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问题的提出:已知不等式恒成立,求参数的取值范围是高中数学教学中的一个难点,本文就自己的教学体会谈谈解决这类问题的几种方法,仅供参考。
一、一次函数在闭区间上的单调性
例1:已知a∈R且,则使不等式x2+(a-4)x+4-2a﹥0对于所有的a都成立,求x的取值范围。
解:原不等式即为(x-2)a+x2-4x+4
令g(a)=(x-2)a+x2-4x+4,则g(a)﹥0对恒成立。
g(-1)﹥0 解得x﹥3或x﹤1
说明:利用一次函数在闭区间两端点都成立,而得出结论。
二、利用二次函数的有关性质
例2:对于函数,若存在x0∈R,使成立,则称为的不动点,已知函数 ,若对于任意实数,函数恒有两个相异的不动点,求a的取值范围。
解:由恒有两个不动点知:ax2+(b+1)x+(b-1)=x
即ax2+bx+b-1=0恒有两相异实根,即
△=b2-4ab+4a﹥0 (b∈R)恒成立
于是△1=(4a) 2 -16a﹤0解得0﹤a﹤1
故所求a的范围为(0,1)
说明:本题运用为二次方程的根的分布理论和不等式知识加以解决。
三、利用三角函数的有界性及有关性质
例3:
若对x∈R,不等式恒成立,求实数a的取值范围。
解:令
5
故只须1≤a2≤4a∈[-2,-1]∪[1,2]
四、利用代换化复杂函数为简单函数
例4:如果对任何满足(x-1)2+y2=1的实数x、y,x+y+k≥0恒成立,求实数k的取值范围。
解:设x=cos+1,y=sin(∈R)
则x+y+k=sin+cos+k+1=
记,则
只须,即
说明:由三角代换化二次函数为一次函数,再用三角函数的性质求解。
五、利用数形结合,用运动变化的思想来求解
例5:已知对恒成立,求k的取值范围。
解:作函数的图象
由图易知应在的下方:
说明:由图象的运动变化得出斜率的取值范围。
六、分离参数
例6:已知不等式在时恒成立,求的范围。
解:原不等式
即
在时恒成立
说明:分离参数,若g(x)存在最小值,则恒成立
七、化为与之对应的函数,利用函数性质求解
例7:已知关于x的不等式的解集为R,求k的取值范围。
解:由4k2+6x+3﹥0得出原不等式等价于不等式2x2+2kx+k﹤4k2+6x+3
即 2x2+2(3-k)x+3-k﹥0
原不等式的解集为R
∵△﹤0,即4(3-k)2-4×2(3-k)﹤0
1﹤k﹤3
说明:化分式函数为二次函数,利用判别式法求解。
八、分步讨论
例8:若函数(其中且)在上恒成立,求a的取值范围。
解::,时,由得
即恒成立
∴1﹤a﹤2
:时,由得
即恒成立
综上的取值范围为
说明:由对数函数的底数a在(0,1)与(1,+∞)上的单调性不同加以分步讨论从而得出结论。
九、利用导数,找出函数在的内的最值
例9:已知,若不等式对于恒成立,求入的取值范围。
解:由得或
而
时,
要使对恒成立
(作者单位:425900湖南省东安县东安职业中专)
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一、一次函数在闭区间上的单调性
例1:已知a∈R且,则使不等式x2+(a-4)x+4-2a﹥0对于所有的a都成立,求x的取值范围。
解:原不等式即为(x-2)a+x2-4x+4
令g(a)=(x-2)a+x2-4x+4,则g(a)﹥0对恒成立。
g(-1)﹥0 解得x﹥3或x﹤1
说明:利用一次函数在闭区间两端点都成立,而得出结论。
二、利用二次函数的有关性质
例2:对于函数,若存在x0∈R,使成立,则称为的不动点,已知函数 ,若对于任意实数,函数恒有两个相异的不动点,求a的取值范围。
解:由恒有两个不动点知:ax2+(b+1)x+(b-1)=x
即ax2+bx+b-1=0恒有两相异实根,即
△=b2-4ab+4a﹥0 (b∈R)恒成立
于是△1=(4a) 2 -16a﹤0解得0﹤a﹤1
故所求a的范围为(0,1)
说明:本题运用为二次方程的根的分布理论和不等式知识加以解决。
三、利用三角函数的有界性及有关性质
例3:
若对x∈R,不等式恒成立,求实数a的取值范围。
解:令
5
故只须1≤a2≤4a∈[-2,-1]∪[1,2]
四、利用代换化复杂函数为简单函数
例4:如果对任何满足(x-1)2+y2=1的实数x、y,x+y+k≥0恒成立,求实数k的取值范围。
解:设x=cos+1,y=sin(∈R)
则x+y+k=sin+cos+k+1=
记,则
只须,即
说明:由三角代换化二次函数为一次函数,再用三角函数的性质求解。
五、利用数形结合,用运动变化的思想来求解
例5:已知对恒成立,求k的取值范围。
解:作函数的图象
由图易知应在的下方:
说明:由图象的运动变化得出斜率的取值范围。
六、分离参数
例6:已知不等式在时恒成立,求的范围。
解:原不等式
即
在时恒成立
说明:分离参数,若g(x)存在最小值,则恒成立
七、化为与之对应的函数,利用函数性质求解
例7:已知关于x的不等式的解集为R,求k的取值范围。
解:由4k2+6x+3﹥0得出原不等式等价于不等式2x2+2kx+k﹤4k2+6x+3
即 2x2+2(3-k)x+3-k﹥0
原不等式的解集为R
∵△﹤0,即4(3-k)2-4×2(3-k)﹤0
1﹤k﹤3
说明:化分式函数为二次函数,利用判别式法求解。
八、分步讨论
例8:若函数(其中且)在上恒成立,求a的取值范围。
解::,时,由得
即恒成立
∴1﹤a﹤2
:时,由得
即恒成立
综上的取值范围为
说明:由对数函数的底数a在(0,1)与(1,+∞)上的单调性不同加以分步讨论从而得出结论。
九、利用导数,找出函数在的内的最值
例9:已知,若不等式对于恒成立,求入的取值范围。
解:由得或
而
时,
要使对恒成立
(作者单位:425900湖南省东安县东安职业中专)
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