燕赵教育网讯(老虎)高考的考生们是否已经准备好了,数学复习是否已经把难题熟练掌握了,如果觉得还有什么地方没有复习到,那就看看不等式恒成立问题的知识点,希望对你有所帮助。
高考数学:一轮复习函数不等式恒成立问题的基本类型
类型1:设 ,(1) 上恒成立 ;(2) 上恒成立 。
类型2:设
(1)当 时, 上恒成立 ,
上恒成立
(2)当 时, 上恒成立
上恒成立
类型3:
。
类型4:
恒成一、用一次函数的性质
对于一次函数 有:
例1:若不等式 对满足 的所有 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: ,;令 ,则 时, 恒成立,所以只需 即 ,所以x的范围是 。
二、利用一元二次函数的判别式
对于一元二次函数 有:
(1) 上恒成立 ;(2) 上恒成立
例2:若不等式 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) 时,只需 ,所以, 。
三、利用函数的最值(或值域)
(1) 对任意x都成立 ;
(2) 对任意x都成立 。简单计作:"大的大于最大的,小的小于最小的"。由此看出,本类问题实质上是一类求函数的最值问题。
例3:在 ABC中,已知 恒成立,求实数m的范围。
解:由 , , 恒成立, ,即 恒成立,
例4:(1)求使不等式 恒成立的实数a的范围。
解析:由于函 ,显然函数有最大值 , 。
如果把上题稍微改一点,那么答案又如何呢?请看下题:
(2)求使不等式 恒成立的实数a的范围。
解析:我们首先要认真对比上面两个例题的区别,主要在于自变量的取值范围的变化,这样使得 的最大值取不到 ,即a取 也满足条件,所以 。
所以,我们对这类题要注意看看函数能否取得最值,因为这直接关系到最后所求参数a的取值。利用这种方法时,一般要求把参数单独放在一侧,所以也叫分离参数法。
四:数形结合法
对一些不能把数放在一侧的,可以利用对应函数的图象法求解。
例5:已知 ,求实数a的取值范围。
解析:由 ,在同一直角坐标系中做出两个函数的图象,如果两个函数分别在x=-1和x=1处相交,则由 得到a分别等于2和0.5,并作出函数 的图象,所以,要想使函数 在区间 中恒成立,只须 在区间 对应的图象在 在区间 对应图象的上面即可。当 才能保证,而 才可以,所以 。
例6:若当P(m,n)为圆 上任意一点时,不等式 恒成立,则c的取值范围是( )
A、 B、
C、 D、
解析:由 ,可以看作是点P(m,n)在直线 的右侧,而点P(m,n)在圆 上,实质相当于是 在直线的右侧并与它相离或相切。 ,故选D。
同步练习
1、设 其中 ,如果 时, 恒有意义,求 的取值范围。
分析:如 时, 恒有意义,则可转化为 恒成立,即参数分离后 , 恒成立,接下来可转化为二次函数区间最值求解。
解:如果 时, 恒有意义 ,对 恒成立.
恒成立。
令 , 又 则 对 恒成立,又 在 上为减函数, , 。
2、设函数是定义在 上的增函数,如果不等式 对于任意 恒成立,求实数 的取值范围。
分析:本题可利用函数的单调性把原不等式问题转化为 对于任意 恒成立,从而转化为二次函数区间最值求解。
解: 是增函数 对于任意 恒成立
对于任意 恒成立
对于任意 恒成立,令 , ,所以原问题 ,又 即 易求得 。
3、 已知当x R时,不等式a+cos2x<5-4sinx恒成立,求实数a的取值范围。
方法一)分析:在不等式中含有两个变量a及x,本题必须由x的范围(x R)来求另一变量a的范围,故可考虑将a及x分离构造函数利用函数定义域上的最值求解a的取值范围。
解:原不等式
当x R时,不等式a+cos2x<5-4sinx恒成立
设 则
∴
方法二)题目中出现了sinx及cos2x,而cos2x=1-2sin2x,故若采用换元法把sinx换元成t,则可把原不等式转化成关于t的二次不等式,从而可利用二次函数区间最值求解。
解:不等式a+cos2x<5-4sinx可化为
a+1-2sin2x<5-4sinx,令sinx=t,则t [-1,1],
不等式a+cos2x<5-4sinx恒成立 2t2-4t+4-a>0,t [-1,1]恒成立。
设f(t)= 2t2-4t+4-a,显然f(x)在[-1,1]内单调递减,f(t)min=f(1)=2-a, 2-a>0 a<2
4、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。
分析:在f(x) a不等式中,若把a移到等号的左边,则原问题可转化为二次函数区间恒成立问题。
解:设F(x)= f(x)-a=x2-2ax+2-a.
ⅰ)当 =(-2a)2-4(2-a)=4(a-1)(a+2)<0时,即-2<a<1时,对一切x [-1,+ ),F(x) 0恒成立;
ⅱ)当 =4(a-1)(a+2) 0时由图可得以下充要条件: 即
得-3 a -2;综上所述:a的取值范围为[-3,1]。
5、当x (1,2)时,不等式(x-1)2<logax恒成立,求a的取值范围。
分析:若将不等号两边分别设成两个函数,则左边为二次函数,右边为对数函数,故可以采用数形结合借助图象位置关系通过特指求解a的取值范围。
解:设T1: = ,T2: ,则T1的图象为右图所示的抛物线,要使对一切x (1,2), < 恒成立即T1的图象一定要在T2的图象所的下方,显然a>1,并且必须也只需 ,故loga2>1,a>1, 1<a 2.
6、已知关于x的方程lg(x2+20x)-lg(8x-6a-3)=0有唯一解,求实数a的取值范围。
分析:原方程可化成lg(x2+20x)=lg(8x-6a-3),从而得x2+20x=8x-6a-3>0,若将等号两边分别构造函数即二次函数y= x2+20x与一次函数y=8x-6a-3,则只需考虑这两个函数的图象在x轴上方恒有唯一交点即可。
解:令T1:y1= x2+20x=(x+10)2-100, T2:y2=8x-6a-3,则如图所示,T1的图象为一抛物线,T2的图象是一条斜率为定值8,而截距不定的直线,要使T1和T2在x轴上有唯一交点,则直线必须位于l1和l2之间。(包括l1但不包括l2)
当直线为l1时,直线过点(-20,0)此时纵截距为-6a-3=160,a= ;
当直线为l2时,直线过点(0,0),纵截距为-6a-3=0,a= ∴a的范围为[ , )。
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