高中数学恒成立问题中含参范围的求解策略

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高中数学恒成立问题解法小结

高中数学恒成立问题解法小结

数学恒成立问题解法小结函数的内容作为高中数学知识体系的核心,也是历年高考的一个热点.函数类问题的解决最终归结为对函数性质、函数思想的应用.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.恒成立问题在解题过程中有以下几种策略:①赋值型;②一次函数型;③二次函数型;④变量分离型;⑤数形结合型.题型一、赋值型——利用特殊值求解例1.如果函数y =f (x )=sin2x +a cos2x 的图象关于直线x =8π- 对称,那么a =( ). A .1 B .-1 C .2 D . -2.题型二、一次函数型——利用单调性求解给定一次函数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)⎩⎨⎧>>0)(0m f a ,或 ⅱ)⎩⎨⎧><0)(0n f a 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)(n f m f例2.对于满足|a|≤2的所有实数a ,求使不等式x 2+ax +1>2a+x 恒成立的x 的取值范围.题型三、二次函数型——利用判别式,韦达定理及根的分布求解对于二次函数f (x )=ax 2+bx+c =0(a ≠0)在实数集R 上恒成立问题可利用判别式直接求解,即f (x )>0恒成立⇔⎩⎨⎧<∆>00a ;f (x )<0恒成立⇔⎩⎨⎧<∆<0a . 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3. 若函数12)1()1()(22++-+-=a x a x a x f 的定义域为R ,求实数 a 的取值范围.例4.已知函数2()3f x x ax a =++-,在R 上()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围.变式1:若[]2,2x ∈-时,()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围.变式2:若[]2,2x ∈-时,()2f x ≥恒成立,求a 的取值范围.题型四、变量分离型——分离变量,巧妙求解运用不等式的相关知识不难推出如下结论:若对于x 取值范围内的任何一个数都有f (x )>g (a )恒成立,则g (a )<f (x )min ;若对于x 取值范围内的任何一个数,都有f (x )<g (a )恒成立,则g (a )>f (x )max .(其中f (x )max 和f (x )min 分别为f (x )的最大值和最小值)例 5.已知三个不等式①0342<+-x x ,②0862<+-x x ,③0922<+-m x x .要使同时满足①②的所有x 的值满足③,求m 的取值范围.例6. 函数)(x f 是奇函数,且在]1,1[-上单调递增,又1)1(-=-f ,若12)(2+-≤at t x f 对所有的]1,1[-∈a 都成立,求t 的取值范围 .题型五、数形结合——直观求解例7. a a x x x 恒成立,求实数,不等式对任意实数>--+21的取值范围.例8:如果对任意实数x ,不等式kx x ≥+1恒成立,则实数k 的取值范围是__________小试牛刀:1.求使不等式x a x a x cos 1cos sin 22+≥++对一切x ∈R 恒成立的负数a 的取值范围。

不等式恒成立问题中参数求解策略论文

不等式恒成立问题中参数求解策略论文

不等式恒成立问题中的参数求解策略【摘要】不等式恒成立问题是高考重要的考点,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、转化与化归、分类讨论、数形结合等数学思想方法,成为历年高考的一个热点.考生对于这类问题往往感到棘手,甚至难以入手,寻找不到求解的钥匙.本文结合例题谈谈不等式恒成立问题中参数的求解策略,研究常见的题型归纳通性通法。

【关键词】不等式;恒成立【中图分类号】g63 【文献标识码】b 【文章编号】2095-3089(2013)17-0-02题型一、可化为二次函数类型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。

常常有以下两类情况:(一)可化为二次函数在r上恒成立问题设,(1)上恒成立;(2)(2)上恒成立。

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。

(二)利用根的分布研究恒成立问题设(1)当时,上恒成立,上恒成立(2)当时,上恒成立上恒成立例题2:(07年广东理科卷20)已知a是实数,函数,如果函数在区间[-1,1]上恒有零点,求实数a的取值范围。

解析1:函数在区间[-1,1]上有零点,即方程=0在[-1,1]上有解,a=0时,不符合题意,所以a≠0,方程f(x)=0在[-1,1]上有解或或或或a≥1.所以实数a的取值范围是或a≥1.二、(分离变量法)(1)利用函数最值法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,即大于时大于函数的最大值。

恒成立,即小于时小于函数的最小值。

例题3:(2010天津文数)(16)设函数f(x)=x-,对任意x恒成立,则实数m的取值范围是【答案】m0,由复合函数的单调性可知f(mx)和mf(x)均为增函数,此时不符合题意。

若m1,解得m0,此函数g(t)单调递增,∴y的取值范围是,∴=0在[-1,1]上有解∈或。

“恒成立”问题求解策略的探索

“恒成立”问题求解策略的探索
中学教 学 参 考
复 习指 津
恒 成 "问 题 求 解 策 略 探 索 立 的
江 苏丹 阳市教 师进 修 学校 ( ] 3 0 步 220 )
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 , 在高考试题 中对 于恒 成立 的问题也 时
值还 是最 小 值 , 要 注意判 断好 是 开 区间还是 闭区间 . 还 【 1 已知 厂L =xn , ( 一 一z + n 一 3 若 例 1 ( ) lx g ) z ,
果. 尤其 是选择 题 、 空题 , 填 这种方法更显方便 、 快捷.
【 3 对于满足 l ≤2的所有 实数 m, 例 】 ml 求使不等
I 一. 1 ≤
得一3 ≤一2 ≤n .
综合可得 a的取值 范围为[ ,] 一3 1.
3 数 形 结 合 法 .
若 把不等式进行合理地 变形 , 能非常容 易地画 出 则
不 等 号 两 边 函 数 的 图 象 , 过 画 图就 可 直 接 判 断 得 出结 通
函数 的最值 问题 , 在解题时要判断清楚是求 厂 的最 大 ()
略解 : 当 ∈ ( , o ) ,/ ) g ) 即 2 l ≥ O + 。 时 2 ( ≥ ( , xn x

一z + “ 一 3 也 即 a 2n ,  ̄ 1x+ + , 工

然可将 视作 白变量 , 上述 问题 即可转化 为在 [ , 则 一2 2 内关 于 的一次函数大于 0 ] 恒成立 的问题 ( 因为求 的
为 函数 的最值 问题 , 若在不等式 中出现两个变量 、 , 志 其
中一 个 变 量 的 范 围 已 知 , 一 个 变 量 k的 范 围 为 所 另 求 , 容 易 通 过 恒 等 变 形 将 两 个 变 量 、 别 置 于不 等 且 k分 号 的两 边 , 可 将 恒 成 立 问题 转 化 为 是 厂 )忌 厂 z 则 > ( 、< ( ) ( 是 厂 z > g z 、 ( ) ( ) , 恒 成 立 问 题转 化 成 或 ( ) ( )厂 z <g z ) 该

利用导数求解参数问题(恒成立问题)经典题目

利用导数求解参数问题(恒成立问题)经典题目

用导数解参数问题已知函数的单调性,求参变量的取值范围,实质上是含参不等式恒成立的一种重要题型。

本文将举例说明此类问题的求解策略。

结论一、 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).结论二、 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).一、(2008湖北卷)若21()ln(2)2f x x b x =-++∞在(-1,+)上是减函数,则b 的取值范围是( )A. [1,)-+∞B. (1,)-+∞C. (,1]-∞-D. (,1)-∞- 二、若不等式()2211x m x ->-对满足2m ≤的所有m 都成立,求x 的取值范围。

解:设()()()2121f m m x x =---,对满足2m ≤的m ,()0f m <恒成立,()()()()()()2221210202021210x x f f x x ⎧----<-<⎧⎪⎪∴∴⎨⎨<---<⎪⎪⎩⎩解得:1122x -++<<三、(2009浙江)已知函数32()(1)(2)f x x a x a a x b =+--++ (,)a b ∈R . (I )若函数()f x 的图象过原点,且在原点处的切线斜率是3-,求,a b 的值; (II )若函数()f x 在区间(1,1)-上不单调...,求a 的取值范围. 解析:(Ⅰ)略(Ⅱ))2()1(23)(2+--+='a a x a x x f函数)(x f 在区间)1,1(-不单调,等价于导函数)(x f '在)1,1(-既能取到大于0的实数,又能取到小于0的实数 即函数)(x f '在)1,1(-上存在零点,根据零点存在定理,有0)1()1(<'-'f f , 即:0)]2()1(23)][2()1(23[<+---+--+a a a a a a 整理得:0)1)(1)(5(2<-++a a a ,解得15-<<-a 四、(新课程卷 )若函数y =31x 3-21ax 2+(a -1)x +1在区间(1,4)内为减函数,在区间(6,+∞)内为增函数,试求实数a 的取值范围.解:[])1()1()1()(2---=-+-='a x x a ax x x f令0)(='x f ,解得x=1或x=a-1,并且 a≠2,否则f (x)在整个定义域内单调。

含参不等式恒成立问题的求解策略

含参不等式恒成立问题的求解策略

反客为主 ,整理成关于 t的形式: fx一2)t+(x-2) 0(显 然 有 X≠2)
m2 -
m一、v/2 ≤(sinx+cosx)min(x∈R)
m2 -
m一
≤一v r<=:>0≤m≤1.
令 t)=(x一2)t+(x一2):,则 t)是 t的一次函数 。由于 t)>0对 t∈
1,1)恒成立 ,则有 1)≥ x2—5x+6 ̄0
f a<0
f(x)<o对xER恒成立 i△<0
在 不等式 中求参数取值范 围是 高考、竞赛 中的热点 问题 ,探 讨其
为 了帮助学生 有序地思 考 ,使学生逐步养成 良好 的思维 习
独有的解题方法很有现 实意义 ,这类 问题的常见求解策略有 :一 惯 ,在教学中适 当地强调解题顺 序和步骤是十分必要 的。
或 t<f(x). t>f(x)恒 成立 <=:>t>【 x)]max;
对于一次 函数 fx)=kx+b ̄≠0),X∈【m,n]有
t<f(x)恒 成立 <=:>t<[f(x)]min。
f(x)>0恒成立<=:>{/.fm)>0 f(x)<0恒成立<=:>{f(m)(0
l fin)>0
1.fin)<0
l n)≤0
法并 明确地告诉学生 ,阐述方法 的作用 ,引起学生思想上的重视 。 例 3、已知 函数 f(x)一x +px。+qx+r且 p-O+3q<0,若对 x∈R都 有
数学方法寓于数学知识之中,所 以应该把数学方法 的培养和 f(m-'-sinx)≥f(m+、,, +cosx),求 m 的取值范围.
高学生运用数学知识解决 问题的能力 ,有利于激发学生的学 习兴 趣 ,有利于提高学生 学习的 自觉性 ,才能把学 生和教师从题海 中

高中数学解题方法系列:导数解参数问题的8种策略

高中数学解题方法系列:导数解参数问题的8种策略


1 2 2

1 4

1 t


1 2
,


f t f 2 3 a2 a 3 1 a 3
min
4
4
2
2
策略二:主次元变换法
案例 1、设函数 f (x) xekx (k 0)(Ⅰ)求曲线 y f (x) 在点 (0, f (0)) 处的切线方程;(Ⅱ)
max
只需 t ≥ g (1) 即可,即 t ≥5. 即 t 的取值范围是[5,∞).
利用导数与函数单调性的关系求解参数问题的题型,是高考命题的一种趋势,它充分体
现了高考 “能力立意”的思想。对此,复习中不能忽视。
案例
6、已知函数
f
x

lg

x

a x

2

,若对任意
x 2, 恒有

3 x2

1 x3

g x

3 x2

1 x3
,则
g' x

31 2x
x4

所以 g x
在区间

0,
1 2

上单调递增,在区间

1 2
,1
上单调递减,
因此
g x max

g

1 2

4 ,从而 a

4;
当1
x

0 时,
f
(x)

ax3
案例 3、设 a R ,若函数 y eax 3x , x R 有大于零的极值点,则(

A. a 3

不等式恒成立问题中的参数求解策略

不等式恒成立问题中的参数求解策略

时恒 成 立 , 分离参 数得 n > 一[ ‘ 1) + ( ) ] , z ∈
解 这类 题 , 还是 有一 般 规律 可循 的. 在定 义域 内设 函数 ( z ) 的最大值为 M, 最 小 值 为 m( 或- 厂 ( z ) <M , - 厂 ( ) > ) ( M、 D t ' 为 常数 ) , 有 如 下
解 Y 一1 +1 l —l z 一1 I 一 2 x, 一1 ≤x <l ,
l 2 , ≥ l ,
所 以 Y∈[ 一2 , 2 ] , 即Y 一2 , 所以。 >2 .
( 2 )因 为
函数 - 厂 ( ) 在 定义 域上 是 单 调 函数 , 所以 f ( ) ≥ o或 f ( z ) ≤0 在[ 一1 , +。 。 ) 上 恒 成 立. 若 / ( ) ≥0 , 则 2 x +— ≥ 0在 [ 一1 , +。 。 ) 上恒 成立 , 分 离 参 数 得
等豢惶废嘉精戆 /
以 n ≤ 荨 .
例 3 设 厂( ) 一l g_ 1 +2  ̄ +4 - a( 口∈R) ,当 ∈
如参数蒜解鬃
◇ 重庆 昊 海 军
( 一。 。 , 1 ] 时, _ 厂 ( z ) 有意 义 , 求 n的取 值范 围. 分析 应先 研 究 对 数 的真 数 为 正 , 有意义, 才 能 进行 后续 计 算 , 由对 数 函数 的性 质 去 掉对 数 符 号 , 得 不含 对 数符 号 的不等 式 , 然后 剥离 出参 数 , 再 求最 值.
大( 小) 时 的定值 . .
时 , g ( z ) 取 最 大 值 为 一 1 + ) 一 一 手 , 所 以 a > 一 丢 .


例 4 设 函数 - 厂 ( ) = = = 。 +b l n ( x +1 ) .

高一上学期专题5--函数的恒成立问题

高一上学期专题5--函数的恒成立问题

高一上学期专题5 函数的恒成立问题函数的内容作为高中数学知识体系的核心,.函数类问题的解决最终归结为对函数性质、函数思想的应用.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.恒成立问题在解题过程中有以下几种策略:①赋值型;②一次函数型;③二次函数型;④变量别离型;⑤数形结合型. 现在我们一起来探讨其中一些典型的问题. 策略一、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x 4+a 1x 3+a 2x 2+a 3x+a 4= (x+1)4+b 1(x+1)3+ b 2(x+1)2+b 3(x+1)+b 4 定义映射f :(a 1,a 2,a 3,a 4)→b 1+b 2+b 3+b 4,那么f :(4,3,2,1) → ( )A.10B.7C.-1D.0 例2.如果函数y=f(x)=sin2x+acos2x 的图象关于直线x=8π- 对称,那么a=〔 〕.A .1B .-1C .2D . -2.策略二、一次函数型——利用单调性求解给定一次函数y=f(x)=ax+b(a ≠0),假设y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,那么根据函数的图象〔线段〕〔如下列图〕 可得上述结论等价于ⅰ〕⎩⎨⎧>>0)(0m f a ,或 ⅱ〕⎩⎨⎧><0)(0n f a 可合并定成⎩⎨⎧>>0)(0)(n f m f同理,假设在[m,n]内恒有f(x)<0,那么有⎨⎧<0)(m f例3a,x 的取值范围.策略三、二次函数型——利用判别式,韦达定理及根的分布求解对于二次函数f(x)=ax 2+bx+c=0(a ≠0)在实数集R 上恒成立问题可利用判别式直接求解,即 f(x)>0恒成立⇔⎩⎨⎧<∆>00a ;f(x)<0恒成立⇔⎩⎨⎧<∆<0a . 假设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4. 假设函数12)1()1()(22++-+-=a x a x a x f 的定义域为R ,求实数 a 的取值范围.例5.函数2()3f x x ax a =++-,在R 上()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围. 变式1:假设[]2,2x ∈-时,()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围. 变式2:假设[]2,2x ∈-时,()2f x ≥恒成立,求a 的取值范围.策略四、变量别离型——别离变量,巧妙求解运用不等式的相关知识不难推出如下结论:假设对于x 取值范围内的任何一个数都有f(x)>g(a)恒成立,那么g(a)<f(x)min ;假设对于x 取值范围内的任何一个数,都有f(x)<g(a)恒成立,那么g(a)>f(x)max .(其中f(x)max 和f(x)min 分别为f(x)的最大值和最小值例6.三个不等式①0342<+-x x ,②0862<+-x x ,③0922<+-m x x .要使同时满足①②的所有x 的值满足③,求m 的取值范围.例7. 函数)(x f 是奇函数,且在]1,1[-上单调递增,又1)1(-=-f ,假设12)(2+-≤at t x f 对所有的]1,1[-∈a 都成立,求t 的取值范围 .策略五、数形结合——直观求解例8. a a x x x 恒成立,求实数,不等式对任意实数>--+21的取值范围. 解不等式恒成立的四种方法 1 转换主元法确定题目中的主元,化归成初等函数求解。

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恒成立问题中含参范围的求解策略
周云才

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
对于某些恒成立问题,可将其中的参数分离出来,将原问题转化为)x(fa(或)x(fa)
在给定区间上恒成立max)x(fa(或min)x(fa),从而将原问题转化为求函数的最大值
或最小值问题。
例1 当]1,(x时,不等式0124)aa(xx2恒成立,求实数a的取值范围。

解析:因04x,所以xx22141aa对]1,(x恒成立,即有

max
xx
2
214

1

aa
,由于xx2141)x(f在]1,(上是增函数,所以当
1x

时,432141)x(f11max,所以.23a2103a4a443aa22
例2 设cba且camcb1ba1恒成立,求实数m的取值范围。
解析:由于ca,所以0ca,于是cb1ba1)ca(m恒成立,因
2cbbabacb11cb1ba1)]cb()ba[(cb1ba1)ca(
.4cbbabacb2

(当且仅当bacb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3 当0x时,恒有05ax6x)a5(2成立,求实数a的取值范围。
解析:令5ax6x)a5()x(f2,由题意,0)x(f对),0[x恒成立。
(1)当0a5,即5a时,有010x6对),0[x恒成立。
(2)当0a5时,结合二次函数的图像,

有0a50)0(f0)a5(26
或0)5a)(a5(4360a50)a5(26
.5a54a45a5
或
综合(1)(2)得].5,5(a

例4 设])1k2,1k2(I,Ix()k2x()x(fkk2表示区间,对于任意正整数k,直线
axy
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)k2x()x(f在区间]1k2,1k2(上的图像,由图像知,直线axy只

能绕原点O从x正半轴旋转到过点)1,1k2(A的范围,直线AO的斜率为
,1k2101k201


于是实数a的取值范围是.1k21a0
三、巧妙赋值——特殊化
在某些恒成立问题中,恰当地取特殊的数或考虑特殊的情形,探求出参数的值或范围,
再加以证明,不失为一个好办法。

例5 是否存在常数c,使得不等式yx2yy2xxcy2xyyx2x对任意的正实

数x,y恒成立?并证明你的结论。
解析:令yx得32c32,有.32c

先证32y2xyyx2x成立证)y2x)(yx2(2)yx2(y3)y2x(x3成立

证22yxxy2成立,此时显然成立。

再证32yx2yy2xx成立。
证)yx2)(y2x(2)y2x(y3)yx2(x3成立
证xy2yx22成立,此时

也显然成立。
故存在常数c,使得原不等式对任意的正实数x,y恒成立。

例6 设xsin3xcos21)x(f。若对于任意1)cx(bf)x(af,Rx恒成立,试确
定常数a,b,c。
解析:取,2,0x分别代入已知等式,
即)3(ba41csinb2ccosb3)2(ba1csinb3ccosb2)1(ba31csinb3ccosb2
(1)+(2)得,1ba (4)
由(2)(3)(4)得

)0b(b1bccos,0csin

由1ccoscsin22得22)1b(b,解得21b,从而.21a
再由1b1bccos
再).Zk(k2c
将求解的a、b、c代入已知等式验证适合,故)Zk(k2c,21ba

四、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]1,1[a,不等式1ax2axx21212恒成立,求实数x的取值范围。

解析:不等式1ax2axx21212不等式1ax2axx2即
)1x(a)1x(2
对于]1,1[a恒成立。
记2)1x()1x(a)a(f,则问题转化为一次函数(或常数函数)在区间[-1,1]
内恒为正的x应满足的条件。

由0)1(f0)1(f得

0x0)1x()1x(0)1x()1x(22





或.2x

故实数x的取值范围是
).,2()0,(

恒成立问题中含参范围的求解策略较多,但主要有以上四种常见方法,其实质是一种等
价转化的思想,可见,只要我们在解题中善于归纳和总结,就一定会积累更多的经验和方法,
从而更好地提高我们的解题能力。

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