不等式恒成立问题中的参数求解技巧

不等式恒成立问题中的参数求解技巧
不等式恒成立问题中的参数求解技巧

不等式恒成立问题中的参数求解技巧

在不等式中,有一类问题是求参数在什么范围内不等式恒成立。恒成立条件下不等式参数的取值范围问题,涉及的知识面广,综合性强,同时数学语言抽象,如何从题目中提取可借用的知识模块往往捉摸不定,难以寻觅,是同学们学习的一个难点,同时也是高考命题中的一个热点。其方法大致有:①用一元二次方程根的判别式,②参数大于最大值或小于最小值,③变更主元利用函数与方程的思想求解。本文通过实例,从不同角度用常规方法归纳,供大家参考。

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。

例1 对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。

解:不妨设,其函数图象是开口向上的抛物线,为了使,只需

,即,解得。

变形:若对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。

变形:此题需要对m的取值进行讨论,设。①当m=0时,3>0,显然成立。②

当m>0时,则△<0。③当m<0时,显然不等式不恒成立。由①②③知。

关键点拨:对于有关二次不等式(或<0)的问题,可设函数,由a的符号确定其抛物线的开口方向,再根据图象与x轴的交点问题,由判别式进行解决。

例2 已知函数,在时恒有,求实数k的取值范围。

例2 解:令,则对一切恒成立,而是开口向上的抛物线。

①当图象与x轴无交点满足△<0,即,解得-2

②当图象与x轴有交点,且在时,只需

由①②知

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。

二、参数大于最大值或小于最小值

如果能够将参数分离出来,建立起明确的参数和变量x的关系,则可以利用函数的单调性求解。

恒成立,即大于时大于函数值域的上界。恒成立,即小于时小于函数值域的下界。

例3 已知二次函数,如果x∈[0,1]时,求实数a的取值范围。

解:x∈[0,1]时,,即

①当x=0时,a∈R

②当x∈时,问题转化为恒成立

由恒成立,即求的最大值。设。因

为减函数,所以当x=1时,,可得。

由恒成立,即求的最小值。设。因

为增函数,所以当x=1时,,可得a≤0。

由①②知。

关键点拨:在闭区间[0,1]上使分离出a,然后讨论关于的二次函数在上的单调性。

例4 若不等式在x∈[1,2]时恒成立,试求a的取值范围。

解:由题设知,得a>0,可知a+x>1,所以。原不等式变形为。

,即。又,可得

恒成立。设,在x∈[1,2]上为减函数,可得

,知。

综上知。

关键点拨:将参数a从不等式中分离出来是解决问题的关键。

例5 是否存在常数c使得不等式,对任意正数x、y恒成立?试证明你的结论。

解:首先,欲使恒成立(x、y>0),进行换元令

∴上述不等式变为,即恒成立。寻求

的最小值,由a>0,b>0,利用基本不等式可得。

同理欲使恒成立,令,

∴上述不等式变为,

即。寻求的最大值,易得

综上知存在使上述不等式恒成立。

关键点拨:本题是两边夹的问题,利用基本不等式,右边寻找最小值,左边寻找最大值,可得c=。

三、变更主元

在解含参不等式时,有时若能换一个角度,变参数为主元,可以得到意想不到的效果,使问题能更迅速地得到解决。

例6 若不等式,对满足所有的x都成立,求x的取值范围。

解:原不等式可化为

令是关于m的一次函数。

由题意知

解得

∴x的取值范围是

关键点拨:利用函数思想,变换主元,通过直线方程的性质求解。

例7 已知是定义在[-1,1]上的奇函数且,若a、b∈[-1,1],a+b≠0,有。

(1)判断函数在[-1,1]上是增函数还是减函数。

(2)解不等式。

(3)若对所有、a∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围。

解:(1)设,则

可知,所以在[-1,1]上是增函数。

(2)由在[-1,1]上是增函数知

解得,故不等式的解集

(3)因为在[-1,1]上是增函数,所以,即1是的最大值。依题意有

,对a∈[-1,1]恒成立,即恒成立。

令,它的图象是一条线段,那么

关键点拨:对于(1),抽象函数单调性的证明往往借助定义,利用拼凑条件,判断差的符号。对于(2),后一步解不等式往往是上一步单调性的继续,通过单调性、函数值的大小转化到自变量的大小上来。对于(3),转

换视角变更主元,把看作关于a的一次函数,即在a∈[-1,1]上大于等于0,利用是一条直线这一图象特征,数形结合得关于m的不等式组,从而求得m的范围。

不等式恒成立问题中的参数求解技巧

一、用一元二次方程根的判别式

例1 对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。

变形:若对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。

例2 已知函数,在时恒有,求实数k的取值范围。

二、参数大于最大值或小于最小值

例3 已知二次函数,如果x∈[0,1]时,求实数a的取值范围。

例4 若不等式在x∈[1,2]时恒成立,试求a的取值范围。

例5 是否存在常数c使得不等式,对任意正数x、y恒成立?试证明你的结论。

三、变更主元

例6 若不等式,对满足所有的x都成立,求x的取值范围。

例7 已知是定义在[-1,1]上的奇函数且,若a、b∈[-1,1],a+b≠0,有。

(1)判断函数在[-1,1]上是增函数还是减函数。

(2)解不等式。

(3)若对所有、a∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围。

函数不等式恒成立问题经典总结

函数、不等式恒成立问题解法(老师用) 恒成立问题的基本类型: 类型1:设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f ,(对于任意实数R 上恒成立) (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 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,0)(

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;

恒成立与存在性问题的基本解题策略

“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 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、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直接根据函数的图象。 二、恒成立问题解决的基本策略 大家知道,恒成立问题分等式中的恒成立问题和不等式中的恒成立问题。等式中的恒成立问题,特别是多项式恒成立问题,常简化为对应次数的系数相等从而建立一个方程组来解决问题的。 (一)两个基本思想解决“恒成立问题” 思路1、max )]([)(x f m D x x f m ≥?∈≥上恒成立在 思路2、min )]([)(x f m D x x f m ≤?∈≤上恒成立在 如何在区间D 上求函数f(x)的最大值或者最小值问题,我们可以通过习题的实际,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

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(专题复习)

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 x 2项的系数 a 的符号分类,即 a 0,a 0,a 0; 例 1 解不等式: ax 2 a 2 x 1 0 分析: 本题二次项系数含有参数, a 2 2 4a a 2 4 0 ,故只需对二次项 系数进行分类讨论。 2 解 :∵ a 2 2 4a a 2 4 0 a 2 a 2 4 a 2 a 2 4 ∴当 a 0时,解集为 x|x a 2 a 4 或x a 2 a 4 2a 2a 当 a 0 时,不等式为 2x 1 0, 解集为 x| x 1 例 2 解不等式 ax 2 5ax 6a 0a 0 分析 因为 a 0, 0 ,所以我们只要讨论二次项系数的正负。 解 a(x 2 5x 6) a x 2 x 3 0 当 a 0时,解集为 x|x 2或x 3 ;当 a 0时,解集为 x|2 x 3 、按判别式 的符号分类,即 0, 0, 0 ; 例 3 解不等式 x 2 ax 4 0 分析 本题中由于 x 2 的系数大于 0, 故只需考虑 与根的情况。 解: ∵ a 2 16 ∴当 a 4,4 即 0 时,解集为 R ; 解得方程 2 ax 2 a 2 x 1 0 两根 x 1 a 2 a 2 4 2a , x 2 a 2 a 2 4 2a 当 a 0时 , 解集为 x| a 2 a 2 4 2a x a 2 a 2 4 2a

当 a 4即Δ=0时,解集为 x x R 且x a ; 当 a 4 或 a 4 即 0, 此时两根分别为 x 1 a a 16 , x 2 2 x 1 x 2 , a a 2 16 a a 2 16 x 或 x 〈 22 例 4 解不等式 m 2 1 x 2 4x 1 0 m R 2 2 2 2 解 因 m 2 1 0, ( 4)2 4 m 2 1 4 3 m 2 当 m 3或 m 3 ,即 0 时,解集为 R 。 2 三、按方程 ax bx c 0 的根 x 1 , x 2的大小来分类,即 x 1 x 2,x 1 x 2 ,x 1 x 2; 1 例 5 解不等式 x 2 (a )x 1 0 (a 0) a 1 分析: 此不等式可以分解为: x a (x ) 0 ,故对应的方程必有两解。本题 a 只需讨论两根的大小即可。 11 解: 原不等式可化为: x a (x ) 0 ,令 a ,可得: a 1 aa 11 ∴当 a 1或 0 a 1时, a ,故原不等式的解集为 x |a x ; a 1 当 a 1 或 a 1 时, a , 可得其解集为 ; a 11 当 1 a 0或a 1时, a ,解集为 x| x a a 例 6 解不等式 x 2 5ax 6a 2 0 , a 0 分析 此不等式 5a 2 24a 2 a 2 0 ,又不等式可分解为 x 2a (x 3a) 0 ,故 所以当 m 3 ,即 0 时,解集为 x| x 1 2 当 3 m 3 ,即 0 时,解集为 2 3 m 2 x 或 x m 2 1 2 m 2 1 3 m 2 ; ; a a 2 16 a a 16 ,显然 ∴不等式的解集为

导数在处理不等式的恒成立问题(一轮复习教案)

学习过程 一、复习预习 考纲要求: 1.理解导数和切线方程的概念。 2.能在具体的数学环境中,会求导,会求切线方程。 3.特别是没有具体点处的切线方程,如何去设点,如何利用点线式建立直线方程。4.灵活应用建立切线方程与其它数学知识之间的内在联系。

5. 灵活应用导数研究函数的单调性问题 二、知识讲解 1.导数的计算公式和运算法则 几种常见函数的导数:0'=C (C 为常数);1 )'(-=n n nx x (Q n ∈); x x cos )'(sin =; x x sin )'(cos -=;1(ln )x x '= ; 1(log )log a a x e x '=, ()x x e e '= ; ()ln x x a a a '= 求导法则:法则1 [()()]()()u x v x u x v x ±'='±'.

法则2 [()()]()()()()u x v x u x v x u x v x '='+', [()]'()Cu x Cu x '= 法则3: ' 2 '' (0)u u v uv v v v -??=≠ ??? 复合函数的导数:设函数()u x ?=在点x 处有导数()x u x ?'=',函数()y f u =在点x 的对应点u 处有导 数()u y f u '=',则复合函数(())y f x ?=在点x 处也有导数,且x u x u y y '''?= 或(())()()x f x f u x ??'='?' 2.求直线斜率的方法(高中范围内三种) (1) tan k α=(α为倾斜角); (2) 1212 ()() f x f x k x x -= -,两点1122(,()),(,())x f x x f x ; (3)0()k f x '= (在0x x =处的切线的斜率); 3.求切线的方程的步骤:(三步走) (1)求函数()f x 的导函数()f x '; (2)0()k f x '= (在0x x =处的切线的斜率); (3)点斜式求切线方程00()()y f x k x x -=-; 4.用导数求函数的单调性: (1)求函数()f x 的导函数()f x '; (2)()0f x '>,求单调递增区间; (3)()0f x '<,求单调递减区间; (4)()0f x '=,是极值点。 考点一 函数的在区间上的最值 【例题1】:求曲线29623-+-=x x x y 在)5,2(上的最值 。 【答案】:最大值为18,最小值为-2. 【解析】:∵根据题意09123'2=+-=x x y ,∴3,121==x x ,由函数的单调性,当11=x ,2=y , 取得极大值;当32=x ,2-=y ,取得极小值;当5=x ,18=y 。所以最大值为18,最小值为-2.

不等式恒成立或有解问题的解决策略

不等式恒成立或有解问题的解决策略 恒成立与有解问题的解决策略大致分四类: ①构造函数,分类讨论; ②部分分离,化为切线; ③完全分离,函数最值; ④换元分离,简化运算; 在求解过程中,力求“脑中有‘形’,心中有‘数’”.依托端点效应,缩小范围,借助数形结合,寻找临界. 一般地,不等式恒成立、方程或不等式有解问题设计独特,试题形式多样、变化众多,涉及到函数、不等式、方程、导数、数列等知识,渗透着函数与方程、等价转换、分类讨论、换元等思想方法,有一定的综合性,属于能力题,在提升学生思维的灵活性、创造性等数学素养起到了积极的作用,成为高考的一个热点. 【考点突破】 【典例1】(2018届石家庄高中毕业班教学质量检测)已知函数()()()121x f x axe a x =-+-. (1)若1a =,求函数()f x 的图象在点()0,(0)f 处的切线方程; (2)当0x >时,函数()0f x ≥恒成立,求实数a 的取值范围. 【解析】(Ⅰ)若1a =,则)12(2)(--=x xe x f x ,4)('-+=x x e xe x f 当0=x 时,2)(=x f ,3)('-=x f , ………﹝导数的几何意义的应用﹞ 所以所求切线方程为23+-=x y 。 (Ⅱ)思路一:()()()121x f x axe a x =-+-,)1(2)1()('+-+=a e x a x f x , 由条件可得,首先0)1(≥f ,得01 1 >-≥ e a , 令()'()(1)2(1)x h x f x a x e a ==+-+,则 '()(2)0x h x a x e =+>恒为正数,所以()'()h x f x =单调递增,………﹝高阶导数的灵活应用﹞ 而02)0('<--=a f ,0222)1('≥--=a ea f ,所以)('x f 存在唯一根0(0,1]x ∈,使得函数)(x f 在),0(0x 上单调递减,在)(0∞+x 上单调递增, ………﹝极值点不可求,虚拟设根﹞

不等式恒成立问题

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 ),0()(2R x a c bx ax x f ∈≠++=,有 1)0)(>x f 对R x ∈恒成立? ???00 a ; 2)0)(+-+-x m x m 的解集是R ,求m 的范围。 解析:要想应用上面的结论,就得保证是二次的,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。 (1)当m-1=0时,元不等式化为2>0恒成立,满足题意; (2)01≠-m 时,只需???<---=?>-0 )1(8)1(0 12 m m m ,所以,)9,1[∈m 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)a x f >)(恒成立min )(x f a ? 例2、若[]2,2x ∈-时,不等式23x 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 =-=-≥ 7 3 a ∴≤又4a >所以a 不存在; (2) 当222a -≤≤即:44a -≤≤时,()2min 3024a a f x f a ?? =-=--≥ ??? 62a ∴-≤≤ 又44a -≤≤ 42a ∴-≤≤ (3) 当22 a -> 即:4a <-时,()()min 270f x f a ==+≥ 7a ∴≥-又 4a <-74a ∴-≤<- 综上所得:72a -≤≤

含参数不等式恒成立问题的解题策略

解决“含参数不等式的恒成立”问题的基本方法 “含参数不等式的恒成立”的问题,是近几年高考的热点,它往往以函数、数列、三角函数、解析几何为载体具有一定的综合性,解决这类问题,主要是运用等价转化的数学思想: 即一般地,若函数()x f 的定义域为D ,则当x ∈D 时,有()M x f ≥恒成立()M x f ≥?min (()M x f ≥有解?M max )(x f ≤);()M x f ≤恒成立()M x f ≤?m a x (()M x f ≤有解?M x f ≤m i n )().因而,含参数不等式的恒成立问题常根据不等式的结构特征,恰当地构造函数,等价转化为含参数的函数的最值讨论. 例一 定义在R 上的函数()x f 既是奇函数,又是减函数,且当?? ? ??∈2,0πθ时,有 () ()022s in 2c o s 2 >--++m f m f θθ恒成立,求实数m 的取值范围. 分析: 利用函数的单调性和奇偶性去掉映射符号f ,将“抽象函数”问题转化为常见的含参的二次函数在区间(0,1)上恒为正的问题.而对于()≥x f 0在给定区间[a ,b]上恒成立问题可以转化成为()x f 在[a ,b]上的最小值问题,若()x f 中含有参数,则要求对参数进行讨论。 【解析】由()()022sin 2cos 2>--++m f m f θθ得到:()()22sin 2cos 2--->+m f m f θθ 因为()x f 为奇函数, 故有()()22sin 2cos 2+>+m f m f θθ恒成立, 又因为()x f 为R 减函数, 从而有22sin 2cos 2+<+m m θθ对?? ? ??∈2,0πθ 设t =θsin ,则01222>++-m mt t 对于( )1,0∈t 恒成立, 在设函数()1222 ++-=m mt t t g ,对称轴为m t =. ①当0<=m t 时,()0120≥+=m g , 即21-≥m ,又0

2020高考数学复习--专题05 导数与函数不等式恒成立、有解(存在性)-用思维导图突破导数压轴题

专题05 导数与函数不等式恒成立、有解(存在性)(训练篇B ) -用思维导图突破解导数压轴题 1. 已知函数. (1)讨论的单调性; (2)当时,证明. 解 (1)的定义域为,. 若,则当时,,故在单调递增. 若,则当时,; 当时,. 故在单调递增,在单调递减. (2)由(1)知,当时,在取得最大值,最大值为 . 所以等价于,即. 设,则, 当时,; 当时,. 所以在单调递增,在单调递减.故当时,取得最大值,最大值为.所以当时. 从而当时,,即. 2. 已知函数,设. (1)求的极小值; ()2(1)2lnx ax a x f x =+++()f x 0a <3()24f x a ≤--()f x (0,)+∞'1(1)(21)()221x ax f x ax a x x ++= +++=0a ≥(0,)x ∈+∞()0f x '>()f x (0,)+∞0a <1(0,)2x a ∈- ()0f x '>x ∈1(,)2a -+∞()0f x '<()f x 1(0,)2a -1(,)2a -+∞0a <()f x 12x a =- 11()214)21(ln f a a a =----3(4)2a f x ≤--13(12441)2a ln a a ---≤--1(02121)a ln a -++≤()ln 1 g x x x =-+1()1g x x '= -(0,1)x ∈()0g x '>(1,)x ∈+∞()0g x '<()g x (0,1)(1,)+∞1x =()g x (1)0g =0x >()0g x ≤0a <10,2a ->1(02121)a ln a -++≤3(4)2a f x ≤--()()e x f x x a x a =-++()() g x f x '=()g x

数列型不等式恒成立条件下确定参数范围问题解题策略

数列型不等式恒成立条件下确定参数范围问题解题策略【摘要】不等式地恒成立问题是学生较难理解和掌握地一个难点,以数列为载体地不等式恒成立条件下确定参数范围问题其综合性更强,它是一类常见地考试卷型,常出现在高考压轴题中,它与函数恒成立问题既有类似之处,又有一些差别,学生容易出错,甚至不知所措.这里通过几个例子归纳这类问题地几种常用解法和需要注 意地问题. 【关键词】不等式恒成立问题;数列;参数范围问题 不等式地恒成立问题是学生较难理解和掌握地一个难点,以数列为载体地不等式恒成立条件下确定参数范围问题其综合性更强,它是一类常见地考试卷型,常出现在高考压轴题中,它与函数恒成立问题既有类似之处,又有一些差别,学生容易出错,甚至不知所措.这里通过几个例子归纳这类问题地几种常用解法和需要注意地问 题. 1 最值法是解数列型不等式恒成立求参数地取值范围问题地一种 非常重要地方法,其解题原理是f(n>>m恒成立f(n> min>m,f(n>0. ∵an>0,∴只需lga[n(a-1>+a]>0. <1)当a>1时,lga>0,只要n(a-1>+a>0,n>a1-a. <2)当0a1-a. 为了使b n+1>b n对任何正整数n都成立,只需a1-a小于n

地最小值1,令a1-a1或0 评析以上两例是综合性极强地好题,是数列不等式恒成立求参数地取值范围,转化为解不等式或求函数 地最值,这是高中数学中有关确定参数范围题目地涅槃. 2 数列型不等式恒成立求参数地取值范围问题,对于某些最值不容易求出地问题,我们可以考虑先实行变量分离,再求其最值.所谓变量分离,是指在含有参数地数列不等式中,通过恒等变形,使参数与主元分离于不等式两端,则所蕴涵地数列关系便由隐变显,从而问 题转化为求主元函数地值域或上,下限(上限为最大值地临界值、 下限为最小值地临界值>,进而求出参数范围.这种方法由于思路清晰、规律明显、操作性强,因而应是一种较好地求参方法. 例3 <2003年新教材高考题改编题)设a0为常数,数列{a n}地通项公式a n=15[3n+(-1>n-12n]+(-1>n2na0(n∈n*>,若对任意n≥1不等式a n>a n-1恒成立,求a0地取值范 围. 解 a n-a n-1=2×3n-1+(-1>n-13×2n-15+ (-1>n3×2n- 1a0, 故a n>a n-1等价于(-1>n-1(5a0-1>-15×322k-2+15. 此式对k=1,2,…恒成立,有 a0>-15×322×1-3+15=0. 综上所述,①式对任意n∈n+成立,有0 故a0地取值范

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

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.

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,

微专题不等式恒成立问题常见类型及解法

恒成立问题常见类型及解法 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)利用函数的性质求解;(5)直接根据函数的图象求解;(6)反证法求解。 一、一次函数型 给定一次函数()==+y f x kx b (k ≠0),若()=y f x 在[m,n]内恒有()f x >0,则根据函数的 图象(线段)可得①0()0>??>?k f m 或②0()0?k f n ,也可合并成f (m)0f (n)0>??>?, 同理,若在[,]m n 内恒有()0() 2 1-m x 对一切[]2,2∈-m 都成立,求实数x 的取值范围。 【解析】令f (m)=(21-x )m -2x +1,则上述问题即可转化为关于m 的一次函数 =y ()f m 在区间[-2,2]内函数值小于0恒成立的问题。考察区间端点,只 要(2)(2)-?? ? <0,<0f x f 即x 的取值范围是(12 ,1 2). 二、二次函数型 若二次函数2 (0,)=++≠∈y ax bx c a x R 的函数值大于(或小于)0恒成立,则有 a 00>???

及二次函数的图象求解。 典例2关于x 的方程9x +(4+a )3x +4=0恒有解,求a 的取值范围。 【解析】方法1(利用韦达定理) 设3x =t,则t>0.那么原方程有解即方程t 2 +(4+a )t+4=0有正根。 1212 Δ0 (4)040 ≥?? ∴+=-+>??=>?g x x a x x ,即2(4a)160a 4?+-≥?<-?,a 0a 8a 4≥≤-?∴?<-?或,解得a ≤-8. 方法2(利用根与系数的分布知识) 即要求t 2 +(4+a )t+4=0有正根。设f(t)= t 2 +(4+a )t+4. 当?=0时,即(4+a )2 -16=0,∴a =0或a =-8. 当a =0时,f(t)=(t+2)2=0,得t=-2<0,不合题意; 当a =-8时,f(t)=(t-2)2 =0,得t=2>0,符合题意。∴a =-8。 当?>0,即a <-8或a >0时, ∵f(0)=4>0,故只需对称轴4a 02 +->,即a <-4.∴a <-8. 综上可得a ≤-8. 三、变量分离型 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。 典例3设函数2 ()1f x x =-,对任意2,3x ??∈+∞????,2 4()(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 【解析】依据题意得2 2222214(1)(1)14(1)---≤--+-x m x x m m 在3[,)2∈+∞x 上恒定成 立,即2 2213241-≤--+m m x x 在3[,)2∈+∞x 上恒成立。 当32=x 时函数2321=--+y x x 取得最小值53 -, 所以 221543-≤-m m ,即22(31)(43)0+-≥m m ,解得2≤-m 或2 ≥m 。 四、利用函数的性质解决恒成立问题 若函数f(x)是奇(偶)函数,则对一切定义域中的x,f(-x)= -f(x),(f(-x)=f(x))恒成立;若函数y=f(x)的周期为T ,则对一切定义域中的x,有f(x)=f(x+T)恒成立;若函数

2021高三数学人教B版一轮学案:第二章第十二节第1课时不等式恒成立与有解问题含解析

第十二节导数破解疑难优质课 第1课时不等式恒成立与有解问题 1.“恒成立问题”与“有解问题”的区别 (1)两者在量词上的区别 恒成立问题中使用的量词是全称量词,如“任意、所有、全部、均、恒、总、都”等;而有解问题中使用的量词是特称量词,如“存在、至少一个、有解”等. (2)两者在等价转换上的区别 恒成立问题的转化: ①f(x)>0恒成立?f(x)min>0;f(x)<0恒成立?f(x)max<0. ②f(x)>a恒成立?f(x)min>a;f(x)g(x)恒成立?[f(x)-g(x)]min>0;f(x)0有解?f(x)max>0;f(x)<0有解?f(x)min<0. ②f(x)>a有解?f(x)max>a;f(x)g(x)有解?[f(x)-g(x)]max>0;f(x)

考向一 不等式恒成立问题 方法1 分离参数法 【例1】 (2020·石家庄质检)已知函数f (x )=ax e x -(a +1)(2x -1). (1)若a =1,求函数f (x )的图象在点(0,f (0))处的切线方程; (2)当x >0时,函数f (x )≥0恒成立,求实数a 的取值范围. 【解】 (1)若a =1,则f (x )=x e x -2(2x -1). 即f ′(x )=x e x +e x -4,则f ′(0)=-3,f (0)=2, 所以所求切线方程为3x +y -2=0. (2)由f (1)≥0,得a ≥1e -1 >0,则f (x )≥0对任意的x >0恒成立可转化为a a +1 ≥2x -1x e x 对任意的x >0恒成立. 设函数F (x )=2x -1x e x (x >0), 则F ′(x )=-(2x +1)(x -1)x 2e x . 当00; 当x >1时,F ′(x )<0. 所以函数F (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以 F (x )max =F (1)=1e . 于是a a +1≥1e ,解得a ≥1e -1 .

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.

证明含参数的不等式恒成立解题模板

如何证明含参数的不等式恒成立 题型:已知含参数的函数()f x ,证明在某区间上()()()(x)f x g x f x g ><或恒成立(()g x 不含参数) 解题步骤: 第一步:构造函数()()()F x f x g x =-,将问题转化为()0()0F x F x ><或恒成立的问题,如果这里的()g x 不明显,我们先对含参函数进行讨论,找到合适的()g x 。 第二步:求出'()F x ,令'()0F x =,求出()F x 在区间上的最小值或最大值。 第三步:证明最小值大于0,或最大值小于0。 【例题】 1、(浙江高考)已知a R ∈,函数3()42f x x ax a =-+. (1)求()f x 的单调区间. (2)证明:当01x ≤≤时,()20f x a +->. 思路分析:()20f x a +->中含有绝对值,不方便求导,因此可考虑寻找函数()g x ,使 ()2()0f x a g x +-≥>. 解(1)由题意的' 2 ()122f x x a =- ①当0a ≤时,' ()0f x ≥恒成立,此时()f x 的单调增区间为(,)-∞+∞. ②当0a >时,' ()12()()f x x x =,此时函数()f x 的单调递增区间为 (,)-∞+∞和,单调递减区间为???. (2)证明:由于01x ≤≤,当2a ≤时,33 ()2=4x 224x 42f x a ax x +--+≥-+. 当2a >时,333 ()2=4x 2(1)24x 4(1)24x 42f x a a x x x +-+--≥+--=-+.

设3()221,01g x x x x =-+≤≤,则()2()f x g x ≥,要证()20f x a +->,只要证明 ()0g x >即可。 '2()626(g x x x x =-=- +则有 所以min ()10g x g ==>, 当01x ≤≤时,32210x x -+>,故3 ()24420f x a x x +-≥-+>,即证。 【练习】 1、已知函数21()2 x f x ae x =- . (1)若()f x 在R 上为增,求a 的取值范围; (2)若1a =,求证0x >时,()1f x x >+。 2、已知函数()ln(1),()ln f x x x g x x x =+-= (1)求函数()f x 的最大值; (2)设0a b <<,证明:0()()2()()ln 22 a b g a g b g b a +<+-<-

不等式恒成立问题及能成立问题

例谈不等式恒成立问题和能成立问题的解题策略 ——谈2008年江苏高考数学试卷第14题 摘要:所有问题均可分成三类:恒成立问题、能成立问题和不成立问题。《例谈不等式恒成立问题和能成立问题》介绍了解决不等式恒成立问题和不等式能成立问题常用的直接法、分离参数法、分类讨论法、数形结合法等,采用了等价转化的处理策略。 关键词:分离参数、分类讨论、数形结合、等价转化,换元,求最值。 2008年江苏高考数学试卷第14题是一道很好的恒成立问题:设函数3()31()f x ax x x R =-+∈若对于任意[]1,1x ∈-都有()0f x ≥成立,则实数a 的值为 。解析如下: 析:将()0f x ≥中的,a x 分离,然后求函数的最值。 解:函数3()31()f x ax x x R =-+∈若对于任意[]1,1x ∈-都有()0f x ≥成立,函数3()31()f x ax x x R =-+∈对于任意[)(]1,0,0,10x x x ∈-∈=及其有()0f x ≥都成立。 若[)1,0x ∈-,33213()310f x ax x a x x =-+≥?≤- +,设1t x =则1t ≤- 3232133(1)t t t x x ∴-+=-+≤-,令323(1)y t t t =-+≤-,则'2360y t t =-+< 323(1)y t t t ∴=-+≤-单调递减,32min 1(1)3(1)4t y y =-==--+-=,4a ∴≤(1) 若(]0,1x ∈,33213()310f x ax x a x x =-+≥?≥- +,设1t x =,则1t ≥ 3232133(1)t t t x x ∴-+=-+≥,令323(1)y t t t =-+≥,则'2363(2)y t t t t =-+=--,当12t ≤≤时'0y ≥,323(1)y t t t =-+≥单调递增;当2t >时'0y <,323(1)y t t t =-+≥单调递减,32max 22324t y y ===-+?=,4a ∴≥(2) 若0x =则a R ∈,()0f x ≥成立(3) 由题意知(1)(2)(3)应同时成立4a ∴= 解题中采取了不等式恒成立问题的处理策略: 1、若f(x)≥a 对x ∈D 恒成立,只须f(x)min (x ∈D)≥a 即可。 2、若f(x)≤a 对x ∈D 恒成立,只须f(x)max (x ∈D)≤a 即可。

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