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函数“恒成立”问题的求解方法

函数“恒成立”问题的求解方法
函数“恒成立”问题的求解方法

函数“恒成立”问题的求解方法

新疆第九师龙珍高级中学 刘营

摘要:本文通过简单分析函数的恒成立问题,利用变换主元法、分离参数法、数形结合法等方法,把函数恒成立问题规范化,从而使复杂的恒成立问题得到简捷的处理.

关键词:函数;恒成立;高考;解题方法;创新引用

新课标下的高考越来越重视对学生综合素质的考察,高中数学中的恒成立问题是一个很好的载体,它涉及的数学知识点多、综合性强、解决方法灵活多变、技巧性强,因而在培养学生思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用.近几年的高考中频频出现恒成立问题,其形式逐渐多样化,但基本上与不等式、函数、导数知识密不可分.恒成立问题的解决方法通常有变换主元法、分离参数法、数形结合法等,使用这3种方法对近几年高考中涉及到的恒成立问题进行总结.

1.一次函数中的恒成立问题

1.1.一次函数()b ax x f +=在[]n m x ,∈上恒大于零的充要条件是:

???>>0)(0m f a 或 ???><0)(0n f a 或 ???>>0

)(0)(n f m f . 1.2.一次函数()b ax x f +=在[]n m x ,∈上恒大于零的充要条件是:

???<>0)(0n f a 或 ???<<0)(0m f a 或 ?

??<<0)(0)(n f m f . 引例1 若()()1612++--=x xm m x x f 在区间[]1,0上恒为正值,求实数m 的取值范围. 评析:()()()

116161222+-+-=++--=m x m m x xm m x x f ()0>x f 在[]1,0恒成立

∴???>>+0)0(016m -m 2f 或 ???><+0

)1(016m -m 2f 3

11<<-∴m 故对于一切[]1,0∈x 恒有()0>x f 的m 的取值范围是?

?????<<-311|m m .

2.二次函数中的恒成立问题

2.1.对于二次函数()()02≠++=a c bx ax x f 在实数集R 上恒成立问题可利用判别式直接求解,即

()0>x f 恒成立????00a ;()0

??

()()002>>++=a c bx ax x f 在区间[]n m ,上恒成立

()?????><-≥??020m f m a b 或 ()?????>>-≥?0

20n f n a

b 或 0

()()002><++=a c bx ax x f 在区间[]n m ,上恒成立

()()??

???><>??000m f n f .

注:若0

引例2、若关于x 的不等式0222

>++x ax 在R 上恒成立,求实数a 的取值范围.

评析:(1)当0=a 时,原不等式可化为022>+x ,其解集不为R ,故0=a 不满足题意,舍去;

(2)当0≠a 时,要使原不等式的解集为R ,则 ?????<-=?>0

8202a a , 即:21>a . 综上所述:所求实数a 的取值范围为??

? ??+∞,21.

引例3、已知()32++=ax x x f ,若[]2,2-∈x ,()a x f ≥恒成立,求a 的取值范围. 评析:令()a ax x a x f x F -++=-=3)(2

,则问题转化为: 若[]2,2-∈x 时,()0≥x F 恒成立

()()???????≥--<->--=?02220342F a a a 或 ()()???

????≥>->--=?02220342F a a a 或 0≤? 27≤≤-∴a .

3.恒成立问题的创新引用

3.1.变换主元法。哪个字母含有范围,那个字母就是主元。

引例4 求使不等式()03962

>-+-+a x a x ,当1≤a 时恒成立的x 的取值范围. 评析:将不等式整理为形式上是关于a 的一元一次不等式()09632

>+-+-x x a x . 令()()9632

+-+-=x x a x a f

()0>a f 在1≤a 时恒成立

∴由一次函数的单调性,可得()()??

???>>-0101f f 即:???>+->+-0

65012722x x x x , 2<∴x 或4>x . 3.2.分离参数法。若D x ∈,()x f 存在最大值和最小值,对于区间D 上的任意x ,都有()()a g x f >恒成立,则()()min x f a g <;对于区间D 上的任意x ,都有()()a g x f <恒成立,则()()max x f a g >.

引例5 已知函数()x

a x x x f ++=22,若对于任意[)+∞∈,1x ,()0>x f 恒成立,求实数a 的取值范围.

评析:由[)+∞∈,1x ,()022>++=x

a x x x f 恒成立,得022>++a x x 恒成立 即:当1≥x 时,()x x a 22+->恒成立

令()()

x x x g 22+-= ()()

()11222++-=+-=x x x x g 在[)+∞,1上单调递减 ()()31max -==∴g x g ,3->∴a .

3.3.数形结合法。即将不等式线转化为函数,再利用函数的图像给于解决。

引例6 当10≤≤x 时,恒有12->+k kx x ,求实数k 的取值范围.

评析:不等式可化为()112

-->+x k x . 如下图:

令()1012≤≤+=x x y ,作抛物弧AB ,过()0,1点作直线()1:--=x k y l ,则只需求使弧AB 位于直线l 上方的k 的取值范围即可. 这由直线l 的斜率CA k k >-知1->-k ,即:1

函数中的“恒成立问题”通常可以转化为函数的最值问题来来解决的,而“存在性问题”我 以转化为研究该命题的否定形式,即将该问题转化为研究函数的最值问题来解决,在遇到多个变量问题的时候,应该仔细研究函数的结构确定合理的解决方法。

以上是对近几年高考中恒成立问题的简单整理,但实际解题时这几种方法常是交叉使用的,且解法并不唯一,所以在实际解题中,需灵活运用各种解题方法.在数学解题过程中,如果我们能把以上几种恒成立与存在性问题的本质弄清楚。不仅能提高解题速度,而且能收到简缩思维、提升思维品质的功效,同时对提高学生解题能力也大有裨益.

参考文献:

[1]杜志建.高考题库理科数学[M].吉林:延边教育出版社,2014.

[2]孙翔峰.三维设计理科数学[M].北京:光明日报出版社,2014.

[3]普通高中数学课程标准(实验)[M ].人民教育出版社,2003.

[4]冯斌.高中数学教学设计实例[M].宁波:宁波出版社,2006.

[5]5年高考 5年模拟(高考理数)[M].教育科学出版社,2011.

函数不等式恒成立问题经典总结

函数、不等式恒成立问题解法(老师用) 恒成立问题的基本类型: 类型1:设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f ,(对于任意实数R 上恒成立) (1)R x x f ∈>在0)(上恒成立00?且a ; (2)R x x f ∈<在0)(上恒成立00a 时,],[0)(βα∈>x x f 在上恒成立?????>>-?????<- ?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或, ],[0)(βα∈x x f 在上恒成立?? ?>>?0 )(0 )(βαf f ],[0)(βα∈- ?????<-?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或 类型3: αα>?∈>min )()(x f I x x f 恒成立对一切 αα>?∈?∈>的图象的上方或的图象在恒成立对一切 恒成 一、用一次函数的性质 对于一次函数],[,)(n m x b kx x f ∈+=有: ?? ?<>?>0 )(0 )(0)(,0)(0)(0)(n f m f x f n f m f x f 恒成立恒成立 例1:若不等式)1(122 ->-x m x 对满足22≤≤-m 的所有m 都成立,求x 的范围。 解析:我们可以用改变主元的办法,将m 视为主变元,即将元不等式化为:0)12()1(2 <---x x m ,;令)12()1()(2 ---=x x m m f ,则22≤≤-m 时,0)(

含参不等式恒成立问题中求参数取值范围一般方法(教师版)

恒成立问题是数学中常见问题,也是历年高考的一个热点。大多是在不等式中,已知一个变量的取值范围,求另一个变量的取值范围的形式出现。下面介绍几种常用的处理方法。 一、分离参数 在给出的不等式中,如果能通过恒等变形分离出参数,即:若()a f x ≥恒成立,只须求出()max f x ,则()m ax a f x ≥;若()a f x ≤恒成立,只须求出()min f x ,则()m in a f x ≤,转化为函数求最值。 例1、已知函数()lg 2a f x x x ??=+ - ???,若对任意[)2,x ∈+∞恒有()0f x >,试确定a 的取值范围。 解:根据题意得:21a x x + ->在[)2,x ∈+∞上恒成立, 即:23a x x >-+在[)2,x ∈+∞上恒成立, 设()23f x x x =-+,则()2 3924f x x ??=--+ ??? 当2x =时,()max 2f x = 所以2a > 例2、已知(],1x ∈-∞时,不等式() 21240x x a a ++-?>恒成立,求a 的取值范围。 解:令2x t =,(],1x ∈-∞ (]0,2t ∴∈ 所以原不等式可化为:22 1t a a t +-<, 要使上式在(]0,2t ∈上恒成立,只须求出()2 1t f t t +=在(]0,2t ∈上的最小值即可。 ()22211111124t f t t t t t +????==+=+- ? ? ???? 11,2t ??∈+∞???? ()()min 324f t f ∴== 234a a ∴-< 1322 a ∴-<< 二、分类讨论 在给出的不等式中,如果两变量不能通过恒等变形分别置于不等式的两边,则可利用分类讨论的思想来解决。 例3、若[]2,2x ∈-时,不等式2 3x ax a ++≥恒成立,求a 的取值范围。 解:设()2 3f x x ax a =++-,则问题转化为当[]2,2x ∈-时,()f x 的最小值非负。 (1) 当22a -<-即:4a >时,()()min 2730f x f a =-=-≥ 73 a ∴≤又4a >所以a 不存在;

有解无解恒成立问题的处理

有解无解恒成立与双变量问题的处理 宜章一中 吴 斌 “有解无解恒成立与双变量问题”是高中阶段的非常常见的一类函数问题,如何求解困扰了很多学生,那么遇到这类问题的常规思路与方法是什么呢?现例说几种问题的常规解法: 一.“有解”问题: 1° ()k x f ≤有解()k x f ≤?min ; 2° ()k x f ≥有解()k x f ≥?max ; 3° ()k x f =有解()x f k ∈?的值域; 例1、①已知函数()12+-=ax x x f 在]2,1[∈x 有零点,求实数a 的取值范围; ②已知不等式012≥+-ax x 在]2,1[∈x 有解,求实数a 的取值范围; ③已知不等式012≤+-ax x 在]2,1[∈x 有解,求实数a 的取值范围. 分析:①()x x a x f 10+=?=,而]25,2[1∈+x x ,则]2 5,2[∈a ; ②x x a 1+≤有解25)1(max =+≤?x x a ;即:2 5≤a ; ③x x a 1+≥有解2)1(min =+≥?x x a ;即:2≥a . 二.“无解”问题: 1° ()k x f ≤无解()k x f >?min ; 2° ()k x f ≥无解()k x f ?x x a ;即:2 5>a . 三.“恒成立”问题: ()k x f ≤恒成立()k x f ≤?max ;()k x f ≥恒成立()k x f ≥?min ; 例3、函数()ax e x x f x +?=在区间]2,1[上单调递增,求实数a 的取值范围. 分析:即()0'≥+?+=a e x e x f x x 在]2,1[∈x 恒成立;

含参不等式恒成立问题学考压轴题(函数专题)

个性化教案 学生姓名 年级 科目 数学 授课教师 日期 时间段 课时 2 授课类型 新课/复习课/作业讲解课 教学目标 教学内容 函数专题:含参不等式恒成立问题 个性化学习问题解决 “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,知识点多,综合性强,解法灵活等。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 恒成立问题的基本类型: 类型1: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 ),0()(2R x a c bx ax x f ∈≠++=,有 1)0)(>x f 对R x ∈恒成立?? ??00a ; 2)0)(对x ∈R 恒成立,求实数a 的取值范围。 例2:若不等式02)1()1(2>+-+-x m x m 的解集是R ,求m 的范围。 类型2:设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f (1)当0>a 时,],[0)(βα∈>x x f 在上恒成立?????>>-?????<- ?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或, ],[0)(βα∈x x f 在上恒成立? ??>>?0)(0 )(βαf f ],[0)(βα∈-?????对[]1,2x ∈恒成立,求实数a 的取值范围。

(完整word)高中数学恒成立问题.doc

高中数学不等式的恒成立问题 不等式恒成立的问题既含参数又含变量,往往与函数、数列、方程、几何有机结 合起来,具有形式灵活、思维性强、不同知识交汇等特点 . 考题通常有两种设计方式: 一是证明某个不等式恒成立,二是已知某个不等式恒成立,求其中的参数的取 值范围 . 解决这类问题的方法关键是转化化归,通过等价转化可以把问题顺利解 决,下面我就结合自己记得教学经验谈谈不等式的恒成立问题的处理方法。一、构 造函数法 在解决不等式恒成立问题时,一种最重要的思想方法就是构造适当的函数,即构 造函数法,然后利用相关函数的图象和性质解决问题,同时注意在一个含多个变量 的数学问题中,需要确定合适的变量和参数,从而揭示函数关系,使问题更加面目 更加清晰明了,一般来说,已知存在范围的量视为变量,而待求范围的量视为参数. 例 1已知不等式对任意的都成立,求的取值范围. 解:由移项得 :. 不等式左侧与二次函数非常相 的似,于是我们可以设则不等式对满足 一切实数恒成立对恒成立.当时, 即 解得故的取值范围是. 注:此类问题常因思维定势,学生易把它看成关于的不等式讨论,从而因计算繁琐出错或者中途夭折;若转换一下思路,把待求的x 为参数,以为变量,令 则问题转化为求一次函数(或常数函数)的值在内恒为负的问题,再来求解参数应满足的条件这样问题就轻而易举的得到解决了。

二、分离参数法 在不等式中求含参数范围过程中,当不等式中的参数(或关于参数的代数式) 能够与其它变量完全分离出来并,且分离后不等式其中一边的函数(或代数式)的 最值或范围可求时,常用分离参数法. 例2已知函数(为常数)是实数集上的奇函数,函数在区间上是减函数 . 都有在上恒成立,求实数的(Ⅰ)若对(Ⅰ)中的任意实数 取值范围 . 解:由题意知,函数在区间上是减函数. 在上恒成立 注:此类问题可把要求的参变量分离出来,单独放在不等式的一侧,将另一侧 看成新函数,于是将问题转化成新函数的最值问题:若对于取值范围内的任一个数都有恒成立,则;若对于取值范围内的任一个数都有恒成立,则. 三、数形结合法 如果不等式中涉及的函数、代数式对应的图象、图形较易画出时,可通过图象、 图形的位置关系建立不等式求得参数范围 . 例 3已知函数若不等式恒成立,则实数的取值范围是.

关于函数恒成立问题的解题策略

关于恒成立问题的解题策略 整理人:凌彬 一、恒成立问题的基本类型 在数学解题中经常碰到在给定条件下某些结论恒成立的命题. 函数在给定区间上某结论成立问题,其表现形式通常有: ①在给定区间上某关系恒成立;②某函数的定义域为全体实数R ; ③某不等式的解为一切实数; ④某表达式的值恒大于a ,等等 ┅ 恒成立问题,涉及到一次函数、二次函数的性质、图像,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查综合解题能力,是历届高考的热点之一. 恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型: ①一次函数型;②二次函数型;③变量分离型;④根据函数的奇偶性、周期性等性质; ⑤直接根据函数的图像. 二、恒成立问题解决的基本策略 A 、两个基本思想解决“恒成立问题” 思路1:()m f x ≥在x D ∈上恒成立max [()]m f x ?≥; 思路2:()m f x ≤在x D ∈上恒成立min [()]m f x ?≤. 如何在区间D 上求函数()f x 的最大值或者最小值问题,可以通过题目的实际情况,采取合理有效的方法进行求解,通常可以考虑利用函数的单调性、函数的图像、二次函数的配方法、三角函数的有界性、均值定理、函数求导,等等方法求函数()f x 的最值. 此类问题涉及的知识比较广泛,在处理上也有许多特殊性,希望大家多多注意积累. B 、赋值型——利用特殊值求解 等式中的恒成立问题,常常用赋值法求解,特别是对解决填空题、选择题能很快求得. 例1.由等式43243212341234(1)(1)(1)(1)x a x a x a x a x b x b x b x b ++++=++++++++; 定义映射f :12341234(, , , )a a a a b b b b →+++,则f :(4,3,2,1)_____→ 解:取0x =,则412341a b b b b =++++,又由已知41a =,所以12340b b b b +++=. 例2.如果函数()sin 2cos2y f x x a x ==+的图像关于直线8x π=- 对称,那么____a = 解:取0x =及4x π=-,则(0)()4 f f π=-,即1a =-. 此法体现了数学中从特殊到一般的转化思想.

教案高中含参不等式的恒成立问题整理版.doc

高中数学不等式的恒成立问题 一、用一元二次方程根的判别式 有关含有参数的一元二次不等式问题,若能把不等式转化成二次函数或二次方程,通过根的判别式或数形结合思想,可使问题得到顺利解决。 基本结论总结 例1 对于x ∈R ,不等式恒成立,求实数m 的取值范围。 例2:已知不等式04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,求参数a 的取值范围. 解:要使04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,则只须满足: (1)???<-+-<-0)2(16)2(4022 a a a 或 (2)?? ? ??<-=-=-0 40)2(20 2a a 解(1)得?? ?<<-<2 22 a a ,解(2)a =2 ∴参数a 的取值范围是-2<a ≤2. 练习 1. 已知函数])1(lg[2 2 a x a x y +-+=的定义域为R ,求实数a 的取值范围。 2.若对于x ∈R ,不等式恒成立,求实数m 的取值范围。 3.若不等式的解集是R ,求m 的范围。 4.x 取一切实数时,使3 47 2+++kx kx kx 恒有意义,求实数k 的取值范围.

例3.设22)(2 +-=mx x x f ,当),1[+∞-∈x 时,m x f ≥)(恒成立,求实数m 的取值范围。 关键点拨:为了使 在 恒成立,构造一个新函数 是解题的关键,再利用二次 函数的图象性质进行分类讨论,使问题得到圆满解决。若二次不等式中x 的取值范围有限制,则可利用根的分布解决问题。 解:m mx x x F -+-=22)(2 ,则当),1[+∞-∈x 时,0)(≥x F 恒成立 当120)2)(1(4<<-<+-=?m m m 即时,0)(>x F 显然成立; 当0≥?时,如图,0)(≥x F 恒成立的充要条件为: ??? ? ??? -≤--≥-≥?1 220)1(0m F 解得23-≤≤-m 。综上可得实数m 的取值范围为)1,3[-。 例4 。已知1ax x )x (f 2+-=,求使不等式0)x (f <对任意]2,1[x ∈恒成立的a 的取值范围。 解法1:数形结合 结合函数)x (f 的草图可知]2,1[x ,0)x (f ∈<时恒成立? 25a 0 a 25)2(f 0a 2)1(f >?? ?<-=<-=得。所以a 的取值范围是),25 (+∞。 解法2:转化为最值研究 4a 1)2a x ()x (f 22- +-= 1. 若]2,1[)x (f ,3a 232a 在时即≤≤上的最大值,25a ,0a 25)2(f )x (f max ><-==得3a 25 ≤<所以。 2. 若0a 2)1(f )x (f ]2,1[)x (f ,3a 2 3 2a max <-==>>上的最大值在时即,得2a >,所以3a >。 综上:a 的取值范围是),2 5 (+∞。 注:1. 此处是对参a 进行分类讨论,每一类中求得的a 的范围均合题意,故对每一类中所求得的a 的范围求并集。 2. I x ,m )x (f ∈<恒成立)m (m )x (f max 为常数?∈> 解法3:分离参数 ]2,1[x ,x 1x a ]2,1[x ,01ax x 2∈+ >?∈<+-。设x 1 x )x (g +=, 注:1. 运用此法最终仍归结为求函数)x (g 的最值,但由于将参数a 与变量x 分离,因此在求最值时避免了分类讨论,使问题相对简化。 2. 本题若将“]2,1[x ∈”改为“)2,1(x ∈”可类似上述三种方法完成。 仿解法1:?∈<)2,1(x ,0)x (f 25a 0 )2(f 0)1(f ≥?? ?≤≤得即),25 [:a +∞的范围是 读者可仿解法2,解法3类似完成,但应注意等号问题,即此处2 5 a = 也合题。 O x y x -1

求解恒成立问题的常见方法

求解恒成立问题的常见方法 摘要:恒成立问题是高考中常见的一类问题,常见类型有:第一类是关于x的一元二次不等式对任意x∈R恒成立,求参数取值范围;第二类是不等式在给定区间上恒成立求参数的取值范围。因这类问题综合性强,思维容量大,因而成为高考一直常考不衰的热点问题。 关键词:恒成立;参数;解题方法 一、一元二次不等式中的恒成立问题 例1.已知函数f(x)=x2+ax+3对任意x∈R时恒有f(x)≥a成立,求a的取值范围。 解:∵f(x)≥a对x∈R恒成立,∴x2+ax+3-a≥0对x ∈R恒成立 ∵x∈R,∴Δ≥0,即a2-4(3-a)≥0∴a≤-6或a≥2 例2.已知函数y=lg(mx2-6mx+m+8)的定义域为R,求m的取值范围。 解:由已知得mx2-6mx+m+8>0对任意x∈R恒成立 ①当m=0时显然成立 ②当m≠0时有m>0(6m)2+4m(m+8)<0∴00(或f(x)

≥0)对任意x∈R恒成立,则有a>0Δ0Δ≤0),若f(x)<0(或f(x)≤0)对任意x∈R恒成立,则有a<0Δ<0(或a<0Δ≤0)等价转化即可。 二、在给定区间上恒成立问题 例3.已知函数f(x)= (x≠0)在(4,+∞)上恒大于0,求a的取值范围。 解:令f(x)=0则>0,∴a>-(x+ ) 令g(x)=x+ ,易知g(x)在(4,+∞)上为增函数,∴g(x)min=g(4)=5∴g(x)>5 ∴-(x+ )<-5∴a≥-5 例4.已知函数f(x)=x2+2x+a lnx,在区间(0,1]上为单调函数,求实数a的取值范围。 分析:求f ′(x)→由题意转化为恒成立问题→求最值→求得a的取值范围 解:易知f ′(x)=2x+2+ ,∵f ′(x)在f ′(x)上单调 ∴f ′(x)≥0或f ′(x)<0在(0,1]上恒成立, 即2x2+2x+a≥0或2x2+2x+a≤0恒成立 ∴a≥-(2x2+2x)或a≤-(2x2+2x)在(0,1]上恒成立又-(2x2+2x)=-2(x+ )2+ ∈[-4,0) ∴a≥0或a≤-4 方法归纳:解决此类恒成立问题通常分离参变量通过等

函数恒成立存在性与有解问题

函数恒成立存在性问题 知识点梳理 1、恒成立问题的转化:()a f x >恒成立?()max a f x >;()()min a f x a f x ≤?≤恒成立 2、能成立问题的转化:()a f x >能成立?()min a f x >;()()max a f x a f x ≤?≤能成立 3、恰成立问题的转化:()a f x >在M 上恰成立?()a f x >的解集为M ()()R a f x M a f x C M ?>???≤??在上恒成立 在上恒成立 另一转化方法:若A x f D x ≥∈)(,在D 上恰成立,等价于)(x f 在D 上的最小值A x f =)(min ,若,D x ∈B x f ≤)(在D 上恰成立,则等价于)(x f 在D 上的最大值B x f =)(max . 4、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则()()x g x f min min ≥ 5、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则()()x g x f max max ≤ 6、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则()()x g x f min max ≥ 7、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则()()x g x f max min ≤ 8、若不等式()()f x g x >在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上函数()y f x =和图象在函数()y g x =图象 上方; 9、若不等式()()f x g x <在区间D 上恒成立,则等价于在区间D 上函数()y f x =和图象在函数()y g x =图象下方; 例题讲解: 题型一、常见方法 1、已知函数12)(2 +-=ax x x f ,x a x g = )(,其中0>a ,0≠x . 1)对任意]2,1[∈x ,都有)()(x g x f >恒成立,求实数a 的取值范围; 2)对任意]4,2[],2,1[21∈∈x x ,都有)()(21x g x f >恒成立,求实数a 的取值范围; 2、设函数b x x a x h ++=)(,对任意]2,21[∈a ,都有10)(≤x h 在]1,4 1 [∈x 恒成立,求实数b 的取值范围. 3、已知两函数2 )(x x f =,m x g x -?? ? ??=21)(,对任意[]2,01∈x ,存在[]2,12∈x ,使得()21)(x g x f ≥,则实 数m 的取值范围为 题型二、主参换位法(已知某个参数的范围,整理成关于这个参数的函数)

用导数研究函数的恒成立与存在性问题答案

用导数研究函数的恒成立与存在问题 1.已知函数23()2ln x f x x x a = -+,其中a 为常数. (1)若1a =,求函数()f x 的单调区间; (2)若函数()f x 在区间[1,2]上为单调函数,求a 的取值围. 2.已知函数3 2 ()4()f x x ax a R =-+-∈,'()f x 是()f x 的导函数。 (1)当2a =时,对于任意的[1,1]m ∈-,[1,1]n ∈-,求()()f m f n '+的最小值; (2)若存在0(0,)x ∈+∞,使0()f x >0,求a 的取值围。

3.已知函数x ax x f ln )(+= )(R a ∈. (1)若2=a ,求曲线)(x f y =在点1x =处的切线方程; (2)求)(x f 的单调区间; (3)设22)(2+-=x x x g ,若对任意1(0,)x ∈+∞,均存在[]1,02∈x ,使得)()(21x g x f <, 数a 的取值围.

4.(2016届二模)已知函数()22ln f x x x =-+. (Ⅰ)求函数()f x 的最大值; (Ⅱ)若函数()f x 与()a g x x x =+ 有相同极值点. ①数a 的值; ②对121,,3x x e ???∈???? (e 为自然对数的底数),不等式 ()() 1211 f x g x k -≤-恒成立,数k 的取值围.

5.已知函数2 12 ()()ln ()f x a x x a R =-+∈. (1)当1a =时,01[,]x e ?∈使不等式0()f x m ≤,数m 的取值围; (2)若在区间1(,)+∞,函数()f x 的图象恒在直线2y ax =的下方,数a 的取值围.

关于函数恒成立问题的解题

恒成立问题 二、恒成立问题解决的基本策略 A 、两个基本思想解决“恒成立问题” 思路1:()m f x ≥在x D ∈上恒成立max [()]m f x ?≥; 思路2:()m f x ≤在x D ∈上恒成立min [()]m f x ?≤. 如何在区间D 上求函数()f x 的最大值或者最小值问题,可以通过题目的实际情况,采取合理有效的方法进行求解,通常可以考虑利用函数的单调性、函数的图像、二次函数的配方法、三角函数的有界性、均值定理、函数求导,等等方法求函数()f x 的最值. 此类问题涉及的知识比较广泛,在处理上也有许多特殊性,希望大家多多注意积累. C 、分清基本类型,运用相关基本知识,把握基本的解题策略 1、一次函数型 若原题可化为一次函数型,则由数形结合思想利用一次函数知识求解,十分简捷. 给定一次函数() (0)y f x ax b a ==+≠,若()y f x =在[, ]m n 恒有()0f x >,则等价于:()0()0f m f n >??>?;同理,若在[, ]m n 恒有()0f x <,则等价于:()0()0f m f n +恒成立的x 的取值围. 解:原不等式转化为:2(1)210x a x x -+-+>在2a ≤时恒成立, 设2()(1)21f a x a x x =-+-+,则()f a 在[2, 2]-上恒大于0, 故有:(2)0(2)0f f ->??>?即2243010 x x x ?-+>??->??,解得:3111x x x x ><-?或或; ∴1x <-或3x >,即x ∈(-∞,-1)∪(3,+∞). 2、二次函数型 例4.若函数()f x =R ,数a 的取值围. 解:由题意可知,当x R ∈时,222(1)(1)01 a x a x a -+-+≥+恒成立, ①当210a -=且10a +≠时,1a =;此时,222(1)(1)101a x a x a -+-+ =≥+,适合;

学而思高中数学7恒成立与有解问题

【例1】 关于x 的不等式2121x x a a -+-++≤的解集为空集,则实数a 的取值范围是 _ . 【例2】 若不等式1 21x a x + -+≥对一切非零实数x 均成立,则实数a 的最大值是_________. 【例3】 设函数2()1f x x =-,对任意23x ?? ∈+∞???? ,,2 4()(1)4()x f m f x f x f m m ??--+ ??? ≤恒成立,则实数m 的取值范围是 . 典例分析 恒成立与有解问题

【例4】 若不等式220ax x ++>的解集为R ,则a 的范围是( ) A .0a > B .1 8 a >- C .18a > D .0a < 【例5】 已知不等式 ()11112log 1122123 a a n n n +++>-+++L 对于一切大于1的自然数n 都成立,试求实数a 的取值范围. 【例6】 若不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是______. 【例7】 2()1f x ax ax =+-在R 上恒满足()0f x <,则a 的取值范围是( ) A .0a ≤ B .4a <- C .40a -<< D .40a -<≤

【例8】 若对于x ∈R ,不等式2230mx mx ++>恒成立,求实数m 的取值范围. 【例9】 不等式210x ax ++≥对一切102x ?? ∈ ??? ,成立,则a 的最小值为( ) A .0 B .2- C .5 2 - D .3- 【例10】 不等式2|3||1|3x x a a +---≤对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为 ( ) A .(][)14-∞-+∞U ,, B .(][)25-∞-+∞U ,, C .[12], D .(][)12-∞∞U , , 【例11】 对任意[11]a ∈-,, 函数2()(4)42f x x a x a =+-+-的值恒大于零,则x 的取值范围为 .

导数中含参数问题与恒成立问题的解题技巧

函数、导数中含参数问题与恒成立问题的解题技巧与方法 含参数问题及恒成立问题方法小结: 1、分类讨论思想 2、判别法 3、分离参数法 4、构造新函数法 一、分离讨论思想: 例题1: 讨论下列函数单调性: 1、()x f =();1,0,≠>-a a a a x 2、()x f =)0,11(1 2≠<<--b x x bx 二、判别法 例2:已知不等式04)2(2)2(2 <--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,求参数a 的取值范围. 解:要使04)2(2)2(2<--+-x a x a 对于x ∈R恒成立,则只须满足: (1)???<-+-<-0)2(16)2(4022a a a 或 (2)?? ???<-=-=-040)2(202a a 解(1)得???<<-<2 22a a ,解(2)a =2 ∴参数a 的取值范围是-2<a ≤2. 练习1. 已知函数])1(lg[22a x a x y +-+=的定义域为R ,求实数a 的取值范围。 三、分离法参数: 分离参数法是求参数的取值范围的一种常用方法,通过分离参数,用函数观点讨论主变量的变化情况,由此我们可以确定参数的变化范围.这种方法可以避免分类讨论的麻烦,从而使问题得以顺利解决.分离参数法在解决有关不等式恒成立、不等式有解、函数有零点、函数单调性中参数的取值范围问题时经常用到. 解题的关键是分离出参数之后将原问题转化为求函数的最值或值域问题.即: (1) 对任意x 都成立()min x f m ≤ (2)对任意x 都成立。 例3.已知函数]4,0(,4)(2∈--=x x x ax x f 时0)(

函数恒成立、能成立问题及课后练习(含答案)

恒成立、能成立问题专题 一、基础理论回顾 1、恒成立问题的转化:()a f x >恒成立?()max a f x >;()()min a f x a f x ≤?≤恒成立 2、能成立问题的转化:()a f x >能成立?()min a f x >;()()max a f x a f x ≤?≤能成立 3、恰成立问题的转化:()a f x >在M 上恰成立?()a f x >的解集为M ()()R a f x M a f x C M ?>??? ≤?? 在上恒成立 在上恒成立 另一转化方法:若A x f D x ≥∈)(,在D上恰成立,等价于)(x f 在D上的最小值 A x f =)(min ,若 ,D x ∈B x f ≤)(在D上恰成立,则等价于)(x f 在D 上的最大值B x f =)(max . 4、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则 ()()x g x f min min ≥ 5、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则 ()()x g x f max max ≤ 6、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则()()x g x f min max ≥ 7、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则()()x g x f max min ≤ 8、若不等式()()f x g x >在区间D 上恒成立,等价于在区间D 上函数()y f x =和图象在函数 ()y g x =图象上方; 9、若不等式()()f x g x <在区间D上恒成立,等价于在区间D上函数()y f x =和图象在函数 ()y g x =图象下方; ?二、经典题型解析 题型一、简单型

函数、不等式恒成立问题完整解法

函数、不等式恒成立问题完整解法 恒成立问题的基本类型: 类型1:设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f ,(1)R x x f ∈>在0)(上恒成立00?且a ; (2)R x x f ∈<在0)(上恒成立00a 时, ] ,[0)(βα∈>x x f 在上恒成立 ?????>>-?????<- ?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或, ],[0)(βα∈x x f 在上恒成立? ? ?>>?0)(0 )(βαf f ],[0)(βα∈- ?????<-?0 )(2020)(2βββαααf a b a b f a b 或或 类型3: αα>?∈>min )()(x f I x x f 恒成立对一切αα>?∈?∈>的图象的上方或的图象在恒成立对一切 恒成一、用一次函数的性质 对于一次函数],[,)(n m x b kx x f ∈+=有: ?? ?<>?>0 )(0 )(0)(,0)(0)(0)(n f m f x f n f m f x f 恒成立恒成立 例1:若不等式)1(122 ->-x m x 对满足22≤≤-m 的所有m 都成立,求x 的范围。

含参数的一元二次不等式的解法以及含参不等式恒成立问题(专题复习)

含参数的一元二次不等式的解法 解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元 二次不等式常用的分类方法有三种: 一、按2 x 项的系数a 的符号分类,即0,0,0<=>a a a ; 例1 解不等式:()0122 >+++x a ax 分析:本题二次项系数含有参数,()04422 2 >+=-+=?a a a ,故只需对二次项 系数进行分类讨论。 解:∵()04422 2 >+=-+=?a a a 解得方程 ()0122 =+++x a ax 两根,24221a a a x +---=a a a x 24 222++--= ∴当0>a 时,解集为?? ????????+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或 当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为? ?????> 21|x x 当0+-a a ax ax 分析 因为0≠a ,0>?,所以我们只要讨论二次项系数的正负。 解 ()()032)65(2 >--=+-x x a x x a ∴当0>a 时,解集为{}32|>?; 例3 解不等式042 >++ax x 分析 本题中由于2 x 的系数大于0,故只需考虑?与根的情况。 解:∵162 -=?a ∴当()4,4-∈a 即0

函数中存在与恒成立问题

函数中存在与恒成立问题 一、考情分析 函数内容作为高中数学知识体系的核心,也是历年高考的一个热点.在新课标下的高考越来越注重对学生的综合素质的考察,恒成立与存在性问题便是一个考察学生综合素质的很好途径,它主要涉及到一次函数、二次函数、三角函数、指数函数和对数函数等常见函数的图象和性质及不等式等知识,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用,故备受高考命题者的青睐,成为高考能力型试题的首选. 二、经验分享 (1) 设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f ,(1)R x x f ∈>在0)(上恒成立00?且a ;(2)R x x f ∈<在0)(上恒成立00>?>0 )(0 )(0)(,0)(0)(0)(n f m f x f n f m f x f 恒成立恒成立 (3)根据方程有解求参数范围,若参数能够分离出来,可把求参数范围转化为求函数值域. (4) 利用分离参数法来确定不等式(),0f x λ≥,( D x ∈,λ为实参数)恒成立中参数λ的取值范围的基本步骤: ①将参数与变量分离,即化为()()g f x λ≥(或()()g f x λ≤)恒成立的形式; ②求()f x 在x D ∈上的最大(或最小)值; ③解不等式()max ()g f x λ≥(或()()min g f x λ≤) ,得λ的取值范围. (5) 对于参数不能单独放在一侧的,可以利用函数图象来解.利用数形结合解决恒成立问题,应先构造函数,作出符合已知条件的图形,再考虑在给定区间上函数与函数图象之间的关系,得出答案或列出条件,求出参数的范围. (6) 某些含参不等式恒成立问题,在分离参数会遇到讨论的麻烦或者即使能容易分离出参数与变量,但函数的最值却难以求出时,可考虑变换思维角度.即把主元与参数换个位置,再结合其它知识,往往会取得出奇制胜的效果.

高考函数当中恒成立问题

第四课时函数当中的恒成立问题 1:2log (1)a a y x ax =-+若函数有最小值,则的取值范围是( ) A :0已知,不等式(4)恒成立,则的取值范围 7.若不等式1)x a lg(ax 2lg <+在x ∈[1,2]时恒成立,试求a 的取值范围? 解:由题设知?? ?>>0ax 21x ,得a>0,可知a+x>1,所以0)x a lg(>+。原不等式变形为)x a lg(ax 2lg +<。 x a ax 2+<∴,即x a )1x 2(<-。又]21[x , ∈,可得01x 2>- ??? ??-+=-< ∴1x 211211x 2x a 恒成立。设??? ??-+=1x 21121)x (f ,在x ∈[1,2]上为减函数, 可得32)2(f )x (f m in ==,知32a <。综上知32a 0<<。 关键点拨:将参数a 从不等式1)x a lg(ax 2lg <+中分离出来是解决问题的关键 8:已知)x (f 是定义在[-1,1]上的奇函数且1)1(f =,

若a 、b ∈[-1,1],a+b ≠0,有0b a )b (f )a (f >++。 (1)判断函数)x (f 在[-1,1]上是增函数还是减函数。 (2)解不等式??? ? ?->??? ??+21x 2f 21x f 。 (3)若1am 2m )x (f 2+-≤对所有]1, 1[x -∈、a ∈[-1,1]恒成立,求实数m 的取值范围。 解:(1)设1x x 121≤<≤-,则0)x x (x x )x (f )x (f )x (f )x (f )x (f )x (f 2121212121<---+=-+=-, 可知)x (f )x (f 21<,所以)x (f 在[-1,1]上是增函数。 (2)由)x (f 在[-1,1]上是增函数知???? ?????->+≤-≤-≤+≤-21x 221x 121x 21121x 1 解得21x 4 1≤≤-,故不等式的解集??????≤≤-21x 41|x (3)因为)x (f 在[-1,1]上是增函数,所以1)1(f )x (f =≤,即1是)x (f 的最大值。依题意 有11am 2m 2≥+-,对a ∈[-1,1]恒成立,即0am 2m 2≥-恒成立。令2 m ma 2)a (g +-=,它的图象是一条线段,那么??? ???≥-=≥+=-0m 2m )1(g 0m 2m )1(g 22)2[}0{]2,(m ∞+--∞∈, 。

函数中常见-“恒成立问题”-的解决办法(老师版)

常见 “恒成立问题” 的解决办法 在数学问题研究中经常碰到在给定条件下某些结论恒成立问题.这类问题涉及到一次函数、二次函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用.因此也成为历年高考的一个热点.下面本人就高考中常出现的恒成立问题谈一谈自己的解法. 一 变量分离法 变量分离法主要通过两个基本思想解决“恒成立问题” 思路1、max )]([)(x f m D x x f m ≥?∈≥上恒成立在 思路2、min )]([)(x f m D x x f m ≤?∈≤上恒成立在 例1.已知函数f (x )=2x -1 2|x |若不等式2t f (2t )+m f (t )≥0对于t ∈[1,2]恒成立,求实数m 的 取值范围 解:本题可通过变量分离来解决. 当[1,2]t ∈时,22112(2)(2)022 t t t t t m - +-≥ 即24(21)(21)t t m -≥--,2210t ->∵,2(21)t m ≥-+∴ [1,2]t ∈∵,2(21)[17,5]t -+∈--∴ 故m 的取值范围是[5,)-+∞ 例2.设,其中a 为实数,n 为 任意给定的自然数,且 ,如果 当时有意义,求a 的取值范围. 解:本题即为对于 ,有 恒成立. 这里有三种元素交织在一起,结构复杂,难以下手,若考虑到求a 的范围,可先将a 分离出来,得 ,对于 恒成立. 构造函数 ,则问题转化为求函数 在上的值域,由于函数 在 上 是单调增函数, 则在 上为单调增函数.于是有的最大值为 ,从 而可得 . 如何在区间D 上求函数f(x)的最大值或者最小值问题,我们可以通过习题的实际,采取

山东专用2021新高考数学一轮复习第二章函数导数及其应用课时作业16不等式恒成立与有解问题含解析

课时作业16 不等式恒成立与有解问题 一、选择题 1.已知函数f (x )=x 3-2e x 2+mx -ln x ,若f (x )>x 恒成立,则实数m 的取值范围是( A ) A .(e 2+1 e +1,+∞) B .(0,e 2+1 e +1] C .(-∞,e 2+1 e +1] D .(-∞,e 2+1 e ] 解析:解法1:由f (x )>x 恒成立,得x 3-2e x 2+mx -ln x >x 恒成立,得x 3-2e x 2+(m -1)x -ln x >0恒成立,因为x >0,所以两边同时除以x ,得x 2-2e x +(m -1)-ln x x >0,则m -1> ln x x -x 2+2e x 恒成立.令g (x )=ln x x -x 2 +2e x ,则g ′(x )=1-ln x x 2-2x +2e ,当00, 2e -2x >0,所以g ′(x )>0;当x >e 时,1-ln x x 2<0,2e -2x <0,所以g ′(x )<0.所以当x =e 时, g (x )max =1e +e 2,则m -1>1e +e 2,所以m >e 2+1 e +1,故选A . 解法2:由f (x )>x 恒成立,转化为m -1>ln x x -x 2+2e x 恒成立,则m -1>(ln x x -x 2+2e x )max , m 的取值可以趋于+∞,观察4个选项,发现只有选项A 符合,故选A . 2.已知函数f (x )=a ln x -bx 2,a ,b ∈R .若不等式f (x )≥x 对所有的b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2]都成立,则a 的取值范围是( B ) A .[e ,+∞) B .[e 2 2,+∞) C .[e 22 ,e 2 ) D .[e 2,+∞) 解析:f (x )≥x 对所有的b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2]都成立,即a ln x -bx 2≥x ,a ln x -x ≥bx 2 对所有的b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2]都成立,因为b ∈(-∞,0],x ∈(e ,e 2],所以bx 2的最大值为0,所以a ln x -x ≥0在x ∈(e ,e 2]时恒成立,所以a ≥x ln x 在x ∈(e ,e 2]时恒成立,令g (x )=x ln x ,x ∈(e ,e 2],则 g ′(x )=ln x -1ln 2x >0恒成立,所以g (x )=x ln x 单调递增,所以当x =e 2时,g (x )取 得最大值e 22,所以a ≥e 2 2 ,故选B . 二、解答题 3.已知函数f (x )=a x +x 2-x ln a (a >0,a ≠1). (1)求函数f (x )的极小值;

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