论文部分内容阅读
【摘要】求参数的方法很多,其中用恒成立求法,也是一种思路,其解决的关键是转化与化归思想的运用.
【关键词】恒成立;求参数
近年来,在平时的做题和高考,频频出现求参数范围的题型,含参数不等式的恒成立问题又是如此单纯,无须众多技巧便能获得解决,如何解这类题,现总结几点方法.
一、利用函数的单调性
例1 若4a2-17a 4<0,求使不等式x2 ax 1>2x a恒成立的x的取值范围.
解 由4a2-17a 4<0,得14 不等式x2 ax 1>2x a可化为(x-1)a x2-2x 1>0.
设f(a)=(x-1)a x2-2x 1,
当x-1>0,即x>1时,y=f(a)单调递增,
只需f(a)=f(14)=(x-1)·14 x2-2x 1≥0,解得x>1.
当x-1<0,即x<1时,y=f(a)单调递减,
只需f(a)=f(4)=(x-1)·4 x2-2x 1≥0,解得x≤-3.
综上,x≤-3或x>1.
二、判别式法
任何一个一元二次不等式总可以化成ax2 bx c>0(a>0)或ax2 bx c<0(a>0)的形式,由二次函数f(x)=ax2 bx c(a≠0)的图像和性质,我们不难得出下面的结论:
(1)f(x)>0,对一切x∈R恒成立a>0,Δ=b2-4ac<0;
(2)f(x)<0,对一切x∈R恒成立a<0,Δ=b2-4ac<0;
(3)f(x)>0(a>0)在m≤x≤n上恒成立Δ<0或x=-b2a0,或-b2a>n,f(n)>0;
(4)f(x)<0(a>0)在m≤x≤n上恒成立f(m)<0,f(n)<0.
例2 已知mx2 2mx 3>0恒成立,求m的范围.
解 ①当m=0时,3>0显然成立;
②m>0,Δ<0,m>0,4m2-12m<0,0 由①②知:0≤m<3,即m∈[0,3).
例3 (2011济南高三模拟)已知x∈(0, ∞)时,不等式9x-m·3x m 1>0恒成立,则m的取值范围是( ).
A.2-22 C.m<2 22D.m≥2 22
解 令t=3x(t>1),则由已知得函数f(x)=t2-mt m 1(t∈(1, ∞))的图像恒在x轴的上方,
即Δ=(-m)2-4(m 1)<0或Δ≥0,m2≤1,f(1)=1-m m 1≥0,
解得m<2 22.
答案 C.
例4 (2014高考江苏卷第10题)已知函数f(x)=x2 mx-1,若对于任意的x∈m,m 1都有f(x)<0,则实数m的取值范围为.
解 由题意f(m)=m2 m2-1<0,f(m 1)=(m 1)2 m(m 1)-1<0,解得-22 答案 -22,0.
三、不等式恒成立问题常用到以下结论
①f(x)≥m (f(x)>m)恒成立f(x)min≥m (f(x)min>m);
②f(x)≤m (f(x) 例5 已知f(x)=x2-2ax 2,当x∈[-1, ∞)时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围.
解 只需f(x)=x2-2ax 2在x∈[-1, ∞)上的最小值大于或等于a,即f(x)min≥a就行.
f(x)=x2-2ax 2=(x-a)2 2-a2,其对称轴为x=a,
①a≤-1,f(x)min=f(-1)=1 2a 2≥a,-3≤a≤-1;
②a>-1,f(x)min=f(a)=a2-2a2 2≥a,-1 综上-3≤a≤1.
例6 (2011烟台调研)已知f(x)=xlnx,g(x)=-x2 mx-3,对一切x∈(0, ∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数m的取值范围.
解 2xlnx≥-x2 mx-3,则m≤2lnx x 3x,
设h(x)=2lnx x 3x(x>0),则导数h′(x)=(x 3)(x-1)x2,令h′(x)=0,得x=1.
①当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h′(x)单调递减;
②当x∈(1, ∞)时,h′(x)>0,h′(x)单调递增.
所以h(x)min=h(1)=4,对一切x∈(0, ∞),2f(x)≥g(x)恒成立,
所以m≤h(x)min=4,即m≤4.
【关键词】恒成立;求参数
近年来,在平时的做题和高考,频频出现求参数范围的题型,含参数不等式的恒成立问题又是如此单纯,无须众多技巧便能获得解决,如何解这类题,现总结几点方法.
一、利用函数的单调性
例1 若4a2-17a 4<0,求使不等式x2 ax 1>2x a恒成立的x的取值范围.
解 由4a2-17a 4<0,得14 不等式x2 ax 1>2x a可化为(x-1)a x2-2x 1>0.
设f(a)=(x-1)a x2-2x 1,
当x-1>0,即x>1时,y=f(a)单调递增,
只需f(a)=f(14)=(x-1)·14 x2-2x 1≥0,解得x>1.
当x-1<0,即x<1时,y=f(a)单调递减,
只需f(a)=f(4)=(x-1)·4 x2-2x 1≥0,解得x≤-3.
综上,x≤-3或x>1.
二、判别式法
任何一个一元二次不等式总可以化成ax2 bx c>0(a>0)或ax2 bx c<0(a>0)的形式,由二次函数f(x)=ax2 bx c(a≠0)的图像和性质,我们不难得出下面的结论:
(1)f(x)>0,对一切x∈R恒成立a>0,Δ=b2-4ac<0;
(2)f(x)<0,对一切x∈R恒成立a<0,Δ=b2-4ac<0;
(3)f(x)>0(a>0)在m≤x≤n上恒成立Δ<0或x=-b2a
(4)f(x)<0(a>0)在m≤x≤n上恒成立f(m)<0,f(n)<0.
例2 已知mx2 2mx 3>0恒成立,求m的范围.
解 ①当m=0时,3>0显然成立;
②m>0,Δ<0,m>0,4m2-12m<0,0
例3 (2011济南高三模拟)已知x∈(0, ∞)时,不等式9x-m·3x m 1>0恒成立,则m的取值范围是( ).
A.2-22
解 令t=3x(t>1),则由已知得函数f(x)=t2-mt m 1(t∈(1, ∞))的图像恒在x轴的上方,
即Δ=(-m)2-4(m 1)<0或Δ≥0,m2≤1,f(1)=1-m m 1≥0,
解得m<2 22.
答案 C.
例4 (2014高考江苏卷第10题)已知函数f(x)=x2 mx-1,若对于任意的x∈m,m 1都有f(x)<0,则实数m的取值范围为.
解 由题意f(m)=m2 m2-1<0,f(m 1)=(m 1)2 m(m 1)-1<0,解得-22
三、不等式恒成立问题常用到以下结论
①f(x)≥m (f(x)>m)恒成立f(x)min≥m (f(x)min>m);
②f(x)≤m (f(x)
解 只需f(x)=x2-2ax 2在x∈[-1, ∞)上的最小值大于或等于a,即f(x)min≥a就行.
f(x)=x2-2ax 2=(x-a)2 2-a2,其对称轴为x=a,
①a≤-1,f(x)min=f(-1)=1 2a 2≥a,-3≤a≤-1;
②a>-1,f(x)min=f(a)=a2-2a2 2≥a,-1 综上-3≤a≤1.
例6 (2011烟台调研)已知f(x)=xlnx,g(x)=-x2 mx-3,对一切x∈(0, ∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数m的取值范围.
解 2xlnx≥-x2 mx-3,则m≤2lnx x 3x,
设h(x)=2lnx x 3x(x>0),则导数h′(x)=(x 3)(x-1)x2,令h′(x)=0,得x=1.
①当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h′(x)单调递减;
②当x∈(1, ∞)时,h′(x)>0,h′(x)单调递增.
所以h(x)min=h(1)=4,对一切x∈(0, ∞),2f(x)≥g(x)恒成立,
所以m≤h(x)min=4,即m≤4.