数问题,如何求解困扰了很多学生,那么遇到这类问题的常规思路与方法是什么呢?现例说几种问题的常规解法: 一.“有解”问题: 1° ()k x f ≤有解()k x f ≤?min ; 2° ()k x f ≥有解()k x f ≥?max ; 3° ()k x f =有解()x f k ∈?的值域; 例1、①已知函数()12+-=ax x x f 在]2,1[∈x 有零点,求实数a 的取值范围; ②已知不等式012≥+-ax x 在]2,1[∈x 有解,求实数a 的取值范围; ③已知不等式012≤+-ax x 在]2,1[∈x 有解,求实数a 的取值范围. 分析:①()x x a x f 10+=?=,而]25,2[1∈+x x ,则]2 5,2[∈a ; ②x x a 1+≤有解25)1(max =+≤?x x a ;即:2 5≤a ; ③x x a 1+≥有解2)1(min =+≥?x x a ;即:2≥a . 二.“无解”问题: 1° ()k x f ≤无解()k x f >?min ; 2° ()k x f ≥无解()k x f ?x x a ;即:2 5>a . 三.“恒成立”问题: ()k x f ≤恒成立()k x f ≤?max ;()k x f ≥恒成立()k x f ≥?min ; 例3、函数()ax e x x f x +?=在区间]2,1[上单调递增,求实数a 的取值范围. 分析:即()0'≥+?+=a e x e x f x x 在]2,1[∈x 恒成立;

关于不等式恒成立问题的几种求解方法

关于不等式恒成立问题的几种求解方法 不等式恒成立问题,在高中数学中较为常见。这类问题的解决涉及到一次函数、二次函数、三角函数、指数与对数函数等函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用。 不等式恒成立问题在解题过程中有以下几种求解方法:①一次函数型;②二次函数型;③变量分离型;④数形结合型。 下面我们一起来探讨其中一些典型的问题 一、一次函数型——利用单调性求解 例1、若不等式对满足的所有实数m都成立,求x的取值范围。 若对该不等式移项变形,转化为含参数m的关于x的一元二次不等式,再根据对称轴和区间位置关系求对应的二次函数的最小值,利用最小值大于零求解。这样得分好几种情况讨论,这思路应该说从理论上是可行的,不过运算量不小。能不能找出不需要讨论的方法解决此问题呢?若将不等式右边移到左边,然后将新得到的不等式左边看做关于m的一次函数,借助一次函数的图像直线(其实是线段)在m轴上方只需要线段的两个端点在上方即可。 分析:在不等式中出现了两个字母:x及m,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。显然可将m视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于m的一次函数大于0恒成立的问题。 解:原不等式转化为(1-x2)m+2x-1>0在|m|2时恒成立, 设f(m)= (1-x2)m+2x-1,则f(m)在[-2,2]上恒大于0,故有: 此类题本质上是利用了一次函数在区间[a,b]上的图象是一线段,故只需保证该线段两端点均在m轴上方(或下方)即可。 给定一次函数y=f(x)=ax+b(a≠0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,则根据函数的图象(线段)(如下图)可得上述结论等价于 ⅰ),或ⅱ) 可合并成 同理,若在[m,n]内恒有f(x)0恒成立;f(x)3;

不等式有解和恒成立问题

不等式有解和恒成立问题 Prepared on 24 November 2020

不等式有解和恒成立问题 知识点的罗列,文字不宜太多,简洁明了最好) ? 知识点一:不等式恒成立问题 ? 知识点二:不等式有解问题 分析该知识点在中高考中的体现,包含但不仅限于:考察分值、考察题型(单选、填空、解答题)、考察方式:考场难度、和哪些知识点在一起考察,参考中高考真题) 含参不等式的恒成立与有解问题是高考与会考考察不等式的一个重点内容,也是常考的内容,难度中等偏上,考察综合性较强,该知识点在填空选择解答题里都有涉及,经常和函数的最值问题在一起考察,需要同学对典型函数的值域求法有熟悉的掌握。 注意题目的答案,不要展示给学生看,这里答案和解析是帮助老师自己分析的) 一、不等式有解问题 例题:当m 为何值时,2211223 x mx x x +-<-+对任意的x ∈R 都成立 解法1:二次函数法: 移项、通分得: 又22230x x -+>恒成立,故知:2(2)40x m x -++>恒成立。 所以:2(2)160m ?=+-<,得到62m -<< 解法2:分离参数法: 注意到2(2)40x m x -++>恒成立,从而有:224mx x x <-+恒成立,那么: 注意到,在上式中我们用到了这样一个性质: 总结:解决恒成立问题的方法:二次函数法和分离参数法 变式练习:(初三或者高三学生必须选取学生错题或者学生所在地区的中高考真题或者当地的统考题目) 【试题来源】(上海2016杨浦二模卷) 【题目】设函数x x g 3)(=,x x h 9)(=,若b x g a x g x f +++=)()1()(是实数集R 上的奇函数,且0))(2()1)((>?-+-x g k f x h f 对任意实数x 恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】:因为b x g a x g x f +++= )()1()(是实数集上的奇函数,所以1,3=-=b a . )1 321(3)(+-=x x f ,)(x f 在实数集上单调递增.

恒成立问题的求解策略

恒成立问题的求解策略 辽宁锦州义县高级中学高二数学组王双双 高考数学复习中的恒成立问题,把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来,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。涉及到一次函数、二次函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想 方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用。因此也成为历年高考的一个热点。恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型:①一次函数型;②二次函数型;③分离变量型; ④根据函数的奇偶性、周期性等性质;⑤数形结合。 一?一次函数型 给定一次函数y=f(x)=ax+b(a丰0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0 ,则根据函数的图象 (直线)可得上述结论等价于 a<0 J/(加)>0 弘)>0亦可合并定成1/何>0 严)€0 同理,若在[m,n]内恒有f(x)<0 ,则有I.- L'--'.. ■"-- 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进行“换位”思考,往往会使问题降次、简化。 2 例i ?对任意兀[一1」],不等式x +(—4)X+4-2Q0恒成立,求x的取值范围。 分析:题中的不等式是关于的一元二次不等式,但若把丿看成主元,则问题可转化 为一次不等式在:]_ L」上恒成立的问题。 解:令:- ■,则原问题转化为恒成立 (一丄) 当汁工、时,可得他二0 ,不合题意。 a>0 ;「-或ii

当二:]时,应有1/(-1) > 0 解之得-■''■ ' O 故」的取值范围为「二..-O 二.二次函数型 (1)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 2 T 数/(X)二处+加+血# R),有 tj > 0 1)>。对x E R恒成立上v ° ; a <0 2)J D■=:(〕对X E R 恒成立[△ < o 例1.已知函数y = ^+(a-l)x + df2]的定义域为R求实数必的取值范围。 2 2 解:由题设可将问题转化为不等式八:■■ 对「丄匸恒成立,即有A = (H八0解得“—I或呜。 (-0J,-1) U (;,+°°) 所以实数“的取值范围为-■ O 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。 例2 .设'■.:「「.:,当—一」⑴时,了萬聖泾恒成立,求实数匸的 取值范围。 解:设:二'丄J则当■- |[J,时,恒成立 当- :- 门―.- “ .1 时,『I.;汕显然成立; 当丄二H时,如图,小二J恒成立的充要条件为:

处理恒成立问题基本方法

处理有关“恒成立”的思路方法 乐山市井研县马踏中学廖德俊与“恒成立”有关的问题一直是中学数学的重要内容,它是函数,数列,不等式,三角等内容交汇处的一个非常活跃的知识点,特别是导数的引入,成为我们更广泛更深入的研究函数,不等式的有利工具,更为我们研究恒成立问题提供了保障。对恒成立问题的考察不仅涉及到函数,不等式等有关的传统知识和方法,而且考察极限,导数等新增内容的掌握和灵活运用。它常与数学思想方法紧密结合,体现了能力立意的原则。恒成立问题涉及到一次函数,二次函数的性质,图象渗透和换元,化归,数形结合,函数与方程等思想方法,有利于考察学生的综合解题能力,培养学生思维的灵活性,创造性,所以是历年高考的热点。 一.恒成立问题的基本类型 按区间分类可分为:①在给定区间某关系的恒成立问题;②在全体实数集上某关系的恒成立问题。 二.处理恒成立问题的基本思路 处理与恒成立有关的问题大致可分以下两种方法 ①变量分离思路处理; ②利用函数的性质,图象思路处理。 若不等式中出现两个变量,其中一个变量的范围已知,另一个的范围为所求,且容易通过恒等变形将两个变量分别置于不等号的两边,则可将恒成立问题转化为函数的最值问题求解。 在不等式的恒成立问题中,以下充要条件应细心思考,甄别差异,性质使用。

≥∈--∈∴≥=-- =+∴≥-Q 21 例2:若不等式x2+ax+10对一切x (0,]成立,则a 的取值范围为( ) 2 5 A. 0 B. -2 C. - D.-3 2 111 解析:由于x (0,],a 21115 ()在(0,]上单调递增,在x=取得最小值 2225 ,故选2 方法2:利用函数的性质,图象 其主要体现在: 1,利用一次函数的图象性质 x x x x f x x x a C ≠≥≤≥≥∈?≥≤≤∈?≤若原题可化 为一次函数类型,则由数形结合给定一次函数f(x)=ax+b (a 0).若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)0(或f(x)0),则 根据函数的图象可得: f(m)0 f(x)0,x [m,n]恒成立{ f(n)0f(m)0 f(x)0,x [m,n]恒成立{ f(n)0 2,利用二次函数的图象性质: >≠??<≤∈220 若 f(x)=ax +bx+c (a 0)大于0恒成立{ 若二次函数在给定区间上恒成立则可利用根的分布和韦达 定理求解。 例1: 函数f(x)是奇函数,且在[-1,1]单调递增,又f(-1)=-1,若 f(x)t -2at+1对所有的a [-1,1]都成立,求t 的取值范围 解析: 不等式中有三个变元,通过逐步消元a ≤∈?≥∈≥∈?≥Q Q Q 22max 22法处理。首先选 定主元x ,()在[-1,1]递增 f(x)t -2at+1 a [-1,1]恒成立t -2at+1(x )[-1,1] 即t -2at+11,a [-1,1]上恒成立t -2at 0 f x f x

数学中的恒成立与有解问题

数学中的恒成立与有解问题 一、恒成立问题 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 > 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 < 常用方法 1、分离变量法; 2、数形结合法; 3、利用函数的性质; 4、变更主元等; 1、由二次函数的性质求参数的取值范围 例题1.若关于x 的不等式2220ax x ++>在R 上恒成立,求实数a 的取值范围. 解题思路:结合二次函数的图象求解 解析:当0a =时,不等式220x +>解集不为R ,故0a =不满足题意; 当0a ≠时,要使原不等式解集为R ,只需202420 a a >??-? 综上,所求实数a 的取值范围为1 (,)2 +∞ 2、转化为二次函数的最值求参数的取值范围 例题2:已知二次函数满足(0)1f =,而且(1)()2f x f x x +-=,请解决下列问题 (1) 求二次函数的解析式。 (2) 若()2f x x m >+在区间[1,1]-上恒成立 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围. 解析:(1)设2 ()(0)f x ax bx c a =++≠.由(0)1f =得1c =,故2 ()1f x ax bx =++. ∵(1)()2f x f x x +-= ∴2 2 (1)(1)1(1)2a x b x ax bx x ++++-++= 即22ax a b x ++=,所以22,0a a b =+=,解得1,1a b ==- ∴2 ()1f x x x =-+ (2)由(1)知212x x x m -+>+在[1,1]-恒成立,即231m x x <-+在[1,1]-恒成立. 令2235 ()31()2 4 g x x x x =-+=-- ,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最小值为(1)1g =-.所以m 的取值范围是(,1)-∞-. 规律总结:()m f x ≤对一切x R ∈恒成立,则min [()]m f x ≤;()m f x ≥对一切x R ∈恒成立,则max [()]m f x ≥;注 意参数的端点值能否取到需检验。 二、有解问题 3、方程的有解问题 例题3:题干与例题2相同 (1) 同例题2. (2)若()2f x x m =+在区间[1,1]-上恒成立 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数值域确定取值范围. 解析:(1)解法同例题2 (2)由(1)知2 12x x x m -+=+在[1,1]-恒成立,即2 31m x x =-+在[1,1]-恒成立. 令2235 ()31()24 g x x x x =-+=-- ,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最大值为 (1)5g -=,最小值为(1)1g =-,所以m 的取值范围是[]1,5-。 规律总结:若方程()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 ∈。 4、不等式的有解问题 例题4题干与例题2相同 (1) 同例题2.

函数恒成立存在性与有解问题

函数恒成立存在性问题 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 ,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 ≥ 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 max min ≤ 8、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; 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 =图象下方; 例题讲解: 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; 2、设函数b x x a x h ++=)(,对任意]2,21[∈a ,都有10)(≤x h 在]1,4 1 [∈x 恒成立,求实数b 的取值范围. 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 题型二、主参换位法(已知某个参数的范围,整理成关于这个参数的函数)

高中数学恒成立问题的解题策略

高中数学恒成立问题的解题策略 论文摘要:在高中数学教学中,我们经常会碰到某些恒成立的问题。恒成立问题在解题过程中大致可分为以下两种类型:一是利用函数图像与性质;二是变量分离。本文对此进行了分析。 关键词:恒成立问题;函数图像;数学 在高中教学中,我们经常会碰到在给定条件下某些结论恒成立的问题,我们怎样来解决呢? 函数在给定区间上某结论成立问题,其表现形式通常有:(在给定区间上某关系恒成立;(某函数的定义域为全体实数R;(某不等式的解为一切实数;(某表达式的值恒大于等等…… 恒成立问题,涉及到一次函数、二次函数的性质、图像,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用。因此也成为历年高考的一个热点。 恒成立问题在解题过程中大致可分为以下两种类型:一是利用函数图像与性质,例如,一次函数、二次函数等;二是变量分离。恒成立问题还要注意与存在性问题的区别和联系。 一、利用函数图像与性质 例1:对任意恒成立,求的取值范围。 解:令, 本题关于的二次函数,若二次函数大于0在R上恒成立且(即图像恒在轴上方)。

若二次函数小于0在R上恒成立且(即图像恒在轴下方)。 我们也会经常碰到二次函数在某一给定区间上的恒成立问题,碰到这样的情况,如果我们仍旧可以利用函数图像来解决的话,会更得心应手。 变式1:对任意恒成立,求的取值范围。 解:若对任意恒成立,令,利用其函数图像, ,得 变式2:若时,恒成立,求的取值范围。 分析:可以看成关于的二次函数,也可以看成关于的一次函数,所以在不等式中出现了两个字母:及,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。显然,可将视作自变量,则上述问题即可转化为在内关于的一次函数小于0的恒成立问题。 若原题可化为一次函数型,则由数形结合思想利用一次函数知识求解,十分简捷。给定一次函数,若在内恒有,则根据函数的图像(直线)可得上述结论等价于;同理,若在内恒有,则有, 利用的函数图像可知, 变式3:对任意及时,恒成立,求的取值 范围。 分析:不等式中出现了三个字母:,及,关键在于先把哪个字母看成是变量,另外两个作为常数。 方法一:若先把看成关于的二次函数,且在上恒大于等于0,则,即,

关于函数恒成立问题的解题策略

关于恒成立问题的解题策略 整理人:凌彬 一、恒成立问题的基本类型 在数学解题中经常碰到在给定条件下某些结论恒成立的命题. 函数在给定区间上某结论成立问题,其表现形式通常有: ①在给定区间上某关系恒成立;②某函数的定义域为全体实数R ; ③某不等式的解为一切实数; ④某表达式的值恒大于a ,等等 ┅ 恒成立问题,涉及到一次函数、二次函数的性质、图像,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查综合解题能力,是历届高考的热点之一. 恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型: ①一次函数型;②二次函数型;③变量分离型;④根据函数的奇偶性、周期性等性质; ⑤直接根据函数的图像. 二、恒成立问题解决的基本策略 A 、两个基本思想解决“恒成立问题” 思路1:()m f x ≥在x D ∈上恒成立max [()]m f x ?≥; 思路2:()m f x ≤在x D ∈上恒成立min [()]m f x ?≤. 如何在区间D 上求函数()f x 的最大值或者最小值问题,可以通过题目的实际情况,采取合理有效的方法进行求解,通常可以考虑利用函数的单调性、函数的图像、二次函数的配方法、三角函数的有界性、均值定理、函数求导,等等方法求函数()f x 的最值. 此类问题涉及的知识比较广泛,在处理上也有许多特殊性,希望大家多多注意积累. B 、赋值型——利用特殊值求解 等式中的恒成立问题,常常用赋值法求解,特别是对解决填空题、选择题能很快求得. 例1.由等式43243212341234(1)(1)(1)(1)x a x a x a x a x b x b x b x b ++++=++++++++; 定义映射f :12341234(, , , )a a a a b b b b →+++,则f :(4,3,2,1)_____→ 解:取0x =,则412341a b b b b =++++,又由已知41a =,所以12340b b b b +++=. 例2.如果函数()sin 2cos2y f x x a x ==+的图像关于直线8x π=- 对称,那么____a = 解:取0x =及4x π=-,则(0)()4 f f π=-,即1a =-. 此法体现了数学中从特殊到一般的转化思想.

恒成立与有解问题

【例1】 关于x 的不等式2121x x a a -+-++≤的解集为空集,则实数a 的 取值范围是 _ . 【例2】 若不等式1 21x a x + -+≥对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是_________. 【例3】 设 函数 2()1 f x x =-,对任意 23x ??∈+∞???? ,, 典例分析 恒成立与有解问题

24()(1)4()x f m f x f x f m m ?? --+ ??? ≤恒成立,则实数 m 的取值范围 是 . 【例4】 若不等式220ax x ++>的解集为R ,则a 的范围是( ) A .0a > B .18 a >- C .18 a > D .0a < 【例5】 已知不等式 ()11112 log 112 2123 a a n n n +++ >-+++对于一切大于1的自然数n 都成立,试求实数a 的取值范围.

【例6】 若不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围 是______. 【例7】 2()1f x ax ax =+-在R 上恒满足()0f x <,则a 的取值范围是( ) A .0a ≤ B .4a <- C .40a -<< D .40a -<≤

【例8】 若对于x ∈R ,不等式2230mx mx ++>恒成立,求实数m 的取值范 围. 【例9】 不等式210x ax ++≥对一切102x ?? ∈ ??? ,成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .2- C . 5 2 - D .3- 【例10】 不等式2|3||1|3x x a a +---≤对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值 范围为( ) A .(][)14-∞-+∞,, B .(][)25-∞-+∞,, C .[12], D .(][)12-∞∞, , 【例11】 对任意[11]a ∈-, ,函数2()(4)42f x x a x a =+-+-的值恒大于零,则x 的取值范围为 .

求解恒成立问题的常见方法

求解恒成立问题的常见方法 摘要:恒成立问题是高考中常见的一类问题,常见类型有:第一类是关于x的一元二次不等式对任意x∈R恒成立,求参数取值范围;第二类是不等式在给定区间上恒成立求参数的取值范围。因这类问题综合性强,思维容量大,因而成为高考一直常考不衰的热点问题。 关键词:恒成立;参数;解题方法 一、一元二次不等式中的恒成立问题 例1.已知函数f(x)=x2+ax+3对任意x∈R时恒有f(x)≥a成立,求a的取值范围。 解:∵f(x)≥a对x∈R恒成立,∴x2+ax+3-a≥0对x ∈R恒成立 ∵x∈R,∴Δ≥0,即a2-4(3-a)≥0∴a≤-6或a≥2 例2.已知函数y=lg(mx2-6mx+m+8)的定义域为R,求m的取值范围。 解:由已知得mx2-6mx+m+8>0对任意x∈R恒成立 ①当m=0时显然成立 ②当m≠0时有m>0(6m)2+4m(m+8)<0∴00(或f(x)

≥0)对任意x∈R恒成立,则有a>0Δ0Δ≤0),若f(x)<0(或f(x)≤0)对任意x∈R恒成立,则有a<0Δ<0(或a<0Δ≤0)等价转化即可。 二、在给定区间上恒成立问题 例3.已知函数f(x)= (x≠0)在(4,+∞)上恒大于0,求a的取值范围。 解:令f(x)=0则>0,∴a>-(x+ ) 令g(x)=x+ ,易知g(x)在(4,+∞)上为增函数,∴g(x)min=g(4)=5∴g(x)>5 ∴-(x+ )<-5∴a≥-5 例4.已知函数f(x)=x2+2x+a lnx,在区间(0,1]上为单调函数,求实数a的取值范围。 分析:求f ′(x)→由题意转化为恒成立问题→求最值→求得a的取值范围 解:易知f ′(x)=2x+2+ ,∵f ′(x)在f ′(x)上单调 ∴f ′(x)≥0或f ′(x)<0在(0,1]上恒成立, 即2x2+2x+a≥0或2x2+2x+a≤0恒成立 ∴a≥-(2x2+2x)或a≤-(2x2+2x)在(0,1]上恒成立又-(2x2+2x)=-2(x+ )2+ ∈[-4,0) ∴a≥0或a≤-4 方法归纳:解决此类恒成立问题通常分离参变量通过等

(完整word版)恒成立与存在性问题的解题策略

“恒成立问题”与“存在性问题”的基本解题策略 一、“恒成立问题”与“存在性问题”的基本类型 恒成立、能成立、恰成立问题的基本类型 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 m in m in ≥ 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 m a x m a x ≤ 6、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 m i n m a x ≥ 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 m a x m i n ≤ 8、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 =,设f(x)在区间[a,b]上的值域为A ,g(x)在区间[c,d]上的值域为B,则A ?B. 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; 恒成立问题的基本类型 在数学问题研究中经常碰到在给定条件下某些结论恒成立的命题. 函数在给定区间上某结论成立问题,其表现形式通常有: 在给定区间上某关系恒成立; 某函数的定义域为全体实数R;●某不等式的解为一切实数;?某表达式的值恒大于a 等等… 恒成立问题,涉及到一次函数、二次函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起

恒成立问题与有解问题的区别

恒成立与有解 1恒成立问题与一次函数联系 给定一次函数y=f(x)=ax+b(a ≠0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,则根据函数的图象(直线)可得上述结论等价于 ⅰ)???>>0)(0m f a 或ⅱ)???><0)(0n f a 亦可合并定成???>>0)(0)(n f m f 同理,若在[m,n]内恒有f(x)<0,则有? ? ?<<0)(0 )(n f m f 例1、对于满足|p|≤2的所有实数p,求使不等式x 2+px+1>2p+x 恒成立的x 的取值范围。 分析:在不等式中出现了两个字母:x 及P,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。显然可将p 视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于p 的一次函数大于0恒成立的问题。 略解:不等式即(x-1)p+x 2-2x+1>0,设f(p)= (x-1)p+x 2-2x+1,则f(p)在[-2,2]上恒大于0,故有: ???>>-)2(0)2(f f 即????? >->+-0103422 x x x 解得:???-<><>1113x x x x 或或 ∴x<-1或x>3. 2恒成立问题与二次函数联系 若二次函数y=ax 2 +bx+c=0(a ≠0)大于0恒成立,则有? ? ?00a ,若是二次函数在指定区间上的恒成立问题,还可以利用韦达定理以及根与系数的分布知识求解。 例2、设f(x)=x 2-2ax+2,当x ∈[-1,+∞)时,都有f(x)≥a 恒成立,求a 的取值范围。 分析:题目中要证明f(x)≥a 恒成立,若把a 移到等号的左边,则把原题转化成左边二次函数在区间[-1,+∞)时恒大于0的问题。 解:设F(x)= f(x)-a=x 2-2ax+2-a. ⅰ)当?=4(a-1)(a+2)<0时,即-2

高中数学不等式恒成立与有解问题

高中数学不等式恒成立与有解问题 不等式恒成立与有解问题一直是中学数学的重要内容. 它是函数、数列、不等式等内容交汇处的一个较为活跃的知识点,随着中学数学引进导数,它为我们更广泛、更深入地研究函数、不等式提供了强有力的工具. 在近几年的高考试题中,涉及不等式恒成立与有解的问题,有时在同一套试题中甚至有几道这方面的题目。 其中,特别是一些含自然对数和指数函数的不等式恒成立与有解问题,将新增内容与传统知识有机融合,用初等方法难以处理,而利用导数来解,思路明确,过程简捷流畅,淡化繁难的技巧,它不仅考查函数、不等式等有关的传统知识和方法,而且还考查极限、导数等新增内容的掌握和灵活运用. 它常与思想方法紧密结合,体现能力立意的原则,带有时代特征,突出了高考试题与时俱进的改革方向. 因此,越来越受到高考命题者的青睐. 下面通过一些典型实例作一剖析. 1.不等式恒成立与有解的区别 不等式恒成立和有解是有明显区别的,以下充要条件应细心思考,甄别差异,恰当使用,等价转化,切不可混为一团. (1)不等式f(x)k 在x ∈I 时恒成立? k ?x f ,)(min >?x ∈I. 或f(x)的下界大于或等于k ; (4)不等式f(x)>k 在x ∈I 时有解? k ?x f ,)(max >?x ∈I. 或f(x)的上界大于k ; 解决不等式恒成立和有解解问题的基本策略常常是构作辅助函数,利用函数的单调性、最值(或上、下界)、图象求解;基本方法包括:分类讨论,数形结合,参数分离,变换主元等等. 例1 已知两函数f(x)=8x 2+16x-k ,g(x)=2x 3+5x 2+4x ,其中k 为实数. (1)对任意x ∈[-3,3],都有f (x)≤g(x)成立,求k 的取值范围; (2)存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,求k 的取值范围; (3)对任意x 1x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g(x 2),求k 的取值范围. 解析 (1)设h(x)=g(x)-f(x)=2x 2-3x 2-12x+k ,问题转化为x ∈[-3,3]时,h(x)≥0恒成立,故h min (x)≥0.令h′ (x)=6x 2-6x-12=0,得x= -1或2. 由h(-1)=7+k ,h(2)=-20+k ,h(-3)=k-45,h(3)=k-9,故h min (x)=-45+k ,由k-45≥0,得k≥45. (2)据题意:存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,即为:h(x)=g(x)-f(x)≥0在x ∈[-3,3]有解,故h max (x)≥0,由(1)知h max (x )=k+7,于是得k≥-7. (3)它与(1)问虽然都是不等式恒成立问题,但却有很大的区别,对任意x 1x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g(x 2)成立,不等式的左右两端函数的自变量不同,x 1,x 2的取值在 [-3,3]上具有任意性,因而要使原不等式恒成立的充要条件是:

关于函数恒成立问题的解题

恒成立问题 二、恒成立问题解决的基本策略 A 、两个基本思想解决“恒成立问题” 思路1:()m f x ≥在x D ∈上恒成立max [()]m f x ?≥; 思路2:()m f x ≤在x D ∈上恒成立min [()]m f x ?≤. 如何在区间D 上求函数()f x 的最大值或者最小值问题,可以通过题目的实际情况,采取合理有效的方法进行求解,通常可以考虑利用函数的单调性、函数的图像、二次函数的配方法、三角函数的有界性、均值定理、函数求导,等等方法求函数()f x 的最值. 此类问题涉及的知识比较广泛,在处理上也有许多特殊性,希望大家多多注意积累. C 、分清基本类型,运用相关基本知识,把握基本的解题策略 1、一次函数型 若原题可化为一次函数型,则由数形结合思想利用一次函数知识求解,十分简捷. 给定一次函数() (0)y f x ax b a ==+≠,若()y f x =在[, ]m n 恒有()0f x >,则等价于:()0()0f m f n >??>?;同理,若在[, ]m n 恒有()0f x <,则等价于:()0()0f m f n +恒成立的x 的取值围. 解:原不等式转化为:2(1)210x a x x -+-+>在2a ≤时恒成立, 设2()(1)21f a x a x x =-+-+,则()f a 在[2, 2]-上恒大于0, 故有:(2)0(2)0f f ->??>?即2243010 x x x ?-+>??->??,解得:3111x x x x ><-?或或; ∴1x <-或3x >,即x ∈(-∞,-1)∪(3,+∞). 2、二次函数型 例4.若函数()f x =R ,数a 的取值围. 解:由题意可知,当x R ∈时,222(1)(1)01 a x a x a -+-+≥+恒成立, ①当210a -=且10a +≠时,1a =;此时,222(1)(1)101a x a x a -+-+ =≥+,适合;

恒成立和有解

恒成立和有解 一 复习上次课内容: 1. 有界二次函数的最值的求解: 2.函数x a x x f +=)(的性质。 二 梳理知识 恒成立和有解是有明显区别的,以下充要条件应细心思考,甄别差异,恰当使用,等价转化,切不可混为一团。 (1)不等式f(x)k 在x ∈I 时恒成立? k ?x f ,)(min >?x ∈I. 或f(x)的下界大于或等于k ; (4)不等式f(x)>k 在x ∈I 时有解? k ?x f ,)(max >?x ∈I. 或f(x)的上界大于k ; 三 典型例题 例1. 已知对于任意的a ∈[-1,1],函数f (x )=ax 2 +(2a -4)x +3-a >0 恒成立,求x 的取值范围. 例2.已知函数])1(lg[22a x a x y +-+=的定义域为R ,求实数a 的取值范围。 例3.已知偶函数)(x f 在),0[+∞上是增函数,若)3()1(->+x f ax f 在]2,1[∈x 上恒成立,则实数a 的取值范围是 .

例4.当x ∈(1,2)时,不等式(x-1)22p+x 恒成立的x 的取值范围。 2.若不等式)1(122->-x m x 对满足22≤≤-m 的所有m 都成立,求x 的范围。 3.对任意]1,1[-∈a ,不等式024)4(2 >-+-+a x a x 恒成立,求x 的取值范围。

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