函式中恆成立問題

2023-02-01 01:45:02 字數 2235 閱讀 6493

河北武邑中學劉存穩

函式內容作為高中數學知識體系的核心,也是歷年高考的乙個熱點。恆成立問題,涉及到一次函式、二次函式的性質、圖象,滲透著換元、化歸、數形結合、函式與方程等思想方法,有利於考查學生的綜合解題能力,在培養思維的靈活性、創造性等方面起到了積極的作用。恆成立問題在解題過程中大致可分為以下幾種型別:

①一次函式型;②二次函式型;③變數分離型;④賦值型⑤數形結合

一、一次函式型:利用單調性求解

給定一次函式y=f(x)=ax+b(a≠0),若y=f(x)在[m,n]內恒有f(x)>0,則根據函式的圖象(直線)可得上述結論等價於

ⅰ)或ⅱ)亦可合併定成

同理,若在[m,n]內恒有f(x)<0,則有

例1、 對於滿足|a |2的所有實數a,求使不等式x2+(a-2)x-a+1>0恆成立的x的取值範圍。

解:原不等式轉化為在時恆成立。

設f(a)=,則f(a)在上恆大於0,故有:即解得:

。即點評:此類題本質上是利用了一次函式在區間上的圖象是一線段,故只需保證該線段兩端點在x軸上方(或下方)即可。

二、二次函式型:利用判別式,韋達定理及根的分布求解

若二次函式f(x)=ax2+bx+c=0(a≠0)在實數集r上恆成立問題可利用判別式直接求解,即f(x)>0恆成立;f(x)<0恆成立

若是二次函式在指定區間上的恆成立問題,還可以利用韋達定理或二次方程的實根分布知識求解。

例2、 設f(x)=x2-2ax+2,當x[-1,+]時,都有f(x)a恆成立,求實數a的取值範圍。

解:f ( x ) ≥ a 在內恆成立

即 x2 – 2ax + 2 – a ≥ 0 在內恆成立

設g ( x ) = x2 – 2ax + 2 – a = (x – a)2 + 2 – a2 – a

只需 g ( x ) 在上的最小值大於等於0 即可

∵ g ( x ) = x2 – 2ax + 2 – a2 – a的對稱軸為 x = a

當 a < - 1 時,最小值是

f ( - 1 ) = 1 + 2a + 2 – a = a + 3 ≥ 0

3 ≤ a < - 1

當 a ≥ - 1 時,頂點的值最小

2 – a2 – a ≥ 0 即 - 2 ≤ a ≤ 1

1 ≤ a ≤ 1

綜上所述得 - 3 ≤ a ≤ 1

三、變數分離型:分離變數,巧妙求解

若在等式或不等式**現兩個變數,其中乙個變數的範圍已知,另乙個變數的範圍為所求,且容易通過恒等變形將兩個變數分別置於等號或不等號的兩邊,則可將恆成立問題轉化成函式的最值問題求解。

例3已知三個不等式(1)x2-4x+3<0,(2)x2-6x+8<0(3)2x2-9x+m<0,要使同時滿足(1)(2)的所有的值滿足(3),求m的取值範圍

略解:由(1) ,(2)得2要使同時滿足(1) ,(2)的所有x的值滿足(3),

即不等式在上恆成立,

即m《在上恆成立,

又在上大於9,

所以。四、賦值型:利用特植法求解

等式中的恆成立問題,常用賦值法求解,特別是對解決填空題,選擇題能很快求得。

例4、如果函式y=f(x)=sin2x+acos2x的圖象關於直線對稱,那麼a=( ) .

a. 1 b. -1 cd.

略解:取x=0及x=,則f(0)=,即,故選b。

點評:此法體現了從一般到特殊的轉化思想

五、數形結合:直觀求解

若把等式或不等式進行合理的變形後,能非常容易地畫出等號或不等號兩邊函式的圖象,則可以通過畫圖直接判斷得出結果。尤其對於選擇題、填空題這種方法更顯方便、快捷。

例6.對任意實數x,不等式恆成立,求實數a的取值範圍。

分析:設y=對於任意實數x,不等式恆成立即轉化為求函式設y=的最小值,畫出函式的圖象即可求得的取值範圍。

解:令設y==

在直角座標系中畫出圖象如圖所示,由圖象可看出,

要使對任意實數x,不等式恆成立,只需a<-3。故實數的取值範圍是.

變式1:若對於任意實數x,不等式恆成立,求實數a的取值範圍.

變式2:若不等式在實數範圍內有解,求實數a的取值範圍。

點評:利用數形結合解決恆成立問題,應先建構函式。作出符合已知條件的圖形,再考慮在給定區間上函式與函式圖象間的關係,得出答案或列出條件,求出引數的取值範圍。

恆成立問題的題型和解法還有很多,只要我們充分利用所給定的特點和性質,具體問題具體分析,選用恰當的方法,對問題進行等價轉化,就能使問題獲得順利解決。只有這樣才能真正提高分析問題和解決問題的能力。

考前歸納總結 導數中的恆成立問題

導數中的恆成立問題 一 常見基本題型 1 已知某個不等式恆成立,去求引數的取值範圍 2 讓你去證明某個不等式恆成立。解此類問題的指導思想是 建構函式,或參變數分離後建構函式,轉化為求新函式的最值問題。例1 已知函式,當時,不等式恆成立,求實數的取值範圍.解 不等式可化為,即.記,要使上式成立,只須是...

恆成立問題常見求解技巧

恆成立 問題是數學中常見的問題,涉及到一次函式 二次函式 指數函式 對數函式的性質 圖象,滲透著換主元 化歸 數形結合 函式與方程等思想方法,在培養思維的靈活性 創造性等方面起到了積極的作用.因此也成為歷年高考的乙個熱點。恆成立問題在解題過程中解法通常有 變數分離法 建構函式法 變換主元法 數形結合...

剖析高中數學中的恆成立問題

三個同學對問題 關於的不等式在上恆成立,求實數的取值範圍 提出各自的解題思路 甲說 只須不等式左邊的最小值不小於右邊的最大值 乙說 把不等式變形為左邊含變數的函式,右邊僅含常數,求函式的最值 丙說 把不等式兩邊看成關於的函式,作出函式影象 參考上述解題思路,你認為他們所討論的問題的正確結論,求的取值...