含参不等式恒成立问题解法漫谈

2014-02-09 07:59焦海廷
新课程·中学 2014年12期
关键词:一次函数二次函数最值

焦海廷

摘 要:含参数不等式的恒成立求参数范围问题常用解法:利用一次函数的性质去求参数;若二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0,x∈R)对一切实数恒成立,可由Δ<0与a=0,a>0,a<0结合求参数;若二次不等式在某一区间上恒成立,由二次不等式相应函数在这个区间上的最值求解,即f(x)≤a(或f(x)≥a)恒成立■ f(x)max≤a或f(x)min≥a是分离参数后,利用函数在这一区间上的最值求解;非二次不等式在某一区间上恒成立,由不等式分离参数后,利用函数在这一区间上的最值求解;某些不等式恒成立问题可转换为求函数或不等式的最值问题,由此来求参数。

关键词:含参不等式恒成立;分离参数;一次函数;二次函数;最值

“含参数不等式的恒成立”问题,是近几年高考的热点,涉及一次函数、二次函数的性质、圖像,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。恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种方法。

一、利用一次函数的性质去求参数。

例1.对于满足p≤2的所有实数p,求使不等式x2+px+1>2x+p恒成立的x的取值范围。

解析:在不等式中出现了两个字母:x及p,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。显然可将p视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于p的一次函数大于0恒成立的问题。

不等式即(x-1)p+x2-2x+1>0,设f(p)=(x-1)p+x2-2x+1,则f(p)在[-2,2]上恒大于0,故有:

f(-2)>0f(2)>0即x2-4x+3>0x2-1>0解得:x>3或x<1x>1或x<-1.

∴x<-1或x>3.

二、若二次不等式f(x)=ax2+bx+c>0(a≠0,x∈R)对一切实数恒成立,可由Δ<0与a=0,a>0,a<0结合求参数。

例2.若不等式(m-1)x2+(m-1)x+2>0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,不等式化为2>0恒成立,满足题意;

(2)m-1≠0时,只需m-1>0Δ=(m-1)2-8(m-1)<0

所以,m∈[1,9)。

三、若二次不等式在某一区间上恒成立,由二次不等式相应函数在这个区间上的最值求解,即f(x)≤a(或f(x)≥a)恒成立■ f(x)max≤a或f(x)min≥a是分离参数后,利用函数在这一区间上的最值求解。

例3.(天津文10)设f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=x2,若对任意的x∈[t,t+2],不等式f(x+t)≥2f(x)恒成立,则实数t的取值范围是( )

A.[■,+∞) B.[2,+∞)

C.(0,2] D.[-■,-1]∪[■,0)

解析:∵f(x+t)≥2 f(x)即(x+t)2≥2 x2

即x2-2tx-t2≤0在x∈[t,t+2]上恒成立,

由对称轴为x=t,令g(t)=x2-2tx-t2,

只需g(t)max≤0即g(t+2)≤0

∴t≥■

四、非二次不等式在某一区间上恒成立,由不等式分离参数后,利用函数在这一区间上的最值求解。

例4.求使不等式a>sinx-cosx,x∈[0,π]恒成立的实数a的范围。

解析:由于a>sinx-cosx=■sin(x-■),x-■∈[-■,-■],显然函数有最大值■,∴ a≥■。

五、某些不等式恒成立问题可转换为求函数或不等式的最值问题,由此来求参数。

例5.设实数x,y满足x2+(y-1)2=1,当x+y+d≥0恒成立时,d的范围是( )

解析:要使x+y+d≥0恒成立,只需d≥(-x-y)max,

∵(x,y)满足方程x2+(y-1)2=1,则设

x=cosα,y=1+sinα

-x-y=-cosα-sinα-1

=-■sin(α+■)-1

其最大值为■-1 ∴d≥■-1

?誗编辑 董慧红

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