(推荐)高中数学恒成立问题中求含参范围的方法总结

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恒成立问题中含参范围的求解策略

数学中含参数的恒成立问题,几乎覆盖了函数,不等式、三角,数列、几何等高中数学的所有知识点,涉及到一些重要的数学思想方法,归纳总结这类问题的求解策略,不但可以让学生形成良好的数学思想,而且对提高学生分析问题和解决问题的能力是很有帮助的,下面就几种常见的求解策略总结如下,供大家参考。

一、分离参数——最值化

1 在给出的不等式中,如果能通过恒等变形分离出参数,即:a ≥f(x)恒成立,只须求出 ,

则a ≥

;若a ≤f(x)恒成立, 只须求出

,则a ≤

转化为函数求最值.

例1 已知函数f(x)= ,若任意x ∈[2 ,+∞)恒有f(x)>0,试确定a 的取值范围.

解:根据题意得,x+−2>1在x ∈[2 ,+∞)上恒成立,即a>−+3x 在x ∈[2 ,+∞)上恒成立.设f(x)=-

+3x .

则f(x)=−+ ,当x=2时,=2 ,所以a>2

2在给出的不等式中,如果通过恒等变形不能直接解出参数,则可将两变量分别置于不等式的两边,即:若f(a)≥g(x)恒成立,只须求出g(x)最大值 ,则f(a)≥ .然后解不等式求出参数a 的取值范围; :若f(a)≤g(x)恒成立,只须求出g(x)最小值 ,则f(a)≤ .然后解不等式求出参数a 的取值

范围.问题还是转化为函数求最值.

例2 已知x ∈(−∞ ,1]时,不等式1+

+(a −)

>0恒成立,求a 的取值范围.

解 令 =t ,∵x ∈(−∞ ,1] ∴t ∈(0 ,2].所以原不等式可化为< ,要使上式在t ∈

(0 ,2]上恒成立,只须求出f(t)=在t ∈(0 ,2]上的最小值即可.

∵f(t)==+=− 又t ∈(0 ,2] ∴∈[) ∴=f(2)=

∴< , ∴−

例3 设c b a >>且

c

a m

c b 1b a 1-≥

-+-恒成立,求实数m 的取值范围。 解析:由于c a >,所以0c a >-,于是⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+--≤c b 1b a 1)c a (m 恒成立,因+≥⎪⎭⎫

⎝⎛--+--++=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--2c b b a b a c b 11c b 1b a 1)]c b ()b a [(c b 1b a 1)c a (

.4c

b b a b a

c b 2=--⋅-- (当且仅当b a c b -=-时取等号),故4m ≤。

二、数形结合——直观化

对于某些不容易分离出参数的恒成立问题,可利用函数的图像或相应图形,采用数形结合的思想,直观地反应出参数的变化范围。

例4 设])1k 2,1k 2(I ,I x ()k 2x ()x (f k k 2+-∈-=表示区间,对于任意正整数k ,直线ax y =与)x (f 恒有两个不同的交点,求实数a 的取值范围。

解析:作出2)k 2x ()x (f -=在区间]1k 2,1k 2(+-上的图像,由图像知,直线ax y =只能绕原点O 从x 正半轴旋转到过点)1,1k 2(A +的范围,直线AO 的斜率为,1

k 21

01k 201+=-+-于是实数a 的取值范围

是.1

k 21

a 0+≤

< 例5、当x ∈(1,2)时,不等式(x-1)2

范围。 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,

图象是抛物线,右边为常见的对数函数的图象,故可以通过图象求解。 解:设y 1=(x-1)2

,y 2=log a x,则y 1的图象为右图所示的抛物线,

要使对一切x ∈(1,2),y 11,并且必须也只需当x=2

时y 2的函数值大于等于y 1的函数值。

故log a 2>1,a>1,∴1

数形结合法是先将不等式两端的式子分别看作两个函数,且正确作出两个函数的图象,然后通过观察两图象(特别是交点时)的位置关系,列出关于参数的不等式。

例6、若不等式2

3log 0a x x -<在10,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭内恒成立,求实数a 的取值范围。

解:由题意知:2

3log a x x <在10,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭

内恒成立,

在同一坐标系内,分别作出函数2

3y x =和log a y x =

观察两函数图象,当10,3x ⎛

⎫∈ ⎪⎝

时,若1a >函数

log a y x =的图象显然在函数23y x =图象的下方,所

以不成立;

当01a <<时,由图可知,log a y x =的图象必须过

点11,33⎛⎫ ⎪⎝⎭

或在这个点的上方,则,11

log 33a

≥ 127a ∴≥ 1127

a ∴>≥ 综上得:1127

a >≥

三、变更主元——简单化

对含多个变量问题,有时变换主元与次元的位置,常能达到避繁就简的目的。

例7对于满足≤2的所有实数p,求使不等式恒成立的x 的取值范围. 分析:在不等式出现了两个字母x 及p,关键在于把哪个字母看成一个变量.另一个作为常数.显然可将p 视作自变量,则上述问题可转化为在[-2 ,2]内关于p 的一次函数大于0恒成立问题.

解:原不等式可化为(x −1)p+

−2x+1>0 .设f(p)= (x −1)p+

−2x+1,则 f(p)在[−2 ,2] 上恒大于0,

故有 即 解得

x y

o 1 2

y 1=(x-1)2 y 2=log a x

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