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含参不等式恒成立问题知识点与典型例题
三个两次之间的关系
含参一元二次不等式常用的分类方法有三种:
“含参不等式恒成立问题”把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来,其以覆盖知识点多,综合性强,解法灵活等特点而倍受高考、竞赛命题者的青睐。另一方面,在解决这类问题的过程中涉及的“函数与方程”、“化归与转化”、“数形结合”、“分类讨论”等数学思想对锻炼学生的综合解题能力,培养其思维的灵活性、创造性都有着独到的作用。本文就结合实例谈谈这类问题的一般求解策略。
一、判别式法
若所求问题可转化为二次不等式,则可考虑应用判别式法解题。一般地,对于二次函数,有
1)对恒成立;
2)对恒成立
例1:若不等式的解集是R,求m的范围。
解析:要想应用上面的结论,就得保证是二次的,才有判别式,但二次项系数含有参数m,所以要讨论m-1是否是0。
(1)当m-1=0时,元不等式化为2>0恒成立,满足题意;
(2)时,只需,所以,。
二、最值法
将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题的一种处理方法,其一般类型有:
1)恒成立
2)恒成立
例2、若时,不等式恒成立,求的取值范围。
解:设,则问题转化为当时,的最小值非负。
当即:时, 又所以不存在;
当即:时, 又
当 即:时, 又
综上所得:
三、分离变量法
若所给的不等式能通过恒等变形使参数与主元分离于不等式两端,从而问题转化为求主元函数的最值,进而求出参数范围。这种方法本质也还是求最值,但它思路更清晰,操作性更强。一般地有:
1)恒成立
2)恒成立
例3、已知时,不等式恒成立,求的取值范围。
例11解:令, 所以原不等式可化为:,
要使上式在上恒成立,只须求出在上的最小值即可。
四、变换主元法
处理含参不等式恒成立的某些问题时,若能适时的把主元变量和参数变量进行“换位”思考,往往会使问题降次、简化。
例4.对任意,不等式恒成立,求的取值范围。
分析:题中的不等式是关于的一元二次不等式,但若把看成主元,则问题可转化为一次不等式在上恒成立的问题。
解:令,则原问题转化为恒成立()。
当时,可得,不合题意。
当时,应有解某某。
故的取值范围为。
注:一般地,一次函数在上恒有的充要条件为。
五、数形结合法
数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形缺数时难入微”,这充分说明了数形结合思想的妙处,在不等式恒成立问题中它同样起着重要作用。我们知道,函数图象和不等式有着密切的联系:
1)函数图象恒在函数图象上方;
2)函数图象恒在函数图象下上方。
例5.设 , ,
若恒有成立,求实数的取值范围.
分析:在同一直角坐标系中作出及
的图象 如图所示,的图象是半圆
的图象是
平行的直线系。
要使恒成立,
则圆心到直线的距离
满足
针对提高练习
1.已知不等式.
(1)当时,解此不等式;
(2)若此不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】
(1)先将代入不等式中,再根据根的判别式 ,与轴无交点,则解集为.
(2)把已知的不等式变形为二次不等 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 【答案】(1);(2)存在;.
【分析】
(1)根据题意,分析可得的对称轴为,结合的值设,又由,可得a的值,即可得函数的解析式;
(2)根据题意,假设存在存在实数m,可得在上恒成立,设,结合二次函数的性质可得,解可得m的取值范围,即可得答案.
【详解】
(1)因为,所以二次函数的图象的对称轴为,
又,故可设二次函数,
又因为,所以,解得:,
所以;
(2)假设存在实数,使得二次函数在上的图象恒在直线的上方,等价于不等式,
即在上恒成立,
令,即等价于,
解得:,
所以实数的取值范围为.
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