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【摘要】高中阶段所包含的恒成立题,与之有关的函数很多、解题方法中会用到转化变量、引进参数、数形结合、借助关系式本身的几何意义等方法,很好地体现出学生在解决数学问题方面的能力,拓宽了学生解题的思路。因此,这一类数学问题就成为了最近几年高考出题的一个热点。
【关键词】高中数学 转化变量 主元更换 数形结合
在目前高中阶段含参不等式问题中,主要是求本题中参数的取值范围进而使原不等式恒成立,是高考中的一种常见题。
一、转化变量,引进参数
例1.若x∈R,x2log24(a 1)a 2xlog22aa 1 log2(a 1)24a2>0一定成立,求这道题中a的范围。
解:因为log22aa 1的值随着参数a的变化而变化,若设t=log22aa 1,则以上关系式就成为“当t为那些值时,(3-t)x2 2tx-2t>0一定成立”。
这个问题就可以转化成我们所非常熟知的函数的等价问题,求解关于t的不等式组:3-t>0
Δ=(2t)2 8t(3-t)<0 。解得:t<0,即有log22aa 1<0,易得0 二、借助题中函数值域,把参数分离出来
例2.已知一切角θ,sin2θ 2mcosθ 4m-1<0恒成立,求这道题中m的范围。
解:将此式分离变量得m(2cosθ 4)0,则上述不等式就变为2m 2m必须小于f(θ)=cos2θcosθ 2的最小值,所以这道题必须求cos2θcosθ 2的最小值。因为f(θ)=cos2θcosθ 2
=(cosθ 2)2-4(cosθ 2) 4cosθ 2
=cosθ 2 4cosθ 2-4
≥4-4=0
即cosθ=0时,有最小值为0,故m<0。
三、主元更换,转化解题思路
例3.已知0≤m≤1,方程x2 mx-2m-1=0有实数根,求这道题中实根的范围。
解:根据已知方程,以m为主元,则m(x-2)=(1-x)2,
由原方程知x≠2,得m=1-x2x-2,又0≤m≤1,即0≤1-x2x-2≤1
解之得-1-132≤x≤-1或1≤x≤-1 132。
四、数形结合,一目了然
例4.若x∈(0,4],则不等式x(4-x)>ax一定成立,试求本题中a的范围。
解:若设y1=x(4-x),则(x-2)2 y21=4(y1≥0)为上半圆。
设y2=ax,为过原点,a为斜率的直线。
在同一个平面直角坐标系内,画出本题中2个函数图象。
由所画的图可知,y1的函数值必须要比y2的函数值大,所以这道题中a的取值范围是a<0。
五、合理推理,借助几何意义
例5.不论k为何值,y=kx 1与x2 y2-2ax a2-2a-4=0一定有交点,求这道题中a的范围。
解:(x-a)2 y2=4 2a,C(a,0),当a>-2时,则这条直线所过点A(0,1)一定在圆上或圆的内部,即点A(0,1)到圆心的距离小于或者等于圆的半径,即a2 1≤2a 4(a>-2),得-1≤a≤3。
六、分几种情况讨论,不重不漏
例6.若|m|≤2,2x-1>m(x2-1)总成立,求这道题中x的范围。
解:由|m|≤2这个条件想到把参数m分离出来,这就需要对x2-1这个式子进行分情况讨论。
①当x2-1>0时,使此式2x-1x2-1>m恒成立,则2x-1x2-1>2, 所以1 ②当x2-1<0时,使此式2x-1x2-1 ③当x2-1=0时,使此式2x-1>0恒成立,则x=1。
综上①②③得-1 72 目前高中阶段的数学中,含有参数的这一类不等式恒成立问题,这种题所含有的数学知识点特别多,解题方法也不唯一,但是这种题的核心就是进行等价转化,有了这种解题思想,做这类题就能以不变应万变,这就要求学生要通过做过的习题不断的总结和反思领悟。
【关键词】高中数学 转化变量 主元更换 数形结合
在目前高中阶段含参不等式问题中,主要是求本题中参数的取值范围进而使原不等式恒成立,是高考中的一种常见题。
一、转化变量,引进参数
例1.若x∈R,x2log24(a 1)a 2xlog22aa 1 log2(a 1)24a2>0一定成立,求这道题中a的范围。
解:因为log22aa 1的值随着参数a的变化而变化,若设t=log22aa 1,则以上关系式就成为“当t为那些值时,(3-t)x2 2tx-2t>0一定成立”。
这个问题就可以转化成我们所非常熟知的函数的等价问题,求解关于t的不等式组:3-t>0
Δ=(2t)2 8t(3-t)<0 。解得:t<0,即有log22aa 1<0,易得0 二、借助题中函数值域,把参数分离出来
例2.已知一切角θ,sin2θ 2mcosθ 4m-1<0恒成立,求这道题中m的范围。
解:将此式分离变量得m(2cosθ 4)0,则上述不等式就变为2m 2m必须小于f(θ)=cos2θcosθ 2的最小值,所以这道题必须求cos2θcosθ 2的最小值。因为f(θ)=cos2θcosθ 2
=(cosθ 2)2-4(cosθ 2) 4cosθ 2
=cosθ 2 4cosθ 2-4
≥4-4=0
即cosθ=0时,有最小值为0,故m<0。
三、主元更换,转化解题思路
例3.已知0≤m≤1,方程x2 mx-2m-1=0有实数根,求这道题中实根的范围。
解:根据已知方程,以m为主元,则m(x-2)=(1-x)2,
由原方程知x≠2,得m=1-x2x-2,又0≤m≤1,即0≤1-x2x-2≤1
解之得-1-132≤x≤-1或1≤x≤-1 132。
四、数形结合,一目了然
例4.若x∈(0,4],则不等式x(4-x)>ax一定成立,试求本题中a的范围。
解:若设y1=x(4-x),则(x-2)2 y21=4(y1≥0)为上半圆。
设y2=ax,为过原点,a为斜率的直线。
在同一个平面直角坐标系内,画出本题中2个函数图象。
由所画的图可知,y1的函数值必须要比y2的函数值大,所以这道题中a的取值范围是a<0。
五、合理推理,借助几何意义
例5.不论k为何值,y=kx 1与x2 y2-2ax a2-2a-4=0一定有交点,求这道题中a的范围。
解:(x-a)2 y2=4 2a,C(a,0),当a>-2时,则这条直线所过点A(0,1)一定在圆上或圆的内部,即点A(0,1)到圆心的距离小于或者等于圆的半径,即a2 1≤2a 4(a>-2),得-1≤a≤3。
六、分几种情况讨论,不重不漏
例6.若|m|≤2,2x-1>m(x2-1)总成立,求这道题中x的范围。
解:由|m|≤2这个条件想到把参数m分离出来,这就需要对x2-1这个式子进行分情况讨论。
①当x2-1>0时,使此式2x-1x2-1>m恒成立,则2x-1x2-1>2, 所以1 ②当x2-1<0时,使此式2x-1x2-1 ③当x2-1=0时,使此式2x-1>0恒成立,则x=1。
综上①②③得-1 72 目前高中阶段的数学中,含有参数的这一类不等式恒成立问题,这种题所含有的数学知识点特别多,解题方法也不唯一,但是这种题的核心就是进行等价转化,有了这种解题思想,做这类题就能以不变应万变,这就要求学生要通过做过的习题不断的总结和反思领悟。