函数中的任意和存在性问题(整理)
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函数中的恒成立、恰成立和能成立问题
教学目标: 结合具体函数,讨论关于任意与存在性问题的一般解题方法
过程与方法 通过研究具体函数及其图象,将任意与存在性问题转化为函数值域关系或最值关系 问题:
已知函数]1,0[,2)(2
∈+=x k x k x f ,函数]0,1[,5)1(23)(22-∈+++-=x x k k x x g ,
当6=k 时,对任意]1,0[1∈x ,是否存在]0,1[2-∈x , )()(12x f x g =成立.若2=k 呢? 变式1:对任意]1,0[1∈x ,存在]0,1[2-∈x , )()(12x f x g =成立,求k 的取值范围.
()f x 的值域是()g x 的值域的子集即可.
变式2:存在]1,0[1∈x ]0,1[2-∈x ,使得)()(12x f x g =成立,求k 的取值范围.
)(x g 的值域与)(x f 的值域的交集非空.
变式3:对任意]1,0[1∈x ,存在]0,1[2-∈x ,使得)()(12x f x g <成立,求k 的取值范围.
)()(min min x f x g <
《小结》: 对函数中的存在性与任意性问题:相等关系转化为函数值域之间的关系,不等关系转化为函数的最值大小.
例1:(1)已知22(),[1,),()0x x a
f x x f x x ++=∈+∞≥对任意恒成立,求实数a 的取值范围。 (2)已知22()x x a
f x x ++=,对任意[1,)x ∈+∞,()f x 的值域是[0+∞,),求实数a 的取值范围。
分析:本题第(1)问是一个恒成立问题,由于1≥x ,02)(2≥++=
x
a
x x x f 恒成立,则此问题等价于)1(02)(2
≥≥++=x a x x x ϕ恒成立,又等价于1≥x 时)(x ϕ的最小值0≥恒成立.
由于1)1()(2
-++=a x x ϕ在1≥x 时为增函数,所以3)1()(min +==a x ϕϕ,于是30a +≥,
3a ≥-.
第(2)问是一个恰成立问题,即当1≥x 时,)(x f 的值域恰为),0[+∞,与(1)不同的是,(1)是1≥x 时,0)(≥x f 恒成立,因此允许在1≥x 时,)(x f 的取值为),2[+∞,),3[+∞,------等等.
而)(x f 的值域为),0[+∞,则当1≥x 时,)(x f 只能取),0[+∞,而不能是其他.
=++=
x a x x x f 2)(22++x a x ,当0≥a 时,由于1≥x ,32)(≥++=x
a