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数学中的恒成立与有解问题

数学中的恒成立与有解问题
数学中的恒成立与有解问题

数学中的恒成立与有解问题

一、恒成立问题

若不等式()A x f >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()min f x A > 若不等式()B x f <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()max f x B < 常用方法

1、分离变量法;

2、数形结合法;

3、利用函数的性质;

4、变更主元等;

1、由二次函数的性质求参数的取值范围

例题1.若关于x 的不等式2220ax x ++>在R 上恒成立,求实数a 的取值范围. 解题思路:结合二次函数的图象求解

解析:当0a =时,不等式220x +>解集不为R ,故0a =不满足题意;

当0a ≠时,要使原不等式解集为R ,只需202420

a a >??-?

2a >

综上,所求实数a 的取值范围为1(,)2

+∞ 2、转化为二次函数的最值求参数的取值范围

例题2:已知二次函数满足(0)1f =,而且(1)()2f x f x x +-=,请解决下列问题 (1) 求二次函数的解析式。

(2) 若()2f x x m >+在区间[1,1]-上恒成立 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围.

解析:(1)设2()(0)f x ax bx c a =++≠.由(0)1f =得1c =,故2

()1f x ax bx =++. ∵(1)()2f x f x x +-= ∴22

(1)(1)1(1)2a x b x ax bx x ++++-++=

即22ax a b x ++=,所以22,0a a b =+=,解得1,1a b ==- ∴2

()1f x x x =-+

(2)由(1)知212x x x m -+>+在[1,1]-恒成立,即2

31m x x <-+在[1,1]-恒成立.

令2235

()31()24

g x x x x =-+=--

,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最小值为(1)1g =-.所以m 的取值范围是(,1)-∞-.

规律总结:()m f x ≤对一切x R ∈恒成立,则min [()]m f x ≤;()m f x ≥对一切x R ∈恒成立,则max [()]m f x ≥;注

意参数的端点值能否取到需检验。

二、有解问题

3、方程的有解问题 例题3:题干与例题2相同 (1) 同例题2.

(2)若()2f x x m =+在区间[1,1]-上恒成立 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数值域确定取值范围. 解析:(1)解法同例题2

(2)由(1)知2

12x x x m -+=+在[1,1]-恒成立,即2

31m x x =-+在[1,1]-恒成立. 令2235

()31()24

g x x x x =-+=--

,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最大值为(1)5g -=,最小值为(1)1g =-,所以m 的取值范围是[]1,5-。

规律总结:若方程()m f x =在某个区间上有解只需求出()f x 在区间上的值域A 使m A ∈。 4、不等式的有解问题 例题4题干与例题2相同 (1) 同例题2.

(2) 若()2f x x m >+在区间[1,1]-上有解 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围. 解析:(1)解法同例题2

(2)由(1)知212x x x m -+>+在[1,1]-有解,即231m x x <-+在[1,1]-有解 令2235

()31()24

g x x x x =-+=--

,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最大值为(1)5g -=.所以m 的取值范围是(,5)-∞。.

规律总结:()m f x ≤在区间(),a b 内有解,则[]max ()m f x ≤;()m f x ≥在区间(),a b 内有解,则[]min ()m f x ≥;注意参数的端点值能否取到需检验。

一、确定“主元”思想

常量与变量是相对的,一般地,可把已知范围的那个看作自变量,另一个看作常量. 例1.对于满足04≤≤p 的一切实数p ,不等式x 2

+px>4x+p-3恒成立,求x 的取值范围.

分析:习惯上把x 当作自变量,记函数y= x 2

+(p-4)x+3-p,于是问题转化为当p []4,0∈时y>0恒成立,

求x 的范围.解决这个问题需要应用二次函数以及二次方程实根分布原理,这是相当复杂的.若把x 与p 两个量互换一下角色,即p 视为变量,x 为常量,则上述问题可转化为在[0,4]内关于p 的一次函数大于0恒成立的问题.

解:设f(p)=(x-1)p+x 2

-4x+3,当x=1时显然不满足题意.

由题设知当04≤≤p 时f(p)>0恒成立,∴f(0)>0,f(4)>0即x 2

-4x+3>0且x 2

-1>0, 解得x>3或x<-1.∴x 的取值范围为x>3或x<-1.

二、分离变量

对于一些含参数的不等式问题,如果能够将不等式进行同解变形,将不等式中的变量和参数进行分离,即使变量和参数分别位于不等式的左、右两边,然后通过求函数的值域的方法将问题化归为解关于参数的不等式的问题。

三、数形结合

对于含参数的不等式问题,当不等式两边的函数图象形状明显,我们可以作出它们的图象,来达到解决问题的目的.

例3.设]04[,

-∈x ,若不等式a x x x -+<--13

4

)4(恒成立,求a 的取值范围. 分析与解:若设函数)4(1x x y --=

,则

)0(4)2(1212≥=++y y x ,其图象为上半圆. 设函数a x y -+=13

42

,其图象为直线.

在同一坐标系内作出函数图象如图,

依题意要使半圆恒在直线下方,只有圆心)

0,2(-到直线

03334=-+-a y x 的距离25

|

338|>-+-=

a d 且01>-a 时成立,即a 的取值范围为5-

例5、不等式(x-1)2

解:设y 1=(x-1)2

,y 2=log a x,如右图所示 要使对一切x ∈(1,2),y 11, 且log a 2≥1。

y

y 2

y 1

4- O x

∴1

四、分类讨论

当不等式中左、右两边的函数具有某些不确定因素时,应用分类讨论的方法来处理,分类讨论可使原问题中的不确定因素变成确定因素,为问题的解决提供新的条件。

例4.当]8,2[∈x 时,不等式1log 122->-x a 恒成立,求a 的取值范围. 解:(1)当1122>-a 时,由题设知x a <-1

212

恒成立,

即min 2

1

21x a <-,

而]8,2[∈x ∴21

212

<-a

解得),1()1,(+∞--∞∈ a

(2)当11202<-

x a >-1

212

恒成立,即

max 2

1

21x a >-,而]8,2[∈x ∴

81

212

>-a

解得)43,22()22,43( --∈a .∴a 的取值范围是),1()4

3,22()22,43()1,(+∞----∞∈ a

已知函数的单调性求参数范围问题

方法:转化为不等式的恒成立问题:即“若函数单调递增,则0)(≥'x f ;若函数单调递减,则 0)(≤'x f ”来求解.

例:若函数1)(2

3

+-=ax x x f 在]2,1[上单调递减,求实数a 的取值范围. 思路点拨: 先求出导函数,再利用导数与单调性的关系或转化为恒成立问题求解. )23(23)(2a x x ax x x f -=-='

解析:方法一:由)(x f 在]2,1[上单调递减知0)(≤'x f ,即0232

≤-ax x 在]2,1[上恒成立,

即x a 23≥

在]2,1[上恒成立.故只需max )2

3

(x a ≥, 故3≥a . 综上可知,a 的取值范围是[3,+∞).

方法二:当0=a 时,0)(≥'x f ,故)(x f y =在),(+∞-∞上单调递增,与)(x f y =在 ]2,1[上单调递减不符,舍去.

当0

a 32≤x≤0,即)(x f 的单调递减区间为]0,3

2

[a ,与 )(x f 在]2,1[上单调递减不符,舍去. 当0>a 时,由0)(≤'x f 得0≤x≤

a 32,即)(x f 的减区间为]3

2

,0[a ,由)(x f 在 ]2,1[上单调递减得23

2

≥a ,得a≥3.

综上可知,a 的取值范围是[3,+∞). 练习

3.(2012·许昌模拟)若不等式ax 2

+bx -2<0的解集为}4

12|{<<-x x ,则ab = ( )

A .-28

B .-26

C .28

D .26

解析 ∵x =-2,1

4是方程ax 2

+bx -2=0的两根,∴?????

-2a =-2×14=-1

2

,-b a =-7

4,

∴a =4,b =7.∴ab =28. 答案 C

7.若不等式4|3|<-b x 的解集中的整数有且仅有1,2,3,则b 的取值范围是 .)7,5( 8.设函数|1||4|)(-+-=x x x f ,则)(x f 的最小值是 3 ,若5)(≤x f ,则x 的取值范围 是 . ]5,0[

9.不等式a a x x 3|1||3|2

-≤--+对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为 ( B ) A.),5[]2,(+∞--∞ B.),4[]1,(+∞--∞ C.]2,1[ D.),2[]1,(+∞--∞ 10.不等式ax 2

+2ax +1≥0对一切x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围为________. 解析 当a =0时,不等式为1≥0恒成立;

当a ≠0时,须?

??

??

a >0,

Δ≤0,即?

????

a >0,

4a 2

-4a ≤0.

∴0<a ≤1,综上0≤a ≤1. 答案 [0,1]

12. 已知关于x 的不等式

11ax x -+<0的解集是1

(,1)(,)2

-∞--+∞.则a = . 【解析】由不等式判断可得a≠0且不等式等价于1

(1)()0a x x a

+-<

由解集特点可得11

022

a a a <=-?=-且

答案:-2

14.已知不等式ax 2

+4x +a >1-2x 2

对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围. [审题视点] 化为标准形式ax 2

+bx +c >0后分a =0与a ≠0讨论.当a ≠0时,有???

?

?

a >0,Δ=

b 2

-4ac <0.

解 原不等式等价于(a +2)x 2+4x +a -1>0对一切实数恒成立,显然a =-2时,解集不是R ,因此a ≠-2,

从而有?

????

a +2>0,

Δ=42

-4a +2a -1<0,

整理,得?

??

??

a >-2,a -2a +3>0,

所以???

??

a >-2,

a <-3或a >2,

所以a >2.

故a 的取值范围是(2,+∞).

不等式ax 2

+bx +c >0的解是全体实数(或恒成立)的条件是当a =0时,b =0,c >0;当a ≠0时,

?????

a >0,Δ<0;

不等式ax 2

+bx +c <0的解是全体实数(或恒成立)的条件是当a =0时,b =0,c <0;当a ≠0

时,?

??

??

a <0,Δ<0.

【训练2】 当x ∈(1,2)时,不等式x 2

+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________.

解析 法一 当x ∈(1,2)时,不等式x 2

+mx +4<0可化为:m <-?

??

??x +4x ,

又函数f (x )=-?

??

??x +4x 在(1,2)上递增,

则f (x )>-5, 则m ≤-5.

法二 设g (x )=x 2

+mx +4

当-m 2≤3

2,即m ≥-3时,

g (x )<g (2)=8+2m , 当-m 2>3

2,即m <-3时,

g (x )<g (1)=5+m

由已知条件可得:

?????

m ≥-3,8+2m ≤0,

或?????

m <-3,

5+m ≤0.

解得m ≤-5

答案 (-∞,-5]

15.若a ∈[1,3]时,不等式ax 2+(a-2)x-2>0恒成立,求实数x 的取值范围. 15. 【解析】设f(a)=a(x 2+x)-2x-2,则当a ∈[1,3]时f(a)>0恒成立.

2

2

(1)20,(3)320

21

,2

13f x x f x x x x x x ?=-->?∴?=+->??><-??∴?><-??

或或 得x>2或x<-1.

∴实数x 的取值范围是x>2或x<-1.

1.(不等式选做题)若关于x 的不等式|||1||2|a x x ++-存在实数解,则实数a 的取值范围是 .

【分析】先确定|1||2|x x ++-的取值范围,再使得a 能取到此范围内的值即可. 【解】当1x -时,|1||2|12213x x x x x ++-=---+=-+; 当12x

-<时,|1||2|123x x x x ++-=+-+=;

当2x >时,|1||2|12213x x x x x ++-=++-=->; 综上可得|1||2|3x x ++-,所以只要||3a ,解得3a -或3a ,

即实数a 的取值范围是(,3][3,)-∞-+∞. 【答案】(,3][3,)-∞-+∞

.1不等式2

2214x a x ax ->++对一切∈x R 恒成立,则实数a 的取值范围是_______.

[解析]:不等式2

2214x a x ax ->++对一切∈x R 恒成立,

即 014)2(2

>-+++a x x a 对一切∈x R 恒成立 若2+a =0,显然不成立

若2+a ≠0,则??

?+0

2a ∴2>a

2.若不等式x 2

+ax +10对于一切x (0,

1

2

)成立,则a 的取值范围是 ( ) A .0 B . –2 C .-5

2 D .-3

解析:设f (x )=x 2

+ax +1,则对称轴为x =a 2-,若a 2-12,即a -1时,则f (x )在〔0,12

〕上

是减函数,应有f (12)0-5

2

x -1

若a 2-0,即a 0时,则f (x )在〔0,12

〕上是增函数,应有f (0)=10恒成立,故a 0

若0a 2

12,即-1a 0,则应有f (a

2

-)=222a a a 110424≥-+=-恒成立,故-1a 0. 综

上,有-

5

2

a,故选C .

4、已知不等式a x x <-+-34在实数集R 上的解集不是空集,求实数a 的取值范围______(答:1a >)

3、若不等式)1(122

->-x m x 对满足2≤m 的所有m 都成立,则x 的取值范围_____(答:

(712-,312

+));

5、若不等式2

2210x mx m -++>对01x ≤≤的所有实数x 都成立,求m 的取值范围.(答:1

2

m >-

1.已知y =13x 3+bx 2

+(b +2)x +3是R 上的单调增函数,则b 的取值范围是( )

A .b <-1或b >2

B .b ≤-2或b ≥2

C .-1<b <2

D .-1≤b ≤2

解析 D 由题意,得y ′=x 2

+2bx +b +2≥0在R 上恒成立,∴Δ=4b 2

-4(b +2)≤0, 解得-1≤b ≤2.

2.函数f (x )=13x 3+12

(2-a )x 2

-2ax +5在区间[-1,1]上不单调,则a 的取值范围是________.

解析 f ′(x )=x 2

+(2-a )x -2a =(x +2)(x -a )=0的两根为x 1=-2,x 2=a .若f (x )在[-1,1] 上不单调,则-1

3.已知a >0,函数f (x )=x 3

-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是________.

解析 由题意知,f ′(x )=3x 2

-a 在[1,+∞)上有3x 2

-a ≥0恒成立,∴a ≤(3x 2

)min ,而 (3x 2

)min =3,∴a ≤3.

4.已知f (x )=e x

-ax -1. 若f (x )在定义域R 内单调递增,求a 的取值范围. 解析 ∵f (x )=e x -ax -1, ∴f ′(x )=e x

-a .∵f (x )在R 上单调递增, ∴f ′(x )=e x -a ≥0恒成立,即a ≤e x

,x ∈R 恒成立.

∵x ∈R 时,e x

∈(0,+∞),∴a ≤0. 即a 的取值范围为(-∞,0].

5.函数f(x)=2

4x -mx +5在区间[-2,+∞)上是增函数,则f(1)的取值范围是________.

解析 由题意知m

8

≤-2,∴m ≤-16,∴f (1)=9-m ≥25.

6.已知函数13)(2

3+-+=x x ax x f 在R 上是减函数,求实数a 的取值范围.

解 由题意得f ′(x )=3ax 2

+6x -1.若f (x )在R 上是减函数, 则0)(≤'x f (x ∈R)恒成立, ∴???

?

?

a <0,Δ=36+12a ≤0,

解得a ≤-3.

故实数a 的取值范围是(-∞,-3].

7.已知函数1)(2

3+++=x ax x x f 在(-∞,1]上是增函数,试求实数a 的取值范围.

解析 ∵f ′(x )=3x 2

+2ax +1,由于函数f (x )在(-∞,1]上是增函数, ∴当x ∈(-∞,1]时,0)(≥'x f (在个别点f ′(x )可以为0)恒成立, 即3x 2

+2ax +1≥0在x ≤1时恒成立.令g (x )=3x 2

+2ax +1,

∴Δ=4a 2-12≤0或???????

>->?≥16

200)1(a g , 即a 2

≤3或?????

a ≥-2,a 2>3,

a <-3.

∴a 2

≤3,即-3≤a ≤ 3. 故a 的取值范围是[-3,3].

1已知函数()),0(2R a x x

a

x x f ∈≠+

=若()x f 在区间[)+∞,2是增函数,求实数a 的取值范围。 解: ()2

2'x a x x f -=,要使

()x f 在区间[)+∞,2是增函数,只需当2≥x 时,()0'≥x f 恒成立,即022≥-

x

a

x ,则[)+∞∈≤,1623x a

恒成立,故当16≤a 时,()x f 在区间[)+∞,2是增函数。

3.(2009江西卷文)设函数3

2

9()62

f x x x x a =-

+-. (1)对于任意实数x ,()f x m '≥恒成立,求m 的最大值; (2)若方程()0f x =有且仅有一个实根,求a 的取值范围. 解析:(1) '

2

()3963(1)(2)f x x x x x =-+=--,

因为(,)x ∈-∞+∞,'

()f x m ≥, 即 2

39(6)0x x m -+-≥恒成立, 所以 8112(6)0m ?=--≤, 得34m ≤-

,即m 的最大值为34

- (2) 因为 当1x <时, '()0f x >;当12x <<时, '

()0f x <;当2x >时, '

()0f x >; 所以 当1x =时,()f x 取极大值 5

(1)2

f a =

-; 当2x =时,()f x 取极小值 (2)2f a =-;

故当(2)0f > 或(1)0f <时, 方程()0f x =仅有一个实根. 解得 2a <或52

a >. 5.若21()ln(2)2

f 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)-∞- 解析:题意可知'

()02

b

f x x x =-+

<+,在(1,)x ∈-+∞上恒成立,即(2)b x x <+在(1,)x ∈-+∞上恒成立,由于1x ≠-,所以1b ≤-,故C为正确答案.

高考数学中的恒成立问题与存在性问题

“恒成立问题”的解法 常用方法:①函数性质法;②主参换位法;③分离参数法;④数形结合法。 一、函数性质法 1.一次函数型:给定一次函数()(0)f x ax b a =+≠,若()y f x =在[m,n]内恒有()0f x >,则根据函数 的图象(直线)可得上述结论等价于???>>0)(0)(n f m f ;同理,若在[m,n]内恒有()0f x <,则有? ??<<0)(0 )(n f m f . 例1.对满足2p ≤的所有实数p ,求使不等式2 12x px px x ++>+恒成立的x 的取值范围。 略解:不等式即为2(1)210x p x x -+-+>,设2 ()(1)21f p x p x x =-+-+,则()f p 在[2,2]-上恒大于 0,故有:???>>-)2(0)2(f f ,即??? ??>->+-0 10342 2x x x 3111x x x x ><-?或或13x x ?<->或. 2.二次函数: ①.若二次函数2()(0)0f x ax bx c a =++≠>(或0<)在R 上恒成立,则有00a >???(或0<)在指定区间上恒成立,可以利用韦达定理以及根的分布等知识求解。 例2. 已知函数()()()22241,f x mx m x g x mx =--+=,若对于任一实数x ,()f x 与()g x 的值至少 有一个为正数,则实数m 的取值范围是( )

A .(0,2) B .(0,8) C .(2,8) D .(-∞,0) 选B 。 例3.设2 ()22f x x ax =-+,当[1,)x ∈-+∞时,都有()f x a ≥恒成立,求a 的取值范围。 解:设2 ()()22F x f x a x ax a =-=-+-, (1)当4(1)(2)0a a ?=-+≤时,即21a -≤≤时,对一切[1,)x ∈-+∞,()0F x ≥恒成立; (2)当4(1)(2)0a a ?=-+>时,由图可得以下充要条件: 0(1)021,2 f a ???>?-≥??-?-≤-?即(1)(2)0 30 1,a a a a -+>?? +≥??≤-?32a ?-≤<-;综合得a 的取值范围为[-3,1]。 例4.关于x 的方程9(4)340x x a +++=恒有解,求a 的范围。 解法:设3x t =,则0t >.则原方程有解即方程2 (4)40t a t +++=有正根。 1212 (4)040 x x a x x ?≥?? ∴+=-+>??=>?2(4)1604a a ?+-≥??<-?8a ?≤-. 3.其它函数: ()0f x >恒成立?min ()0f x >(若()f x 的最小值不存在,则()0f x >恒成立?()f x 的下界≥0) ; ()0f x <恒成立?max ()0f x <(若()f x 的最大值不存在,则()0f x <恒成立?()f x 的上界≤0). 例5.设函数3 21()(1)4243 f x x a x ax a = -+++,其中常数1a >, (1)讨论()f x 的单调性; (2)若当0x ≥时,()0f x >恒成立,求a 的取值范围。 解:(2)由(I )知,当0≥x 时,)(x f 在a x 2=或0=x 处取得最小值。 a a a a a a a f 2424)2)(1()2(3 1)2(23+?++-=a a a 24434 23++-=;a f 24)0(= -1 o x y

学而思高中数学恒成立与有解问题

【例1】 关于x 的不等式2121x x a a -+-++≤的解集为空集,则实数a 的取值范围是 _ . 【例2】 若不等式1 21x a x + -+≥对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是_________. 【例3】 设函数2()1f x x =-,对任意23x ??∈+∞????,,24()(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 . 典例分析 恒成立与有解问题

【例4】 若不等式220ax x ++>的解集为R ,则a 的范围是( ) A .0a > B .1 8 a >- C .18a > D .0a < 【例5】 已知不等式 ()11112 log 112 2123 a a n n n +++ >-+++对于一切大于1的自然数n 都成立,试求实数a 的取值范围. 【例6】 若不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是______. 【例7】 2()1f x ax ax =+-在R 上恒满足()0f x <,则a 的取值范围是( ) A .0a ≤ B .4a <- C .40a -<< D .40a -<≤

【例8】 若对于x ∈R ,不等式2230mx mx ++>恒成立,求实数m 的取值范围. 【例9】 不等式210x ax ++≥对一切102x ?? ∈ ??? ,成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .2- C .5 2 - D .3- 【例10】 不等式2|3||1|3x x a a +---≤对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为 ( ) A .(] [)14-∞-+∞,, B .(] [)25-∞-+∞,, C .[12], D .(][)12-∞∞, , 【例11】 对任意[11]a ∈-,, 函数2()(4)42f x x a x a =+-+-的值恒大于零,则x 的取值范围为 .

高中数学恒成立与存在性问题

高中恒成立问题总结 解决高考数学中的恒成立问题常用以下几种方法: ①函数性质法; ②主参换位法; ③分离参数法; ④数形结合法。 XXX 核心思想: 1.恒成立问题的转化: 恒成立; 2.能成立问题的转化: 能成立; 3.恰成立问题的转化: 若在D 上恰成立在D 上的最小值; 若在D 上恰成立在D 上的最大值. 4.设函数,,对任意的,存在,使得,则 ; 设函数,,对任意的,存在,使得,则 ; 设函数,,存在,存在,使得,则 ; 设函数,,存在,存在,使得,则; 5.若不等式在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上函数和图象在函数图象上方; 若不等式在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上函数和图象在函数图象下方. 6.常见二次函数 ①.若二次函数(或)在R 上恒成立,则有(或); ②.若二次函数(或)在指定区间上恒成立,可以利用韦达定理以及根的分布等知识求解. ()a f x >?()max a f x >()()min a f x a f x ≤?≤恒成立()a f x >?()min a f x >()()max a f x a f x ≤?≤能成立A x f D x ≥∈)(,?)(x f A x f =)(min ,D x ∈B x f ≤)(?)(x f B x f =)(max ()x f ()x g []b a x ,1∈[]d c x ,2∈()()21x g x f ≥()()x g x f min min ≥()x f ()x g []b a x ,1∈[]d c x ,2∈()()21x g x f ≤()()x g x f max max ≤()x f ()x g []b a x ,1∈[]d c x ,2∈()()21x g x f ≥()()x g x f min max ≥()x f ()x g []b a x ,1∈[]d c x ,2∈()()21x g x f ≤()()x g x f max min ≤()()f x g x >()y f x =()y g x =()()f x g x <()y f x =()y g x =2()(0)0f x ax bx c a =++≠>0<00a >???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.

(完整word版)高一数学中的恒成立问题

高一数学中的恒成立问题 班级 姓名 学号 1.任意x R ∈,不等式()()222240a x a x ----<恒成立,则a 的范围是____(]2,2-___. 2.若不等式x +2xy ≤a (x +y )对一切正数x ,y 恒成立,则正数a 的最小值为 ( B ) A.1 B.2 C.2 1 2+ D.22+1 . B 由条件:2xy ≤(a -1)x +ay 恒成立,而(a -1)x +ay ≥2xy a a )1(-, 令2xy =2xy a a )1(- ,a (a -1)=2, ∴a =2. 3.不等式() ()2212130m x m x ---+>对一切实数x 恒成立,则实数m 的范围为______. 【解】当2 10m -≠时不等式恒成立的充要条件是2 10m ->且()()22411210m m ---<, 即m>1或m<-2;当m-1=0时不等式化为3>0,恒成立.综上m 范围是[)21-∞+∞U (,),+. 4、已知两个正变量y x ,满足4=+y x ,则使不等式 m y x ≥+4 1恒成立的实数m 的取值 范围是 ]4 9,(-∞ 5.已知不等式(x+y)(1x + a y )≥9对任意正实数x,y 恒成立,则正实数a 的最小值为( ) A.2 B.4 C.6 D.8 6、若对于一切正实数x 不等式x x 2 24+>a 恒成立,则实数a 的取值范围是 a<24 7.若不等式.2 log 0m x x -<在(0, 1 2 )的范围内恒成立,则实数m 的取值范围是____. 【解】 1 116 m ≤< 提示:利用数形结合讨论01两种情况 8.设y=x 2+ax+b ,当x=2时y=2,且对任意实数x 都有y≥x 恒成立,实数a 、b 的值为( B ). A.a=-3 b=-4 B.a=-3 b=4 C a=3 b=4 D a=3 b=-4 9、当x>1时,不等式x+ 1 1 -x ≥a 恒成立,则实数a 的取值范围是( D ) A .(-∞,2] B .[2,+∞) C .[3,+∞) D .(-∞,3] 10.若不等式n )1(2a )1(1 n n +-+<-对任意正整数n 恒成立。则实数a 的取值范围是( A )

高考数学不等式恒成立、能成立、恰成立问题

不等式恒成立、能成立、恰成立问题 一、不等式恒成立问题的处理方法 1、转换求函数的最值: (1)若不等式()A x f >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()min f x A >,?()f x 的下界大于A (2)若不等式()B x f <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()max f x B <,()f x 的上界小于A 例1、设f(x)=x2-2ax+2,当x ∈[-1,+∞]时,都有f(x)≥a 恒成立,求a 的取值范围。 例2、已知(),22x a x x x f ++=对任意[)()0,,1≥+∞∈x f x 恒成立,试求实数a 的取值范围; 例3、R 上的函数()x f 既是奇函数,又是减函数,且当 ??? ??∈2,0πθ时,有()()022sin 2cos 2>--++m f m f θθ恒 成立,求实数m 的取值范围. 例4、已知函数)0(ln )(44>-+=x c bx x ax x f 在1=x 处取得极值3c --,其中a 、b 为常数.(1)试确定a 、b 的值; (2)讨论函数)(x f 的单调区间; (3)若对任意0>x ,不等式22)(c x f -≥恒成立,求c 的取值范围。 2、主参换位法 例5、若不等式a 10x -<对 []1,2x ∈恒成立,求实数a 的取值范围 例6、若对于任意1a ≤,不等式2(4)420x a x a +-+->恒成立,求实数x 的取值范围 例7、已知函数323()(1)132a f x x x a x = -+++,其中a 为实数.若不等式 2()1f x x x a '--+>对任意(0)a ∈+∞,都成立,求实数x 的取值范围. 3、分离参数法 (1) 将参数与变量分离,即化为 ()()g f x λ≥(或()()g f x λ≤)恒成立的形式; (2) 求()f x 在x D ∈上的最大(或最小)值; (3) 解不等式()max ()g f x λ≥(或()()min g f x λ≤) ,得λ的取值范围。 适用题型:(1) 参数与变量能分离;(2) 函数的最值易求出。 例8、当(1,2)x ∈时,不等式240x mx ++<恒成立,则m 的取值范围是 . 例9、已知函数321()33f x ax bx x =+++,其中0a ≠(1)当b a ,满足什么条件时,)(x f 取得极值?(2)已知0>a , 且)(x f 在区间(0,1]上单调递增,试用a 表示出b 的取值范围.

数学中的恒成立与有解问题

数学中的恒成立与有解问题 一、恒成立问题 若不等式()A x f >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()min f x A > 若不等式()B x f <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()max f x B < 常用方法 1、分离变量法; 2、数形结合法; 3、利用函数的性质; 4、变更主元等; 1、由二次函数的性质求参数的取值范围 例题1.若关于x 的不等式2220ax x ++>在R 上恒成立,求实数a 的取值范围. 解题思路:结合二次函数的图象求解 解析:当0a =时,不等式220x +>解集不为R ,故0a =不满足题意; 当0a ≠时,要使原不等式解集为R ,只需202420 a a >??-? 综上,所求实数a 的取值范围为1 (,)2 +∞ 2、转化为二次函数的最值求参数的取值范围 例题2:已知二次函数满足(0)1f =,而且(1)()2f x f x x +-=,请解决下列问题 (1) 求二次函数的解析式。 (2) 若()2f x x m >+在区间[1,1]-上恒成立 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围. 解析:(1)设2 ()(0)f x ax bx c a =++≠.由(0)1f =得1c =,故2 ()1f x ax bx =++. ∵(1)()2f x f x x +-= ∴2 2 (1)(1)1(1)2a x b x ax bx x ++++-++= 即22ax a b x ++=,所以22,0a a b =+=,解得1,1a b ==- ∴2 ()1f x x x =-+ (2)由(1)知212x x x m -+>+在[1,1]-恒成立,即231m x x <-+在[1,1]-恒成立. 令2235 ()31()2 4 g x x x x =-+=-- ,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最小值为(1)1g =-.所以m 的取值范围是(,1)-∞-. 规律总结:()m f x ≤对一切x R ∈恒成立,则min [()]m f x ≤;()m f x ≥对一切x R ∈恒成立,则max [()]m f x ≥;注 意参数的端点值能否取到需检验。 二、有解问题 3、方程的有解问题 例题3:题干与例题2相同 (1) 同例题2. (2)若()2f x x m =+在区间[1,1]-上恒成立 ,求m 的取值范围。 解题思路:先分离系数,再由二次函数值域确定取值范围. 解析:(1)解法同例题2 (2)由(1)知2 12x x x m -+=+在[1,1]-恒成立,即2 31m x x =-+在[1,1]-恒成立. 令2235 ()31()24 g x x x x =-+=-- ,则()g x 在[1,1]-上单调递减.所以()g x 在[1,1]-上的最大值为 (1)5g -=,最小值为(1)1g =-,所以m 的取值范围是[]1,5-。 规律总结:若方程()m f x =在某个区间上有解只需求出()f x 在区间上的值域A 使m A ∈。 4、不等式的有解问题 例题4题干与例题2相同 (1) 同例题2.

高考数学:不等式恒成立、能成立、恰成立问题

不等式恒成立、能成立、恰成立问题 一、不等式恒成立问题的处理方法 1、转换求函数的最值: (1)若不等式()A x f >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()min f x A >,?() f x 的 下界大于A (2)若不等式()B x f <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上()max f x B <,()f x 的上界 小于A 例1、设f(x)=x2-2ax+2,当x ∈[-1,+∞]时,都有f(x)≥a 恒成立,求a 的取值范围。 例恒成立,试求实数a 的取值范围; 例数,且当 ? ?? ? ?∈2,0πθ时,有 f .

例4、已知函数 )0(ln )(4 4>-+=x c bx x ax x f 在1=x 处取得极值3c --,其中a 、b 为常数.(1)试确定a 、b 的值; (2)讨论函数)(x f 的单调区间; (3)若对任意0>x ,不等式2 2)(c x f -≥恒成立,求c 的取值范围。 2例 例恒成立,求实数x 的取值范围 例若不等式2 ()1 f x x x a '--+>对任意(0)a ∈+∞, 都成立,求实数x 的取值范围.

3、分离参数法 (1)将参数与变量分离,即化为 ()() g f x λ≥ (或 ()() g f x λ≤ )恒成立的形式; (2)求 () f x 在x D ∈上的最大(或最小)值; (3)解不等式 () max () g f x λ≥ (或 ()() min g f x λ≤ ) ,得λ的取值范围。 适用题型:(1)参数与变量能分离;(2)函数的最值易求出。 例8、当 (1,2) x∈时,不等式240 x mx ++<恒成立,则m的取值范围是 . 例 b a,满足什么条件时,) (x f取a表示出b的取值范围. 4 例________ 例11、当x(1,2)时,不等式

高考数学中的恒成立问题与存在性问题

高考数学中的恒成立问题与存在性问题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

“恒成立问题”的解法 常用方法:①函数性质法; ②主参换位法; ③分离参数法; ④数形结合法。 一、函数性质法 1.一次函数型:给定一次函数()(0)f x ax b a =+≠,若()y f x =在[m,n]内恒有()0f x >,则根 据函数的图象(直线)可得上述结论等价于??? >0)(m f ;同理,若在[m,n]内恒有 ()f x 例1.对满足2p ≤的所有实数p ,求使不等式212x px px x ++>+恒成立的x 的取值范围。 略解:不等式即为2(1)210x p x x -+-+>,设2()(1)21f p x p x x =-+-+,则()f p 在[2,2]-上 恒大于0,故有:???>>-)2(0)2(f f ,即?????>->+-0 103422x x x 3111x x x x ><-?或或13x x ?<->或. 2.二次函数: ①.若二次函数2()(0)0f x ax bx c a =++≠>(或0<)在R 上恒成立,则有00 a >???(或0<)在指定区间上恒成立,可以利用韦达定理以及根的分布等知识求解。

例2.已知函数()()()22241,f x mx m x g x mx =--+=,若对于任一实数x ,()f x 与()g x 的 值至少有一个为正数,则实数m 的取值范围是( ) A .(0,2) B .(0,8) C .(2,8) D .(-∞,0) 选B 。 例3.设2()22f x x ax =-+,当[1,)x ∈-+∞时,都有()f x a ≥恒成立,求a 的取值范围。 解:设2()()22F x f x a x ax a =-=-+-, (1)当4(1)(2)0a a ?=-+≤时,即21a -≤≤时,对一切[1,)x ∈-+∞,()0F x ≥恒成立; (2)当4(1)(2)0a a ?=-+>时,由图可得以下充要条件: 0(1)021,2 f a ???>?-≥??-?-≤-? 即(1)(2)0301,a a a a -+>??+≥??≤-? 32a ?-≤<-; 综合得a 例4.关于x 的方程9(4)340x x a +++=恒有解,求a 的范围。 解法:设3x t =,则0t >.则原方程有解即方程2(4)40t a t +++=有正根。 1212 0(4)040x x a x x ?≥??∴+=-+>??=>?2(4)1604a a ?+-≥??<-?8a ?≤-. 3.其它函数: ()0f x >恒成立?min ()0f x >(若()f x 的最小值不存在,则()0f x >恒成立?()f x 的下界≥0); ()0f x <恒成立?max ()0f x <(若()f x 的最大值不存在,则()0f x <恒成立?()f x 的上界≤0).

高中数学专题练习-存在与恒成立问题

高中数学专题练习-存在与恒成立问题 [题型分析·高考展望]“存在”与“恒成立”两个表示范围的词语在题目中出现是近年高考的一大热点,其本质是“特称”与“全称”量词的一个延伸,弄清其含义,适当进行转化来加以解决.此类题目主要出现在函数与导数结合的解答题中,难度高,需要有较强的分析能力和运算能力.训练时应注意破题方法的研究. 常考题型精析 题型一恒成立问题 例1(·浙江)已知函数f(x)=x3+3|x-a|(a>0),若f(x)在[-1,1]上的最小值记为g(a). (1)求g(a); (2)证明:当x∈[-1,1]时,恒有f(x)≤g(a)+4.

点评恒成立问题一般与不等式有关,解决此类问题需要构造函数利用函数单调性求函数最值,从而说明函数值恒大于或恒小于某一确定的值. 变式训练1(·山东)设函数f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R. (1)讨论函数f(x)极值点的个数,并说明理由; (2)若?x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.

题型二存在性问题 例2(·辽宁)已知函数f(x)=(cos x-x)(π+2x)-8 3(sin x+1),g(x)=3(x-π)cos x-4(1+sin x)·ln(3-2x π). 证明:(1)存在唯一x0∈(0,π 2),使f(x0)=0; (2)存在唯一x1∈(π 2,π),使g(x1)=0,且对(1)中的x0,有x0+x1<π. 点评“存在”是特称量词,即“有的”意思,证明这类问题的思路是想法找到一个“x0”使问题成立即可,必要时需要对问题进行转化.若证“存在且唯一”则需说明除“x0”外其余不能使命题成立,或利用函数单调性证明此类问题. 变式训练2(·浙江)设函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R). (1)当b=a2 4+1时,求函数f(x)在[-1,1]上的最小值g(a)的表达式; (2)已知函数f(x)在[-1,1]上存在零点,0≤b-2a≤1,求b的取值范围.

2021年高考数学重难点复习:恒成立问题

2021年高考数学重难点复习 “三招”破解不等式恒成立问题 一.方法综述 不等式恒成立问题一直是高考命题的热点,把函数问题、导数问题和不等式恒成立问题交汇命制压轴题成为一个新的热点命题方向.由不等式恒成立确定参数范围问题,常见处理方法有:① 分离参数 ()a f x ≥恒成立(()max a f x ≥可)或()a f x ≤恒成立 (()min a f x ≤即可);② 数形结合(()y f x =图象在()y g x = 上方即可);③ 最值法:讨论最值()min 0f x ≥或()max 0f x ≤恒成立;④ 讨论参数.在诸多方 法中,构造函数并利用导数研究函数的单调性、最值等,是必须要考虑的解题门径.本专题举例说明《用好导数,“三招”破解不等式恒成立问题》. 二.解题策略 类型一 构造函数求最值 【例1】【2020·重庆南开中学期末】已知函数()ln x f x ae x x =-,其中a R ∈,e 是自然对数的底数. (1)若()f x 是()0,∞+上的增函数,求实数a 的取值范围; (2)若22a e >,证明:()0f x >. 【分析】(1)由()f x 是()0,∞+上的增函数等价于()0f x '≥恒成立,得1ln x x a e +≥ ,求()()1ln 0x x g x x e +=>的最大值,即可得到本题答案; (2)由()e 0ln 0x a f x x x >?->,证明当22a e ≥时,()()e ln 0x a F x x x x =->的最小值大于0,即可得到本题答案. 【解析】(1)()()1ln x f x ae x '=-+,()f x 是()0,∞+上的增函数等价于()0f x '≥恒成立. 令()0f x '≥,得1ln x x a e +≥ ,令()()1ln 0x x g x x e +=>.以下只需求()g x 的最大值. 求导得()11ln x g x e x x -??'=-- ??? ,令()11ln h x x x =--,()2110h x x x '=--<, ()h x 是()0,∞+上的减函数,又()10h =,故1是()h x 的唯一零点,

高中数学恒成立问题

高中数学不等式的恒成立问题不等式恒成立的问题既含参数又含变量,往往与函数、数列、方程、几何有机结合起来,具有形式灵活、思维性强、不同知识交汇等特点. 考题通常有两种设计方式:一是证明某个不等式恒成立,二是已知某个不等式恒成立,求其中的参数的取值范围.解决这类问题的方法关键是转化化归,通过等价转化可以把问题顺利解决,下面我就结合自己记得教学经验谈谈不等式的恒成立问题的处理方法。 一、构造函数法 在解决不等式恒成立问题时,一种最重要的思想方法就是构造适当的函数,即构造函数法,然后利用相关函数的图象和性质解决问题,同时注意在一个含多个变量的数学问题中,需要确定合适的变量和参数,从而揭示函数关系,使问题更加面目更加清晰明了,一般来说,已知存在范围的量视为变量,而待求范围的量视为参数. 例1 已知不等式对任意的都成立,求的取值范围. 解:由移项得:.不等式左侧与二次函数非常相似,于是我们可以设则不等式对满足的 一切实数恒成立对恒成立.当时, 即 解得故的取值范围是. 注:此类问题常因思维定势,学生易把它看成关于的不等式讨论,从而因计算繁琐出错或者中途夭折;若转换一下思路,把待求的x为参数,以为变量,令 则问题转化为求一次函数(或常数函数)的值在内恒为负的问题,再来求解参数应满足的条件这样问题就轻而易举的得到解决了。

二、分离参数法 在不等式中求含参数范围过程中,当不等式中的参数(或关于参数的代数式)能够与其它变量完全分离出来并,且分离后不等式其中一边的函数(或代数式)的最值或范围可求时,常用分离参数法. 例2已知函数(为常数)是实数集上的奇函数,函数 在区间上是减函数. (Ⅰ)若对(Ⅰ)中的任意实数都有在上恒成立,求实数的取值范围. 解:由题意知,函数在区间上是减函数. 在上恒成立 注:此类问题可把要求的参变量分离出来,单独放在不等式的一侧,将另一侧看成新函数,于是将问题转化成新函数的最值问题:若对于取值范围内的任一个数 都有恒成立,则;若对于取值范围内的任一个数都有 恒成立,则. 三、数形结合法 如果不等式中涉及的函数、代数式对应的图象、图形较易画出时,可通过图象、图形的位置关系建立不等式求得参数范围. 例 3 已知函数若不等式恒成立,则实数的取值范围是 .

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高中数学不等式的恒成立问题 不等式恒成立的问题既含参数又含变量,往往与函数、数列、方程、几何有机结 合起来,具有形式灵活、思维性强、不同知识交汇等特点 . 考题通常有两种设计方式: 一是证明某个不等式恒成立,二是已知某个不等式恒成立,求其中的参数的取 值范围 . 解决这类问题的方法关键是转化化归,通过等价转化可以把问题顺利解 决,下面我就结合自己记得教学经验谈谈不等式的恒成立问题的处理方法。一、构 造函数法 在解决不等式恒成立问题时,一种最重要的思想方法就是构造适当的函数,即构 造函数法,然后利用相关函数的图象和性质解决问题,同时注意在一个含多个变量 的数学问题中,需要确定合适的变量和参数,从而揭示函数关系,使问题更加面目 更加清晰明了,一般来说,已知存在范围的量视为变量,而待求范围的量视为参数. 例 1已知不等式对任意的都成立,求的取值范围. 解:由移项得 :. 不等式左侧与二次函数非常相 的似,于是我们可以设则不等式对满足 一切实数恒成立对恒成立.当时, 即 解得故的取值范围是. 注:此类问题常因思维定势,学生易把它看成关于的不等式讨论,从而因计算繁琐出错或者中途夭折;若转换一下思路,把待求的x 为参数,以为变量,令 则问题转化为求一次函数(或常数函数)的值在内恒为负的问题,再来求解参数应满足的条件这样问题就轻而易举的得到解决了。

二、分离参数法 在不等式中求含参数范围过程中,当不等式中的参数(或关于参数的代数式) 能够与其它变量完全分离出来并,且分离后不等式其中一边的函数(或代数式)的 最值或范围可求时,常用分离参数法. 例2已知函数(为常数)是实数集上的奇函数,函数在区间上是减函数 . 都有在上恒成立,求实数的(Ⅰ)若对(Ⅰ)中的任意实数 取值范围 . 解:由题意知,函数在区间上是减函数. 在上恒成立 注:此类问题可把要求的参变量分离出来,单独放在不等式的一侧,将另一侧 看成新函数,于是将问题转化成新函数的最值问题:若对于取值范围内的任一个数都有恒成立,则;若对于取值范围内的任一个数都有恒成立,则. 三、数形结合法 如果不等式中涉及的函数、代数式对应的图象、图形较易画出时,可通过图象、 图形的位置关系建立不等式求得参数范围 . 例 3已知函数若不等式恒成立,则实数的取值范围是.

恒成立与有解问题

【例1】 关于x 的不等式2121x x a a -+-++≤的解集为空集,则实数a 的 取值范围是 _ . 【例2】 若不等式1 21x a x + -+≥对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是_________. 【例3】 设 函数 2()1 f x x =-,对任意 23x ??∈+∞???? ,, 典例分析 恒成立与有解问题

24()(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 . 【例4】 若不等式220ax x ++>的解集为R ,则a 的范围是( ) A .0a > B .18 a >- C .18 a > D .0a < 【例5】 已知不等式 ()11112 log 112 2123 a a n n n +++ >-+++对于一切大于1的自然数n 都成立,试求实数a 的取值范围.

【例6】 若不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围 是______. 【例7】 2()1f x ax ax =+-在R 上恒满足()0f x <,则a 的取值范围是( ) A .0a ≤ B .4a <- C .40a -<< D .40a -<≤

【例8】 若对于x ∈R ,不等式2230mx mx ++>恒成立,求实数m 的取值范 围. 【例9】 不等式210x ax ++≥对一切102x ?? ∈ ??? ,成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .2- C . 5 2 - D .3- 【例10】 不等式2|3||1|3x x a a +---≤对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值 范围为( ) A .(][)14-∞-+∞,, B .(][)25-∞-+∞,, C .[12], D .(][)12-∞∞, , 【例11】 对任意[11]a ∈-, ,函数2()(4)42f x x a x a =+-+-的值恒大于零,则x 的取值范围为 .

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

高中数学中的存在性问题与恒成立问题例题

第 1 页 共 3 页 高中数学存在性问题与恒成立问题 例1、若不等式 121x a x + -+≥对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是_________. 例2、设函数2()1f x x =-,对任意23x ??∈+∞????,,24()(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 . 例3、若不等式220ax x ++>的解集为R ,则a 的范围是( ) A .0a > B . 18a >- C .18a > D .0a < 例4、已知不等式()11112log 1122123a a n n n +++>-+++对于一切大于1的自然数n 都成立, 试求实数a 的取值范围. 例5、若不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是______. 例6、2()1f x ax ax =+-在R 上恒满足()0f x <,则a 的取值范围是( ) A .0a ≤ B .4a <- C .40a -<< D .40a -<≤ 例7、若对于x ∈R ,不等式2230mx mx ++>恒成立,求实数m 的取值范围. 例8、不等式210x ax ++≥对一切102x ??∈ ???,成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .2- C .52- D .3- 例9、不等式2|3||1|3x x a a +---≤对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A .(][)14-∞-+∞,, B .(][)25-∞-+∞,, C .[12], D .(][)12-∞∞,,

高中数学不等式恒成立与有解问题

高中数学不等式恒成立与有解问题 不等式恒成立与有解问题一直是中学数学的重要内容. 它是函数、数列、不等式等内容交汇处的一个较为活跃的知识点,随着中学数学引进导数,它为我们更广泛、更深入地研究函数、不等式提供了强有力的工具. 在近几年的高考试题中,涉及不等式恒成立与有解的问题,有时在同一套试题中甚至有几道这方面的题目。 其中,特别是一些含自然对数和指数函数的不等式恒成立与有解问题,将新增内容与传统知识有机融合,用初等方法难以处理,而利用导数来解,思路明确,过程简捷流畅,淡化繁难的技巧,它不仅考查函数、不等式等有关的传统知识和方法,而且还考查极限、导数等新增内容的掌握和灵活运用. 它常与思想方法紧密结合,体现能力立意的原则,带有时代特征,突出了高考试题与时俱进的改革方向. 因此,越来越受到高考命题者的青睐. 下面通过一些典型实例作一剖析. 1.不等式恒成立与有解的区别 不等式恒成立和有解是有明显区别的,以下充要条件应细心思考,甄别差异,恰当使用,等价转化,切不可混为一团. (1)不等式f(x)k 在x ∈I 时恒成立? k ?x f ,)(min >?x ∈I. 或f(x)的下界大于或等于k ; (4)不等式f(x)>k 在x ∈I 时有解? k ?x f ,)(max >?x ∈I. 或f(x)的上界大于k ; 解决不等式恒成立和有解解问题的基本策略常常是构作辅助函数,利用函数的单调性、最值(或上、下界)、图象求解;基本方法包括:分类讨论,数形结合,参数分离,变换主元等等. 例1 已知两函数f(x)=8x 2+16x-k ,g(x)=2x 3+5x 2+4x ,其中k 为实数. (1)对任意x ∈[-3,3],都有f (x)≤g(x)成立,求k 的取值范围; (2)存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,求k 的取值范围; (3)对任意x 1x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g(x 2),求k 的取值范围. 解析 (1)设h(x)=g(x)-f(x)=2x 2-3x 2-12x+k ,问题转化为x ∈[-3,3]时,h(x)≥0恒成立,故h min (x)≥0.令h′ (x)=6x 2-6x-12=0,得x= -1或2. 由h(-1)=7+k ,h(2)=-20+k ,h(-3)=k-45,h(3)=k-9,故h min (x)=-45+k ,由k-45≥0,得k≥45. (2)据题意:存在x ∈[-3,3],使f (x)≤g(x)成立,即为:h(x)=g(x)-f(x)≥0在x ∈[-3,3]有解,故h max (x)≥0,由(1)知h max (x )=k+7,于是得k≥-7. (3)它与(1)问虽然都是不等式恒成立问题,但却有很大的区别,对任意x 1x 2∈[-3,3],都有f (x 1)≤g(x 2)成立,不等式的左右两端函数的自变量不同,x 1,x 2的取值在 [-3,3]上具有任意性,因而要使原不等式恒成立的充要条件是:

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