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涉及方程或不等式在某个区间上有解或恒成立时,有时采用一元二次方程根的分布解题比较繁杂,若将其中的参数与未知量的关系转化,将这个参数表示成原未知量的函数或不等式,再进一步求其值域或转化为成立或恒成立问题,这将使问题简化.
类型一 转化为求函数的值域问题
例1 若方程mx2 - 3x - 3 = 0在 ,3上有解,求m的取值范围.
解 由原方程m = +.
∵ x∈ ,3,∴∈ ,3.
令g(x) = 3 × +2 -, ∈ ,3.
∵ g(x)∈ ,36, ∴ m∈ ,36 .
例2 若关于x的方程4x+a•2x+a+1=0有实数解,求a的取值范围.
解 由a(2x + 1) = -4x- 1, ∴ a = - .
令 2x = t(t > 0),
∴ a = -= -=
-(t + 1) + + 2 ≤ 2 - 2 .
当且仅当t + 1 =,即(t + 1)2 = 2,即t = - 1时“=”成立.
∴ a ≤ 2 - 2.
类型二 转化为不等式成立(有解)的情况
例3 若 x2 + 2x - a > 0在x∈[1,3]上有解,求a的范围.
解 令f(x) = x2 + 2x,则转化为f(x) > a在[1,3]有解,只要a < f(x)max即可.
又f(x) = x2 + 2x在[1,3]上递增,∴ f(x)∈[3,15], 故a < 15.
例4 已知集合A= x|≤ x ≤ 3,B= {x|ax2 - 3x + 3 > 0},若AIB≠?准,求实数a的取值范围.
解 将问题转化为在集合 ,3 内,至少有一个值x,使ax2 - 3x + 3 > 0成立(注:此时是成立而非恒成立,因此只需要大于其最小值即可).
即a > -+在x∈ ,3内成立.
令f(x)= -+ ,则f(x)= -3-2 +, ∈ ,3,
∴ f(x)∈-18, ,
∴ a > -18.
小结 (1) a < f(x)有解 ?圳 a < f(x)max;
a > f(x)有解 ?圳 a >f(x)min .
(2) 本题还可采用补集思想的“正难则反”原则,也比较简单.
类型三 转化为不等式恒成立的问题
例5 已知不等式x2 + px + 1 > 2x + p,当2 ≤ x ≤ 4时不等式恒成立,求p的取值范围.
解 通常视x为变量,p为常量,转化为P关于x的不等式,不等式化为(x - 1)p > - x2 + 2x - 1.
∵ 2 ≤ x ≤ 4,∴ x - 1 > 0,
∴ p > = -x + 1,2 ≤ x ≤ 4 恒成立,
∴ p > (-x + 1)max,∴ p > -1.
小结a < f(x)恒成立 ?圳 a < f(x)m in ,
a > f(x)恒成立 ?圳 a >f(x)max .
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
类型一 转化为求函数的值域问题
例1 若方程mx2 - 3x - 3 = 0在 ,3上有解,求m的取值范围.
解 由原方程m = +.
∵ x∈ ,3,∴∈ ,3.
令g(x) = 3 × +2 -, ∈ ,3.
∵ g(x)∈ ,36, ∴ m∈ ,36 .
例2 若关于x的方程4x+a•2x+a+1=0有实数解,求a的取值范围.
解 由a(2x + 1) = -4x- 1, ∴ a = - .
令 2x = t(t > 0),
∴ a = -= -=
-(t + 1) + + 2 ≤ 2 - 2 .
当且仅当t + 1 =,即(t + 1)2 = 2,即t = - 1时“=”成立.
∴ a ≤ 2 - 2.
类型二 转化为不等式成立(有解)的情况
例3 若 x2 + 2x - a > 0在x∈[1,3]上有解,求a的范围.
解 令f(x) = x2 + 2x,则转化为f(x) > a在[1,3]有解,只要a < f(x)max即可.
又f(x) = x2 + 2x在[1,3]上递增,∴ f(x)∈[3,15], 故a < 15.
例4 已知集合A= x|≤ x ≤ 3,B= {x|ax2 - 3x + 3 > 0},若AIB≠?准,求实数a的取值范围.
解 将问题转化为在集合 ,3 内,至少有一个值x,使ax2 - 3x + 3 > 0成立(注:此时是成立而非恒成立,因此只需要大于其最小值即可).
即a > -+在x∈ ,3内成立.
令f(x)= -+ ,则f(x)= -3-2 +, ∈ ,3,
∴ f(x)∈-18, ,
∴ a > -18.
小结 (1) a < f(x)有解 ?圳 a < f(x)max;
a > f(x)有解 ?圳 a >f(x)min .
(2) 本题还可采用补集思想的“正难则反”原则,也比较简单.
类型三 转化为不等式恒成立的问题
例5 已知不等式x2 + px + 1 > 2x + p,当2 ≤ x ≤ 4时不等式恒成立,求p的取值范围.
解 通常视x为变量,p为常量,转化为P关于x的不等式,不等式化为(x - 1)p > - x2 + 2x - 1.
∵ 2 ≤ x ≤ 4,∴ x - 1 > 0,
∴ p > = -x + 1,2 ≤ x ≤ 4 恒成立,
∴ p > (-x + 1)max,∴ p > -1.
小结a < f(x)恒成立 ?圳 a < f(x)m in ,
a > f(x)恒成立 ?圳 a >f(x)max .
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”