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4数学中的恒成立与有解问题
数学中的恒成立与有解问题
一、恒成立问题
1、由二次函数的性质求参数的取值范围
例题1.若关于的不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
解题思路:结合二次函数的图象求解
解析:当时,不等式解集不为,故不满足题意;
当时,要使原不等式解集为,只需,解得
综上,所求实数的取值范围为
规律总结:不等式对一切恒成立或
不等式对任意恒成立或
2、转化为二次函数的最值求参数的取值范围
例题2:已知二次函数满足,而且,请解决下列问题
求二次函数的解析式。
若在区间上恒成立 ,求的取值范围。
解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围.
解析:(1)设.由得,故.
∵ ∴
即,所以,解得 ∴
(2)由(1)知在恒成立,即在恒成立.
令,则在上单调递减.所以在上的最小值为.所以的取值范围是.
规律总结:对一切恒成立,则;对一切恒成立,则;注意参数的端点值能否取到需检验。
二、有解问题
3、方程的有解问题
例题3:题干与例题2相同
同例题2.
(2)若在区间上恒成立 ,求的取值范围。
解题思路:先分离系数,再由二次函数值域确定取值范围.
解析:(1)解法同例题2
(2)由(1)知在恒成立,即在恒成立.
令,则在上单调递减.所以在上的最大值为,最小值为,所以的取值范围是。
规律总结:若方程在某个区间上有解只需求出在区间上的值域A使。
4、不等式的有解问题
例题4题干与例题2相同
同例题2.
若在区间上有解 ,求的取值范围。
解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围.
解析:(1)解法同例题2
(2)由(1)知在有解,即在有解
令,则在上单调递减.所以在上的最大值为.所以的取值范围是。.
规律总结:在区间内有解,则;在区间内有解,则;注意参数的端点值能否取到需检验。
练习
.1不等式对一切R恒成立,则实数a的取值范围是_______.
[解析]:不等式对一切R恒成立,
即 对一切R恒成立
若=0,显然不成立
若0,则 ∴
2.若不等式x2+ax+1(0对于一切x((0,)成立,则a的取值范围是 ( )
A.0 B. –2 C.- D.-3
解析:设f(x)=x2+ax+1,则对称轴为x=,若(,即a(-1时,则f(x)在〔0,〕上是减函数,应有f()(0(-(x(-1
若(0,即a(0时,则f(x)在〔0,〕上是增函数,应有f(0)=1(0恒成立,故a(0
若0((,即-1(a(0,则应有f()=恒成立,故-1(a(0. 综上,有-(a,故选C .
恒成立与有解的区别
(1)不等式f(x)k在xI时恒成立( fmax(x)k,x∈I或f(x)的上界小于或等于k;
(2)不等式f(x)k在xI时有解( fmin(x)k,x∈I 或f(x)的下界小于k;
(3)不等式f(x)k在xI时恒成立( fmin(x)k,x∈I或f(x)的下界大于或等于k;
(4)不等式f(x)k在xI时有解( fmax(x)k,x∈I或f(x)的上界大于k;
()等式f(x)k在xI时恒成立(
()等式f(x)k在xI时有解(
()等式f(x)在xI时恒成立(
()等式f(x)在xI时有解(
解决恒成立和有解解问题的基本策略常常是构作辅助函数,利用函数的单调性、最值(或上、下界)、图象求解;基本方法包括:分类讨论,数形结合,参数分离,变换主元等等。
若在区间是增函数,求实数的取值范围。
解: ,要使在区间是增函数,只需当时,恒成立,即,则恒成立,故当时,在区间是增函数。
2. (07重庆理)已知函数在处取得极值,其中为常数.
(Ⅰ)试确定的值;
(Ⅱ)讨论函数的单调区间;
(Ⅲ)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
.解:(I)由题意知,因此,从而.
又对求导得.
由题意,因此,解得.
(II)由(I)知(),令,解得.
当时,,此时为减函数;当时,,此时为增函数.因此的单调递减区间为,而的单调递增区间为.
(III)由(II)知,在处取得极小值,此极小值也是最小值,要使()恒成立,只需解得或.
所以的取值范围为
3.(2009江西卷文)设函数.,恒成立,求的最大值;
(2)若方程有且仅有一个实根,求的取值范围.:,
因为,, 即 恒成立,
所以 , 得,即的最大值为
(2) 因为 当时, ;当时, ;当时, ;
所以 当时,取极大值 ;
当时,取极小值 ;
故当 或时, 方程仅有一个实根. 解得 或.
4.(2009宁夏海南卷文)已知函数.
设,求函数的极值;
若,且当时,12a恒成立,试确定的取值范围.
解析:(Ⅰ)当a=1时,对函数求导数,得2
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