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【关键词】不等,参数,函数, ,成立,范围,
含参数不等式的解证是近几年高考中的重点和难点,因涉及的思维程度较高、综合性较强,学生在解题时往往感到无从下手,在高考中得分不高.而解决此类问题需要学生灵活地进行代数变形,综合运用所学知识,方可取得较好的解题效果,因此此类问题的求解当属学习难点.本文通过对若干例题的分析,试图说明此类问题的常见求解策略,供大家参考.
一、不等式解集法
例1 (2004年上海高考题)记函数 的定义域为A, 的定义域为B.
(1)求A;
(2)若B A,求实数a的取值范围.
解:(1) 得 ,x<-1或x≥1,即A=(-∞,-1)∪[1,+∞).
(2)由(x-a-1)(2a-x)>0,得(x-a-1)(x-2a)<0.∵a<1,∴a+1>2a,
∴B=(2a,2a+1).∵B A,∴2a≥1或a+1≤-1,即a≥12或a≤-2,
而a<1,∴12≤a<1或a≤-2,故当B A时,
实数a的取值范围是(-∞,-2]∪[12,1).
评注:本题中涉及的不等式都易求出解集,所以先求出各不等式的解集,然后通过对解集的对照,得到参数的取值范围.
二、利用二次函数的性质
把所求的函数转化为二次函数,再利用二次函数的知识,例如根的分布、图像的性质等,从而求出变量的范围.
例2 (2008年全国高考题)已知函数
(1)讨论函数 的单调区间;
(2)设函数 在区间(-23,-13)内是减函数,求a的取值范围.
解:(1) , ,当 时, , , 在R上递增;当 ,由 ,求得两根为 .
即f(x)在 递增, 递减, 递增.
(2), ,解得a≥2.
四、函数最值法
已知函数f(x)的值域为 ,则 恒成立转化为 即 ; 恒成立转化为 ,即 .据此,可将含参数的恒成立的不等式问题,转化为求函数的最大值和最小值问题.
例3 (2008年天津)已知函数 其中
(1)若曲线 在 )处的切线为 ,求函数的解析式;
(2)讨论函数 的单调性;
(3)对于任意的 ,不等式 在 上恒成立,
求b的取值范围.
解:(1) . 由导数的几何意义得 ,于是
由切点 在直线 上可得
所以函数 的解析式为
(2).由
当 时,显然 这时 在区间 上是增函数.当 时,令 ′解得 当 变化时, 的变化情
况如下表:
+ 0 -- -- 0 +
↗ 极大值 ↘ ↘ 极小值 ↗
所以 在 , 内为增函数,在 , 内是减函数.
(3)由(2)知, 在 上的最大值为 与 的较大者,对于任意的 ,不等式 在 上恒成立,
当且仅当 即
对任意的 成立.从而得 ,所以满足条件的b的取值范围是
五、参数分离法
将参变量与主变量从恒等式中分离,则在求函数最值时可避免繁冗的 分类讨论,从而更好地实施“函数最值法”.
例4(2008年湖南) 已知函数f(x)=ln2(1+x)- .
(Ⅰ)求函数f(x) 的单调区间;
(Ⅱ)若不等式 对任意的 都成立(其中e是自然对数的底数).
求 的最大值.
解: Ⅰ)函数f(x)的定义域是 ,
设 则
令 则
当 时, 在(-1,0)上为增函数,
当x>0时, 在 上为减函数.
所以h(x)在x=0处取得极大值,而h(0)=0,所以 ,函数g(x)在 上为减函数. 于是当 时,
当x>0时,
所以,当 时, 在(-1,0)上为增函数.
评注:解恒成立问题,往往采用分离参数,转化为最值和不等式的问题.
含参数不等式的解证是近几年高考中的重点和难点,因涉及的思维程度较高、综合性较强,学生在解题时往往感到无从下手,在高考中得分不高.而解决此类问题需要学生灵活地进行代数变形,综合运用所学知识,方可取得较好的解题效果,因此此类问题的求解当属学习难点.本文通过对若干例题的分析,试图说明此类问题的常见求解策略,供大家参考.
一、不等式解集法
例1 (2004年上海高考题)记函数 的定义域为A, 的定义域为B.
(1)求A;
(2)若B A,求实数a的取值范围.
解:(1) 得 ,x<-1或x≥1,即A=(-∞,-1)∪[1,+∞).
(2)由(x-a-1)(2a-x)>0,得(x-a-1)(x-2a)<0.∵a<1,∴a+1>2a,
∴B=(2a,2a+1).∵B A,∴2a≥1或a+1≤-1,即a≥12或a≤-2,
而a<1,∴12≤a<1或a≤-2,故当B A时,
实数a的取值范围是(-∞,-2]∪[12,1).
评注:本题中涉及的不等式都易求出解集,所以先求出各不等式的解集,然后通过对解集的对照,得到参数的取值范围.
二、利用二次函数的性质
把所求的函数转化为二次函数,再利用二次函数的知识,例如根的分布、图像的性质等,从而求出变量的范围.
例2 (2008年全国高考题)已知函数
(1)讨论函数 的单调区间;
(2)设函数 在区间(-23,-13)内是减函数,求a的取值范围.
解:(1) , ,当 时, , , 在R上递增;当 ,由 ,求得两根为 .
即f(x)在 递增, 递减, 递增.
(2), ,解得a≥2.
四、函数最值法
已知函数f(x)的值域为 ,则 恒成立转化为 即 ; 恒成立转化为 ,即 .据此,可将含参数的恒成立的不等式问题,转化为求函数的最大值和最小值问题.
例3 (2008年天津)已知函数 其中
(1)若曲线 在 )处的切线为 ,求函数的解析式;
(2)讨论函数 的单调性;
(3)对于任意的 ,不等式 在 上恒成立,
求b的取值范围.
解:(1) . 由导数的几何意义得 ,于是
由切点 在直线 上可得
所以函数 的解析式为
(2).由
当 时,显然 这时 在区间 上是增函数.当 时,令 ′解得 当 变化时, 的变化情
况如下表:
+ 0 -- -- 0 +
↗ 极大值 ↘ ↘ 极小值 ↗
所以 在 , 内为增函数,在 , 内是减函数.
(3)由(2)知, 在 上的最大值为 与 的较大者,对于任意的 ,不等式 在 上恒成立,
当且仅当 即
对任意的 成立.从而得 ,所以满足条件的b的取值范围是
五、参数分离法
将参变量与主变量从恒等式中分离,则在求函数最值时可避免繁冗的 分类讨论,从而更好地实施“函数最值法”.
例4(2008年湖南) 已知函数f(x)=ln2(1+x)- .
(Ⅰ)求函数f(x) 的单调区间;
(Ⅱ)若不等式 对任意的 都成立(其中e是自然对数的底数).
求 的最大值.
解: Ⅰ)函数f(x)的定义域是 ,
设 则
令 则
当 时, 在(-1,0)上为增函数,
当x>0时, 在 上为减函数.
所以h(x)在x=0处取得极大值,而h(0)=0,所以 ,函数g(x)在 上为减函数. 于是当 时,
当x>0时,
所以,当 时, 在(-1,0)上为增函数.
评注:解恒成立问题,往往采用分离参数,转化为最值和不等式的问题.