变量的“存在性”与“任意性”问题的解法例谈

来源 :中学课程辅导高考版·学生版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ABCDEFGHIJKLMN100083
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在“有解”或“恒成立”背景下求变量的取值范围,一直是同学们学习的难点,同时也是考试命题时的热点.试题大多涉及到函数的值域、函数的性质等知识点,全面考查对概念的理解和思维的灵活性,能体现同学们分析问题和解决问题的综合能力.解决此类问题的关键是要联系函数的图象和性质,灵活应用数学思想方法去分析和转化问题.
  一、单变量型“存在性”与“任意性”问题
  例1设函数f(x)=x2,g(x)=x ax(a∈R),若存在x0∈[1,3],使得f(x0)=g(x0)成立,则实数a的取值范围为.
  解析:(分离参数法)设h(x)=f(x)-g(x)=x2-x-ax,则原题可转化为:x0∈[1,3],使得h(x0)=0,即h(x)=0在[1,3]上有解.h(x)=x2-x-ax=x3-x2-ax=0,则x3-x2-a=0在[1,3]上有解,分离参数得:x3-x2=a,则a的取值范围即为函数y=x3-x2在[1,3]上的值域,易得实数a的取值范围为[0,18].
  例2设函数f(x)=x3,g(x)=-x2 x-29a,若对x0∈[-1,a3](a>0),有不等式f(x0)>g(x0)恒成立,则实数a的取值范围为.
  解析:(最值法)设h(x)=f(x)-g(x)=x3 x2-x 29a,则原题可转化为:h(x)>0在[-1,a3]上恒成立,即h(x)min>0,问题转化为求函数h(x)在区间[-1,a3]上的最小值.
  ∵h′(x)=3x2 2x-1=(3x-1)(x 1),则h(x)在(-∞,-1)和(13, ∞)上单调递增,在[-1,13]上单调递减,又x0∈[-1,a3](a>0),则
  ①当00,解得:a∈(-3 212,1];
  ②当a>1时,h(x)在[-1,13]上单调递减,在[13,a3]上单调递增,则h(x)min=h(13)=-527 29a>0a>56,即a∈(1, ∞).
  综上,实数a的取值范围为:a∈(-3 212, ∞).
  方法归纳:一般地,函数y=f(x)在闭区间上有以下结论:(其中M为常数)
  (1)f(x)>M恒成立f(x)min>M;f(x)  (2)f(x)>M有解f(x)max>M;f(x)  二、双变量型“存在性”与“任意性”问题
  例3设函数f(x)=ax sinx cosx,若函数f(x)的图象上存在不同的两点A,B,使得曲线y=f(x)在点A,B处的切线互相垂直,则实数a的取值范围为.
  解析:f′(x)=a cosx-sinx=-2sin(x-π4) a,设A(x1,y1),B(x2,y2),由题意得:x1,x2(x1≠x2),使得f′(x1)·f′(x2)=-1f′(x1)=-1f′(x2),则问题转化为:函数f′(x1)的值域与函数-1f′(x2)的值域有交集即可.因为f′(x)的值域为[a-2,a 2],故
  ①当a 2<0,即a<-2时,f′(x1)∈[-2 a,2 a],-1f′(x2)∈[-1a-2,-1a 2],则f′(x1)<0,但-1f′(x2)>0,故无交集;
  ②当a-2>0,即a>2时,同理可得无交集;
  ③当a-2<0a 2>0,即-2  f′(x1)∈[-2 a,2 a],-1f′(x2)∈(-∞,-1a 2]∪[-1a-2, ∞),则有a-2≤-1a 2或a 2≥-1a-2,解得:a∈[-1,1].
  ④当a=±2时,不符合题意.
  综上,实数a的取值范围为[-1,1].
  例4设a>1,若对于任意的x∈[a,2a],都有y∈[a,a2]满足方程logax logay=3,则实数a的取值范围为.
  解析:由logax logay=3得:logax=3-logay,设f(x)=logax,g(y)=3-logay,因为x∈[a,2a],y∈[a,a2],则f(x)∈[1,1 loga2],g(y)∈[1,2],由题意得:[1,1 loga2][1,2],则1 loga2≤2a∈(1,2].
  例5已知f(x)=x2,g(x)=(12)x-m,若对任意x1∈[-1,3],总存在x2∈[0,2],使得f(x1)≥g(x2)成立,则实数m的取值范围是.
  解析:对任意x1∈[-1,3],总存在x2∈[0,2],使得f(x1)≥g(x2)成立f(x1)min≥g(x2)min,
  因为函数f(x)=x2在[-1,0]上单调递减,在[0,3]上单调递增,则f(x1)min=f(0)=0,又因为函数g(x)=(12)x-m在[0,2]上单调递减,则g(x2)min=g(2)=14-m,故0≥14-mm≥14.
  方法归纳:类型1:“x1∈(a,b),x2∈(c,d),使得f(x1)≥f(x2)恒成立”等价于“x1∈(a,b),x2∈(c,d)时,f(x1)min≥f(x2)min”;
  类型2:“x1∈(a,b),x2∈(c,d),使得f(x1)≥f(x2)恒成立”等价于“x1∈(a,b),x2∈(c,d)时,f(x1)min≥f(x2)max”;
  类型3:“x1∈(a,b),x2∈(c,d),使得f(x1)≥f(x2)恒成立”等价于“x1∈(a,b),x2∈(c,d)时,f(x1)max≥f(x2)min”;
  类型4:“x1∈(a,b),x2∈(c,d),使得f(x1)≥f(x2)恒成立”等价于“x1∈(a,b),x2∈(c,d)时,f(x1)max≥f(x2)max”.
  三、多变量型“存在性”与“任意性”问题
  例6已知a>0,-2a  分析:这是一个看起来不像函数但本质上是函数的问题,函数化是关键,注意题设与结论都是齐次式,而且注意到结论的分母是a,因此选ba作为整体变量.
  解析:由a b c=0,得b2-3aca2=b2 3a(a b)a2=b2 3a2 3aba2=(ba)2 3(ba) 3
  =[(ba) 32]2 34,再由a>0,-2a  方法归纳:由等量代换把c消去,变成关于a,b的函数,而a,b两变量之间只有不等关系,通过变量集中,可以看成关于ba的函数.函数是高中数学的基础,大部分数学问题都有函数的影子,因此常说高中数学中,函数是一条主线,我们应学会用函数思想看问题.
  例7函数f(x)=3x a与函数g(x)=3x 2a在区间(b,c)上都有零点,则a2 2ab 2ac 4bcb2-2bc c2的最小值为.
  解析:由单调递增的一次函数f(x)与g(x)在区间(b,c)上都有零点,得:3b a<0(1)3c a>0(2)3b 2a<0(3)3c 2a>0(4),
  故:(1) (3)得:6b 3a<0a 2b<0;(2) (4)得:6c 3a>0a 2c>0.
  又因为a2 2ab 2ac 4bcb2-2bc c2=a(a 2b) 2c(a 2b)(b-c)2
  =4×(a 2b)(a 2c)[(a 2b)-(a 2c)]2
  =4×(a 2b)(a 2c)(a 2b)2 (a 2c)2-2(a 2b)(a 2c)
  =4×1a 2ba 2c a 2ca 2b-2,
  由a 2b<0,a 2c>0得:a 2ba 2c a 2ca 2b≤-2,故a 2ba 2c a 2ca 2b-2≤-4,即
  1a 2ba 2c a 2ca 2b-2≥-14,故a2 2ab 2ac 4bcb2-2bc c2的最小值为-1.
  (作者:丁称兴,江苏省溧水高级中学)
其他文献
一组组准确、全面的数据,一份份有理有据的分析,一项项摆到市领导桌面的合理化建议……面对不断蔓延的世界金融危机,唐山市统计局不断强化大局意识、服务意识、责任意识、创
《金属热处理学报》是材料热处理专业唯一的学术性刊物,1980年创刊,1990年改为季刊,国内外公开发行。据中国科学技术情报研究所1989、1990年中国科技论文统计分析年度报告,
[目的]了解北京海淀区大学生心理健康状况与分布特点。[方法]采用多阶段分层整群抽样的方法,调查了文、理、工、经济、管理、医学、教育等专业82个班级2268人,研究对象自填《
拉丁美洲地区有几十个国家,但出版业较发达的国家仅有几个,有的国家甚至没有出版社。出版业规模较大的国家有:墨西哥、哥伦比亚、阿根廷、古巴、智利和巴西。 There are do
科技期刊专业繁多,其插图种类更是广泛纷杂。笔者查阅了几十种国内外科技期刊,发现在插图方面有选用不恰当的,有布局不合理的,有描绘不规范的,等等。如何使插图能真正简明地
《本命年的回想》是著名作家刘绍棠先生于1996年2月写的一篇散文。文章写的是作者家乡过年的情景,充满了浓郁的地方特色和民俗风情。他在文章结尾写道:“今年岁逢丙子,是我的
1 从读者喜看什么论文谈起 在科学技术突飞猛进的当代,科研文献不断大批涌现,学术期刊如雨后春笋,而读者的时间有限,不可能全部涉猎,总想挑选那些对自己有用的新东西来阅读,
书刊音像广告的表现,指将有关图书、期刊、报纸、录音制品、录像带的服务、出版单位、内容作用等方面的信息,通过具体的广告作品传达给消费者。广告作品是广告信息的载体,是
科技编辑的特殊贡献是什么,这是一个大家十分感兴趣的课题。作者曾以《科技期刊编辑的特殊贡献——人才培养》,《挖掘优秀稿源,优选独创作品——再论科技期刊编辑的特殊贡献
本研究在句子的水平,采取残句补全记录反应时的方法,探讨大学生英语被试双语间记忆表征的词汇-概念联系情况。介于以往国外研究中发现双语间显著的生物效应,因此增加生物词-非生物词这一词汇性质变量以考察中英两种语言间是否也能产生这一效应。结果表明,在大学生中,我们发现了双语间记忆表征的词汇-概念的不对称性,支持Kroll修正的层级模型,但是,并没有在语言间发现生物效应,相反,被试对非生物词的反应要更快。