分离参数法在恒成立问题中的应用

分离参数法在恒成立问题中的应用
分离参数法在恒成立问题中的应用

分离参数法在恒成立问题中的应用

孟建军

分离参数法就是把变元和参数通过等价变形分别写在等式或者不等式的两侧,进而只需研究不含参数的一个函数就可以解决问题,因为这样避免了令人头疼的分类讨论,所以这种方法十分受欢迎,今天,我们就简单介绍一下这种方法的使用。

例:不等式2210ax x -+>在[1,2]x ∈时恒成立,求实数a 的取值范围.

讨论的解法会设函数2()21f x ax x =-+,进而求解函数在[1,2]x ∈时的最小值或值域,再利用其最小值大于零来求解参数取值范围。但是由于本题的函数是否二次、是二次时的开口方向、对称轴位置都需要讨论,因此讨论的解法会十分麻烦。

不过我们用分离的办法处理,就显得十分简单。

【解析】因为[1,2]x ∈,故不等式可化为222212121x ax x a x x x

->-?>=-,故此只需a 大于右侧函数在[1,2]x ∈时的最大值即可,即成功转化成为一个不含参数的函数的值域问题。我们设1t x =,则由[1,2]x ∈可知1[,1]2t ∈,设212([,1])2u t t t =-∈,容易解得3

[,1]4

u ∈,故当1a >时不等式2210ax x -+>在[1,2]x ∈时恒成立。

从上面的例子可以看到,分离参数法避免了讨论,的确拥有强大的优势。但分离是否都这么简单就能处理问题呢?当然不是,请看下面的例子。

变式1:不等式2210ax x -+>在[0,2]x ∈时恒成立,求实数a 的取值范围.

细心的同学能发现变式和例题相比,只有x 的范围发生了变化,但在这个小小的变化下,我们是不是还能象刚才一样直接变形呢?答案是否定的,因为如果0x =的话,根本不能把2x 除到右侧去。所以,我们还是要适当的加入讨论。

【解析】当0x =时,不等式化为10>,显然对任意实数a 都能成立。(这代表着0x =不需对实数a 进行限制,那么我们就只需让(0,2]x ∈不等式恒成立即可。)

当(0,2]x ∈时,不等式仍可化为222212121x ax x a x x x

->-?>

=-,故此只需a 大于右侧函数在(0,2]x ∈时的最大值即可,我们继续设1t x

=,则由(0,2]x ∈可知1[,)2t ∈+∞,设212([,))2u t t t =-∈+∞,容易解得(,1]u ∈-∞,最大值与上题相比没有变换,故当1a >时不等式2210ax x -+>在(0,2]x ∈时恒成立。

“综上”时,我们注意0x =时没有限制,所以只需考虑(0,2]x ∈不等式恒成立即可,因此

作答为“1a >时不等式2210ax x -+>在[0,2]x ∈时恒成立”。当然,如果在计算时发现0x =时对a 也有限制,综上时0x =时和(0,2]x ∈时的参数范围的交集才是最终结果。

有的同学说,这只是加个0x =时的讨论罢了,没什么,好吧,我们再来进行一次变式。 变式2:不等式2210x ax -+>在[2,2]x ∈-时恒成立,求实数a 的取值范围.

我们发现这次要进行参变分离的话,除掉的不再是2x ,而是x ,所以我们不止要讨论0x =时的情况,还需要注意[2,0)x ∈-时变形后的不等号方向是要改变的,也就是说我们需要分成三种情况分析。这时,我们是不是应该果断的放弃分离参数法呢?答案是,还是试试看再说吧,没有实践就没有发言权。

【解析】当0x =时,不等式化为10>,显然对任意实数a 都能成立。

当[2,0)x ∈-时,不等式可化为221ax x <+,注意再变形时要变号,即化为12a x x

>+, 设1([2,0))u x x x

=+∈-,我们知道这是个对勾函数,对勾函数我们就不再介绍了,通过对其单调性的分析或者图像,我们可求得(,2]u ∈-∞-,所以此时需221a a >->-即.

当(0,2]x ∈时,不等式可化为221ax x <+,此时变形不变号,即化为12a x x

<+, 设1((0,2])u x x x

=+∈,注意到了吗,这个函数与[2,0)x ∈-时的函数是一模一样的,我们可求得[2,)u ∈+∞,所以此时需1a <.

综上时,三者都需成立,要求三个结果的交集,所以“综上,当11a -<<时,不等式2210x ax -+>在[2,2]x ∈-时恒成立”。

所以,我们看到就算分离参数法有时也不能避免讨论,但是至少你需要研究的不含参的函数是不变的,所以还是具有很大的优越性的。

到此,我们对运用分离参数法解恒成立问题进行了简单的剖析,希望同学们能多少了解到一些这种方法的思想和优点,并能进行简单的运用。当然,我们的例子和变式形式都很简单,也只是涉及到二次的结构,将来在我们学习更多知识后,我们会在各式各样的恒成立问题中大量使用这种方法。路漫漫其修远,让我们一起上下求索吧!

含参不等式恒成立问题中求参数取值范围一般方法(教师版)

恒成立问题是数学中常见问题,也是历年高考的一个热点。大多是在不等式中,已知一个变量的取值范围,求另一个变量的取值范围的形式出现。下面介绍几种常用的处理方法。 一、分离参数 在给出的不等式中,如果能通过恒等变形分离出参数,即:若()a f x ≥恒成立,只须求出()max f x ,则()m ax a f x ≥;若()a f x ≤恒成立,只须求出()min f x ,则()m in a f x ≤,转化为函数求最值。 例1、已知函数()lg 2a f x x x ??=+ - ???,若对任意[)2,x ∈+∞恒有()0f x >,试确定a 的取值范围。 解:根据题意得:21a x x + ->在[)2,x ∈+∞上恒成立, 即:23a x x >-+在[)2,x ∈+∞上恒成立, 设()23f x x x =-+,则()2 3924f x x ??=--+ ??? 当2x =时,()max 2f x = 所以2a > 例2、已知(],1x ∈-∞时,不等式() 21240x x a a ++-?>恒成立,求a 的取值范围。 解:令2x t =,(],1x ∈-∞ (]0,2t ∴∈ 所以原不等式可化为:22 1t a a t +-<, 要使上式在(]0,2t ∈上恒成立,只须求出()2 1t f t t +=在(]0,2t ∈上的最小值即可。 ()22211111124t f t t t t t +????==+=+- ? ? ???? 11,2t ??∈+∞???? ()()min 324f t f ∴== 234a a ∴-< 1322 a ∴-<< 二、分类讨论 在给出的不等式中,如果两变量不能通过恒等变形分别置于不等式的两边,则可利用分类讨论的思想来解决。 例3、若[]2,2x ∈-时,不等式2 3x ax a ++≥恒成立,求a 的取值范围。 解:设()2 3f x x ax a =++-,则问题转化为当[]2,2x ∈-时,()f x 的最小值非负。 (1) 当22a -<-即:4a >时,()()min 2730f x f a =-=-≥ 73 a ∴≤又4a >所以a 不存在;

导数中恒成立问题(最值问题)

导数中恒成立问题(最值问题) 恒成立问题是高考函数题中的重点问题, 也是高中数学非常重要的一个模块, 不管是小题,还 是大题,常常以压轴题的形式出现。 知识储备(我个人喜欢将参数放左边,函数放右边) 先来简单的(也是最本质的)如分离变量后, a f (x )恒成立,则有a f (X )max 2. 对于双变量的恒成立问题 f(x) min g(x)min 今天呢,我会花很多时间来讲解一道二次函数,因为二次函数是最本质的, (甚至我提出这样 一个观点,所有导数的题目95%3根结底就是带参数二次函数在已知定义域上根的讨论, 3%是 ax b 与ax 3 b 这种形式根的讨论,2%!观察法得到零点,零点通常是1,-,e 之类),所以如果 e 我们真正弄清楚了二次函数,那么对于千变万化的导数题,我们还会畏惧吗。 那么我们先从一道练习题说起 一?二次函数型(通常方法是讨论对称轴,根据图像求最值) 例题1.已知f (x ) ■ 2x2 2ax a 1定义域为R ,求a 的取值围 思考:①引入定义域(非R ) ② 参数在二次项,就需考虑是否为0 1 ③ 引入高次(3次,4次,—,I nx , e x 等等) x ④ 引入a 2, a 3等项(导致不能分离变量) f (x )恒成立,则有a f ( x) min (若是存在性问题,那么最大变最小, 最小变最大) 如:化简后我们分析得到, a,b , f (x) 0恒成立,那么只需 f ( x) min a,b ,使得 f(x) 0,那么只需f (X )max 0 如:化简后我们分析得到, X i ,X 2 a,b , f(xj g(X 2),那么只需 f (X)min g ( X) max 如:化简后我们分析得到, X i a,b , x 2 c, d 使f (xj gg ),那么只需 如:化简后我们分析得到, X i a,b ,X 2 C,d 使 f (X i ) g(X 2),那么只需 f (X)max g(x)min 还有一些情况了,这里不一一列举, 一个变量,再处理另一个变量) 3.对于带绝对值的恒成立问题, 成立问题(2014.03锡常镇一模那题特别典型) 总之一句话 (双变量的存在性与恒成立问题,都是先处理 我们往往先根据函数的单调性,去掉绝对值,再转变成恒

分离参数法 - 学生版

分离参数法 1已知不等式2 210ax x -+>在[]1,2x ∈时恒成立,求实数a 的取值范围. 2 不等式2 210x ax -+>在[]2,2x ∈-上恒成立.求实数a 的取值范围 3.若关于x 的方程22 210x x a a +?++=有实根,求实数a 的取值范围. 4.已知()()23132x x f x k =-+?+当x R ∈时,()f x 恒为正值,则k 的取值范围是 5.已知函数在定义域内是增函数,则实数m 的取值范围是

6若函数()211,2f x x ax x ??=+++∞ ??? 在是增函数,求a 的取值范围. 7.已知函数()()2111 x ax f x a R x ++=∈+,若对于任意*x N ∈,()3f x ≥恒成立,求a 的取值范围. 8.已知()2222x ax a f x x +-=在[)1+∞,上是单调增函数,则a 的取值范围是 9.设()()1+24lg ,3 x x a f x a R +?=∈如果(]-1∞,时,()f x 有意义,求a 的取值范围 10已知函数()[]2 424g x x ax a =-+在,上有零点,求的取值范围 11已知函数()2 1,.2x x f x e ax a =---其中为实数

(1)当1,2a =-时求曲线()y f x =在()() 11f ,处的切线方程; (2)当()1 0.2x x f x a ≥≥时,若关于的不等式恒成立,试求的取值范围94a ??≤ ?? ? 12已知函数()ln .a f x x x =- (1 )当0a >时,判断()f x 在定义域上的单调性. (2)若()2 f x x <在()1+∞,上恒成立,求a 的取值范围.()1a ≥-

含参不等式恒成立问题学考压轴题(函数专题)

个性化教案 学生姓名 年级 科目 数学 授课教师 日期 时间段 课时 2 授课类型 新课/复习课/作业讲解课 教学目标 教学内容 函数专题:含参不等式恒成立问题 个性化学习问题解决 “含参不等式恒成立问题”把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来,知识点多,综合性强,解法灵活等。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 恒成立问题的基本类型: 类型1: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)(对x ∈R 恒成立,求实数a 的取值范围。 例2:若不等式02)1()1(2>+-+-x m x m 的解集是R ,求m 的范围。 类型2:设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f (1)当0>a 时,],[0)(βα∈>x x f 在上恒成立?????>>-?????<- ?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或, ],[0)(βα∈x x f 在上恒成立? ??>>?0)(0 )(βαf f ],[0)(βα∈-?????对[]1,2x ∈恒成立,求实数a 的取值范围。

分离变量法解高考压轴导数题

分离参数法解高考压轴题 新课标下的高考数学压轴题,由数列题转向导数题。而导数题中的最后一问经常考察参数的取值范围。“求谁分离谁”即分离参数是一种常用的方法,但有时分离出参数后,后面函数的最值不容易求得,有的干脆就没有最值,只是趋于某个常数,这种情况下可采用高等数学中的洛必达法则。此方法是一种常规方法,有章可循,有法可依,不存在较强的解题技巧,一般的学生基本上都能掌握。下列举例说明,起到抛砖引玉的作用。 一 洛必达法则介绍 如果当0x x →(或∞→x )时,两个函数)(x f 与)(x g 都趋于零或都趋于无穷大,那么 极限)()(lim 0x g x f x x →或) ()(lim x g x f x ∞→可能存在、也可能不存在,通常把这种极限叫做不定式,并分 别简记为00或∞ ∞. 1.(洛必达法则1) 00 型不定式 设函数)(x f 与)(x g 满足条件 (1)0)(lim )(lim 0 0==→→x g x f x x x x (2))(x f 与)(x g 在点0x 的某邻域内(点0x 可除外)可导,且0)(≠'x g ; (3) A x g x f x x =''→) ()(lim 0(或为无穷大).则A x g x f x g x f x x x x =''=→→)()(lim )()(lim 00(或为无穷大). 把0x x →换为∞→x 时,结论也成立. 2(洛必达法则2) ∞ ∞型不定式 设函数)(x f 与)(x g 满足条件 (1)∞=∞=→→)(lim ,)(lim 0 0x g x f x x x x (2))(x f 与)(x g 在点0x 的某邻域内(点0x 可除外)可导,且0)(≠'x g ;

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;

恒成立能成立问题总结详细

恒成立问题的类型和能成立问题及方法处理 函数与不等式的恒成立、能成立、恰成立问题是高中数学中的一个重点、难点问题。这类问题在各类考试以及高考中都屡见不鲜。感觉题型变化无常,没有一个固定的思想方法去处理,一直困扰着学生,感到不知如何下手。在此为了更好的准确地把握快速解决这类问题,本文通过举例说明这类问题的一些常规处理。 一、函数法 (一)构造一次函数 利用一次函数的图象或单调性来解决 对于一次函数],[),0()(n m x k b kx x f ∈≠+=有: ?? ?<>????>>?>0 )(0 )(0)(; )(0 )(0)(00)(00)(n f m f x f n f m f n f k m f k x f 恒成立或恒成立 例1 若不等式m mx x ->-2 12对满足22≤≤-m 的所有m 都成立,求x 的范 围。 解析:将不等式化为:0)12()1(2 <---x x m , 构造一次型函数:)12()1()(2---=x m x m g 原命题等价于对满足22≤≤-m 的m ,使0)(

教案高中含参不等式的恒成立问题整理版.doc

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04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,求参数a 的取值范围. 解:要使04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,则只须满足: (1)???<-+-<-0)2(16)2(4022 a a a 或 (2)?? ? ??<-=-=-0 40)2(20 2a a 解(1)得?? ?<<-<2 22 a a ,解(2)a =2 ∴参数a 的取值范围是-2<a ≤2. 练习 1. 已知函数])1(lg[2 2 a x a x y +-+=的定义域为R ,求实数a 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.x 取一切实数时,使3 47 2+++kx kx kx 恒有意义,求实数k 的取值范围.

例3.设22)(2 +-=mx x x f ,当),1[+∞-∈x 时,m x f ≥)(恒成立,求实数m 的取值范围。 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x 的取值范围有限制,则可利用根的分布解决问题。 解: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: ??? ? ??? -≤--≥-≥?1 220)1(0m F 解得23-≤≤-m 。综上可得实数m 的取值范围为)1,3[-。 例4 。已知1ax x )x (f 2+-=,求使不等式0)x (f <对任意]2,1[x ∈恒成立的a 的取值范围。 解法1:数形结合 结合函数)x (f 的草图可知]2,1[x ,0)x (f ∈<时恒成立? 25a 0 a 25)2(f 0a 2)1(f >?? ?<-=<-=得。所以a 的取值范围是),25 (+∞。 解法2:转化为最值研究 4a 1)2a x ()x (f 22- +-= 1. 若]2,1[)x (f ,3a 232a 在时即≤≤上的最大值,25a ,0a 25)2(f )x (f max ><-==得3a 25 ≤<所以。 2. 若0a 2)1(f )x (f ]2,1[)x (f ,3a 2 3 2a max <-==>>上的最大值在时即,得2a >,所以3a >。 综上:a 的取值范围是),2 5 (+∞。 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. I x ,m )x (f ∈<恒成立)m (m )x (f max 为常数?∈> 解法3:分离参数 ]2,1[x ,x 1x a ]2,1[x ,01ax x 2∈+ >?∈<+-。设x 1 x )x (g +=, 注:1. 运用此法最终仍归结为求函数)x (g 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“]2,1[x ∈”改为“)2,1(x ∈”可类似上述三种方法完成。 仿解法1:?∈<)2,1(x ,0)x (f 25a 0 )2(f 0)1(f ≥?? ?≤≤得即),25 [:a +∞的范围是 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2 5 a = 也合题。 O x y x -1

分离变量法

<<电磁场与电磁波>>读书报告 姓 名: 学 院: 学 号: 专 业: 题 目:分离变量法在求静态场的解的应用 成 绩: 二〇一四年四月 Xxx 工程学院 电子工程类

一.引言 分离变量法是在数学物理方法中应用最广泛的一种方法。在求解电磁场与电磁波的分布型问题和边值型问题有很重要的应用。分布型问题是指已知场源(电荷分布、电流分布)直接计算空间各点和位函数。而边值型问题是指已知空间某给定区域的场源分布和该区域边界面上的位函数(或其法向导数),求场内位函数的分布。求解这两类问题可以归结为在给定边界条件下求解拉普拉斯方程或泊松方程,即求解边值问题。这类问题的解法,例如镜像法,分离变量法,复变函数法,格林函数法和有限差分法,都是很常用的解法。这里仅对在直角坐标系情况下的分离变量法作简单介绍。 二.内容 1.分离变量法的特点: 分离变量法是指把一个多变量的函数表示成几个单变量函数乘积,从而将偏微分方程分离为几个带分离常数的常微分方程的方法,属于解析法的一种。它要求要求所给边界与一个适当的坐标系的坐标面重合.在此坐标系中,待求偏微分方程的解可表示成三个函数的乘积,每一函数仅是一个坐标的函数。我们仅讨论直角坐标系中的分离变量法. 2.推导过程: 直角坐标系中的拉普拉斯方程: 222 222 0 x y z ??? ??? ++=??? 我们假设是三个函数的乘积,即

(,,)()()()x y z X x Y y Z z ?= 其中X 只是x 的函数,同时Y 是y 的函数Z 是z 的函数,将上式带入拉普拉斯方程,得 然后上式同时除以XYZ ,得 0X Y Z X Y Z '''''' ++= 上式成立的唯一条件是三项中每一项都是常数,故可分解为下列三个方程: 即 α,β,γ为分离常数,都是待定常数,与边值有关但不能全为实数或全为虚数 。 由上式得2220αβγ++=,下面以X ”/X =α2式为例,说明X 的形式与α的关系 当α2=0时,则 当α2 <0时,令α=jk x (k x 为正实数),则 或 当α2 >0时,令α=k x ,则 或 a ,b ,c ,d 为积分常数,由边界条件决定Y(y)Z(z)的解和X(x)类似。 3解题步骤 1,2λα =±00 ()X x a x b =+12()x x jk x jk x X x b e b e -=+12()sin cos x x X x a k x a k x =+12()x x k x k x X x d e d e -=+12() s x x X x c hk x c chk x =+

导数中双变量问题的四种策略

双变量问题的几种处理策略 策略一:合的思想 问题1:已知函数x x f ln )(=的图象上任意不同的两点, ,线段的中点为 ,记直线的斜率为,试证明:. 解析:因为 ∴, ∴,又 不妨设 , 要比较与的大小,即比较与的大小, 又∵,∴ 即比较与 的大小. 令,则, ∴在上位增函数. 又,∴, ∴,即 二:分的思想 问题2:若1 ln )(++=x a x x g ,且对任意的(]2,1,21∈x x ,, 都有, 求a 的取值范围. 解析∵ ,∴ 由题意得在区间(]2,1上是减函数. ∴ () 11,y x A () 22,y x B AB ),(00y x C AB k )(0x f k '>x x f ln )(=x x f 1)(='210021)(x x x x f +=='121212121212ln ln ln )()(x x x x x x x x x x x f x f k -= --=--=12x x >k )(0x f '1 212 ln x x x x -2 12 x x +12x x >12ln x x 1)1( 2) (21 2 1 2 2 112+-=+-x x x x x x x x )1(1) 1(2ln )(≥+--=x x x x x h 0) 1()1()1(41)(2 22≥+-=+-='x x x x x x h )(x h [)+∞,1112>x x 0)1()(12 =>h x x h 1)1( 2ln 1 2 1 2 1 2+->x x x x x x )(0x f k '>21x x ≠1 ) ()(1 212-<--x x x g x g 1)()(1 212-<--x x x g x g []0)()(121122<-+-+x x x x g x x g x x g x F +=)()(1)1(1)(2 ++-= 'x a x x F

双变量问题典例

双变量问题典例 1、已知函数()ln 1f x x a x =--(a 为常数)与x 轴有唯一的公共点A . (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间; (Ⅱ)曲线()y f x =在点A 处的切线斜率为23a a --,若存在不相等的正实数12x x ,满足 12|()||()|f x f x =,证明:121x x <.

答案第2页,总7页 2.已知函数()2ln f x a x =, ()()1g x f x x x =+- . (1)当1a =时,求函数()f x 的曲线上点()() ,e f e 处的切线方程; (2)当1a ≤时,求()g x 的单调区间; (3)若()g x 有两个极值点1x , 2x ,其中110,3 x ??∈ ?? ? ,求()()12g x g x -的最小值

3.已知函数()22ln ax b f x x x -=-的图象在1x =处的切线过点()0,22a -, ,R a b ∈. (1)若8 5 a b += ,求函数()f x 的极值点; (2)设()1212,x x x x ≠是函数()f x 的两个极值点,若 11 1e x <<,证明: ()()211f x f x -<.(提示2e 7.40≈)

答案第4页,总7页 4、已知函数)1ln()12()(2 ++-+=x x a ax x f 有两个极值点21,x x (1)求a 的取值范围;(2)证明:452ln 2)()(21-<+x f x f

5、 已知函数1 ()ln f x x a x x =-+.(2018全国1卷理数第21题) (1)讨论()f x 的单调性; (2)若()f x 存在两个极值点12,x x ,证明:()() 1212 2f x f x a x x -<--.

导数中含参数问题与恒成立问题的解题技巧

函数、导数中含参数问题与恒成立问题的解题技巧与方法 含参数问题及恒成立问题方法小结: 1、分类讨论思想 2、判别法 3、分离参数法 4、构造新函数法 一、分离讨论思想: 例题1: 讨论下列函数单调性: 1、()x f =();1,0,≠>-a a a a x 2、()x f =)0,11(1 2≠<<--b x x bx 二、判别法 例2:已知不等式04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,求参数a 的取值范围. 解:要使04)2(2)2(2<--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,则只须满足: (1)???<-+-<-0)2(16)2(4022a a a 或 (2)?? ???<-=-=-040)2(202a a 解(1)得???<<-<2 22a a ,解(2)a =2 ∴参数a 的取值范围是-2<a ≤2. 练习1. 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。 三、分离法参数: 分离参数法是求参数的取值范围的一种常用方法,通过分离参数,用函数观点讨论主变量的变化情况,由此我们可以确定参数的变化范围.这种方法可以避免分类讨论的麻烦,从而使问题得以顺利解决.分离参数法在解决有关不等式恒成立、不等式有解、函数有零点、函数单调性中参数的取值范围问题时经常用到. 解题的关键是分离出参数之后将原问题转化为求函数的最值或值域问题.即: (1) 对任意x 都成立()min x f m ≤ (2)对任意x 都成立。 例3.已知函数]4,0(,4)(2∈--=x x x ax x f 时0)(

导数中恒成立问题(最值问题)

导数中恒成立问题(最值问题) 恒成立问题是高考函数题中的重点问题,也是高中数学非常重要的一个模块,不管是小题,还是大题,常常以压轴题的形式出现。 知识储备(我个人喜欢将参数放左边,函数放右边) 先来简单的(也是最本质的)如分离变量后,()a f x ≥恒成立,则有max ()a f x ≥ ()a f x ≤恒成立,则有min ()a f x ≤ (若是存在性问题,那么最大变最小,最小变最大) 1.对于单变量的恒成立问题 如:化简后我们分析得到,对[],x a b ?∈,()0f x ≥恒成立,那么只需min ()0f x ≥ [],x a b ?∈,使得()0f x ≥,那么只需max ()0f x ≥ 2.对于双变量的恒成立问题 如:化简后我们分析得到,对[]12,,x x a b ?∈,12()()f x g x ≥,那么只需min max ()()f x g x ≥ 如:化简后我们分析得到,对[]1,x a b ?∈,[]2,x c d ?∈使12()()f x g x ≥,那么只需 min min ()()f x g x ≥ 如:化简后我们分析得到,[]1,x a b ?∈,[]2,x c d ∈使12()()f x g x ≥,那么只需max min ()()f x g x ≥ 还有一些情况了,这里不一一列举,总之一句话(双变量的存在性与恒成立问题,都是先处理一个变量,再处理另一个变量) 3.对于带绝对值的恒成立问题,我们往往先根据函数的单调性,去掉绝对值,再转变成恒成立问题(201 4.03苏锡常镇一模那题特别典型) 今天呢,我会花很多时间来讲解一道二次函数,因为二次函数是最本质的,(甚至我提出这样一个观点,所有导数的题目95%归根结底就是带参数二次函数在已知定义域上根的讨论,3%是 ax b +与3ax b +这种形式根的讨论,2%是观察法得到零点,零点通常是1 1,,e e 之类) ,所以如果我们真正弄清楚了二次函数,那么对于千变万化的导数题,我们还会畏惧吗。 那么我们先从一道练习题说起 一.二次函数型(通常方法是讨论对称轴,根据图像求最值) 例题1.已知()f x =R ,求a 的取值范围 思考:① 引入定义域(非R ) ②参数在二次项,就需考虑是否为0 ③引入高次(3次,4次,1 x ,ln x ,x e 等等) ④引入2a ,3a 等项(导致不能分离变量)

含参不等式恒成立问题

不等式中恒成立问题的解法研究 在不等式的综合题中,经常会遇到当一个结论对于某一个字母的某一个取值范围内所有值都成立的恒成立问题。 恒成立问题的基本类型: 类型1:设)0()(2≠++=a c bx ax x f ,(1)R x x f ∈>在0)(上恒成立 00?且a ; (2)R x x f ∈<在0)(上恒成立00a 时,],[0)(βα∈>x x f 在上恒成立 ?????>>- ?????<-?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或, ],[0)(βα∈x x f 在上恒成立???>>?0)(0 )(βαf f ],[0)(βα∈-?????<- ?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或 类型3: αα>?∈>min )()(x f I x x f 恒成立对一切αα>?∈?∈>的图象的上方或的图象在恒成立对一切 恒成立问题的解题的基本思路是:根据已知条件将恒成立问题向基本类型转化,正确选用函数法、最小值法、数形结合等解题方法求解。 一、用一次函数的性质 对于一次函数],[,)(n m x b kx x f ∈+=有: ?? ?<>?>0)(0 )(0)(,0)(0)(0)(n f m f x f n f m f x f 恒成立恒成立 例1: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。 解析:我们可以用改变主元的办法,将m 视为主变元,即将元不等式化为:0)12()1(2<---x x m ,;令)12()1()(2---=x x m m f ,则22≤≤-m 时,

专题32 函数的存在与恒成立问题(原卷版)

专题32 函数的存在与恒成立问题 一、题型选讲 题型一 、 函数的存在问题 函数的恒成立问题往往采取分离参数法,参变分离法的适用范围:判断恒成立问题是否可以采用参变分离法,可遵循以下两点原则: ①()(),x D g a f x ?∈≤,则只需要()()max g a f x M ≤= ()(),x D g a f x ?∈<,则只需要()()max g a f x M <= ②()(),x D g a f x ?∈≥,则只需要()()min g a f x m ≥= ()(),x D g a f x ?∈>,则只需要()()min g a f x m >= 例1、【2019年高考浙江】已知a ∈R ,函数3 ()f x ax x =-,若存在t ∈R ,使得2 |(2)()|3 f t f t +-≤ ,则实数a 的最大值是___________. 例2、(2016泰州期末) 若命题“存在x ∈R ,ax 2+4x +a ≤0”为假命题,则实数a 的取值范围是________. 例3、(2016苏锡常镇调研) 已知函数f (x )=x ||x 2-a ,若存在x ∈[]1,2,使得f (x )<2,则实数a 的取值范围是________. 题型二、 函数的恒成立问题 函数的恒成立问题往往采取分离参数法,参变分离法的适用范围:判断恒成立问题是否可以采用参变分离法,可遵循以下两点原则: (1)已知不等式中两个字母是否便于进行分离,如果仅通过几步简单变换即可达到分离目的,则参变分离法可行。但有些不等式中由于两个字母的关系过于“紧密”,会出现无法分离的情形,此时要考虑其他方法。(2)要看参变分离后,已知变量的函数解析式是否便于求出最值(或临界值),若解析式过于复杂而无法求出最值(或临界值),则也无法用参变分离法解决问题。(可参见”恒成立问题——最值分析法“中的相关题目) 参变分离后会出现的情况及处理方法:(假设x 为自变量,其范围设为D ,()f x 为函数;a 为参数,()g a 为其表达式)(1)若()f x 的值域为[],m M ①()(),x D g a f x ?∈≤,则只需要()()min g a f x m ≤= ()(),x D g x f x ?∈<,则只需要()()min g a f x m <= ②()(),x D g a f x ?∈≥,则只需要()()max =g a f x M ≥

含参数的一元二次不等式的解法以及含参不等式恒成立问题

含参数的一元二次不等式的解法 解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元 二次不等式常用的分类方法有三种: 一、按2 x 项的系数a 的符号分类,即0,0,0<=>a a a ; 例1 解不等式:()0122 >+++x a ax 分析:本题二次项系数含有参数,()04422 2 >+=-+=?a a a ,故只需对二次项 系数进行分类讨论。 解:∵()04422 2 >+=-+=?a a a 解得方程 ()0122 =+++x a ax 两根,24221a a a x +---=a a a x 24 222++--= ∴当0>a 时,解集为?? ????????+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或 当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为? ?????> 21|x x 当0?,所以我们只要讨论二次项系数的正负。 解 ()()032)65(2 >--=+-x x a x x a Θ ∴当0>a 时,解集为{}32|>?; 例3 解不等式042 >++ax x 分析 本题中由于2 x 的系数大于0,故只需考虑?与根的情况。 解:∵162 -=?a ∴当()4,4-∈a 即0

7【题组七】双变量的恒成立与存在性问题

经典问题: 问题一:任意与任意 【例1】设()x x x a x f ln += ,()32 3--=x x x g ,如果对于任意的s ,?? ????∈2,21t ,都有()()t g s f ≥成立,求实数a 的取值范围。 【例2】已知函数()()()x x x g R m mx ex x x f ln , 13123= ∈++-= 。 (1)求函数()x f 的单调区间; (2)若对()+∞∈?,0,21x x ,()()2'1x f x g <恒成立,求实数m 的取值范围。 【变式1】已知函数(),1682 k x x x f -+=()x x x x g 4522 3 ++=,其中R ∈k ,对任意 1x , []3,32-∈x ,都有()()21x g x f >成立,求实数k 的取值范围。 【变式2】设0>a 函数(),2 x a x x f +=()x x x g ln -=,如果对任意 1x ,[]e x ,12∈,都 有()()21x g x f >成立,求实数a 的取值范围。 【变式3】已知函数()(),13 123 R ∈++-= m mx ex x x f ()x x x g ln =,若对任意 1x ,()∞+∈,02x ,都有()()2'1x f x g <成立,求实数m 的取值范围。

问题二:任意与存在 【例1】已知函数()()(),ln 2122 12R ∈++-= a x x a ax x f ()x x x g 22 -=,若对任意 (]201,∈x ,均存在(]202,∈x ,使得()()21x g x f <,求a 的取值范围。 【例2】已知(),2 x x f =()m x g x -?? ? ??=21,若对任意的 []3,11-∈x ,存在[]202, ∈x ,使得()()21x g x f ≥,求实数m 的取值范围是___________。 【例3】已知函数()()1ln 12+++=ax x a x f 。 (1)讨论函数()x f 的单调区间; (2)设()322++-=bx x x g ,当3 1 - =a 时,若对()+∞∈?,01x ,[]2,12∈?x 使得()()21x g x f ≤,求实数b 的取值范围。 【变式1】已知函数()(),ln R ∈+=a x ax x f ()222 +-=x x x g ,若对任意 ()∞+∈, 01x ,均存在[]102, ∈x ,使得()()21x g x f <,求a 的取值范围。 【变式2】已知函数(),222 +-=x x x f ()x ax x g ln +=,若1->a 且对任意 []1,01∈x , 均存在[]e x ,12∈,使得()()21x g x f <,求a 的取值范围。

(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

高一数学之分离参数法(含答案)

高中重要解题方法——分离变量法 分离变量法是近年来发展较快的思想方法之一.高考数学试题中,求参数的范围常常与分类讨论、方程的根与零点等基本思想方法相联系.其中与二次函数相关的充分体现数形结合及分类思想方法的题目最为常见.与二次函数有关的求解参数的题目, 相当一部分题目都可以避开二次函数,使用分离变量,使得做题的正确率大大提高.随着分离变量的广泛使用,越来越多的压轴题都需要使用该思想方法. 分离变量法:是通过将两个变量构成的不等式(方程)变形到不等号(等号)两端,使两端变量各自相同,解决有关不等式恒成立、不等式存在(有)解和方程有解中参数取值范围的一种方法.两个变量,其中一个范围已知,另一个范围未知. 解决问题的关键: 分离变量之后将问题转化为求函数的最值或值域的问题.分离变量后,对于不同问题我们有不同的理论依据可以遵循.以下定理均为已知x 的范围,求a 的范围: 定理1 不等式()()f x g a ≥恒成立?[]min ()()f x g a ≥(求解()f x 的最小值);不等 式()()f x g a ≤恒成立?[]max ()()f x g a ≤(求解()f x 的最大值). 定理2 不等式()()f x g a ≥存在解?[]max ()()f x g a ≥(求解()f x 的最大值);不 等式()()f x g a ≤存在解?[]min ()()f x g a ≤(即求解()f x 的最小值). 定理3 方程()()f x g a =有解?()g a 的范围=()f x 的值域(求解()f x 的值域). 解决问题时需要注意:(1)确定问题是恒成立、存在、方程有解中的哪一个;(2)确定是求最大值、最小值还是值域. 再现性题组: 1、 已知当x ∈R 时,不等式22 4sin cos sin 5x x x a +-<-+恒成立,求实数a 的取值范围。 2.若f(x)=233x x --在[1,4]x ∈-上有()21f x x a ≥+-恒成立,求a 的取值范围。 3,、若f(x)=233x x --在[1,4]x ∈-上有2()251f x x a a ≥+--恒成立,求a 的取值范围。 4、若方程42210x x a -+= 有解,请求a 的取值范围。

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