求参数范围的几种方法

2018-06-01 08:50郭道俊
读与写·下旬刊 2018年5期
关键词:数形结合

郭道俊

摘要:含参数不等式问题在近些年的数学高考题及高考模拟题中经常出现,题目一般综合性强,可考查函数、不等式及导数等诸多方面的知识,同时兼顾考查转化化归思想、数形结合思想,是高考热点题型之一。求参数范围往往和函数构成统一体,是高中数学的重点,也是难点,求解时各种方法时常也结合应用,构造函数,利用函数性质结合图形是解题的主要方向。

关键词:构造函数;数形结合;转换主元;分离变量

中图分类号:G633.6文献标识码:B文章编号:1672-1578(2018)15-0129-01

含参数不等式问题在近些年的数学高考题及高考模拟题中经常出现,题目一般综合性强,可考查函数、不等式及导数等诸多方面的知识,同时兼顾考查转化化归思想、数形结合思想,是高考热点题型之一。此类问题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。

正因为此类问题解法灵活、综合性强,所以部分考生常感到无从下手,茫然不知所措,那么到底如何解决这类问题呢?下面介绍一些求参数范围的主要方法,以供参考。

1.利用构造函数法

例、已知4a+loga3+a2>5恒成立,求a的取值范围。

该不等式是一个非常规不等式,不宜用通常的方法求解,联系到函数的单调性,可构造函数求解。

解析:令f(a)= 4a+loga3+a2,该函数定义域为(0,+∞),且在定义域上,函数y=4a,y= loga3,y= a2都是增函数,故f(a)在(0,+∞)上单调递增。又有f(1)=5,所以当f(a)>5= f(1)时,有a>1,即原不等式恒成立的a 的取值范围为(1,+∞)。

一般地,在运用"构造函数法"求解"含参不等式恒成立问题"时,结合所学函数快速判定构造方向是解题的关键。

2.利用数形结合法

例:当x (1,2)时,不等式(x 1)2

解析:若将不等号两边分别设成两个函数,则左边为二次函数,图象是抛物线,右边为常见的对数函数的图象,故可以通过图象求解。

设y1=(x-1)2,y2=logax,则y1的图象为右图所示的抛物线,要使对一切x ∈(1,2),y11,并且必须也只需当x=2时y2的函数值大于等于y1的函数值。故loga2>1,a>1, 1

数形结合是高中数学的一种重要的思想方法,包括"以形助数"和"以数辅形"两个方面,利用数形结合可以使所要研究的问题化难为易,化繁为简。

3.利用分离变量法

例:若x∈(-∞,-1],1+3x+(t-t2)·9x>0恒成立, 求实数t的取值范围。

解析:原不等式 t-t2>-3x-19x ,

则 t-t2> {-3x-19x } max ①

令y=-3x-19x=-(13)2x =-(13)x=-μ2-μ (设μ=(13)x).

由 x∈ (-∞,-1]得μ∈ [3,+ ∞), y=-μ2-μ 在[3, + ∞)上最大值为-12,代入①得

t-t2>-12, 解得-3

故实数t的取值范围为{ t|-3

4.利用转换主要元素的方法

例: 若不等式2x-1>m(x2-1) 对满足-2≤m≤2 的一切m都成立,试求实数x的取值范围。

解析: 若将原问题转化为集合[-2,2]是原关于m的不等式的解集的子集,则不可避免地要分类讨论.若令f(m)=(x2-1)m-(2x-1) ,则可转化为函数f(m)在区间[-2,2]上的最大值小于零,而f(m)是"线性函数"或"常数函数",其最值在区间端点取得,

故f(-2)< 0且f(2)< 0,解之得,x的取值范围是(7-12,3+12) .

本题有两个变量x、m,且本来x为主元,但为了解题方便,把原不等式移项后右边为0,左边看作m的一次函数,这就大大简化了运算。在多字母的关系式中,处理参数的策略常常是"反客为主,重设函数",通常的依据是已知取值范围的字母为主元,要求取值范围的字母为参数。

5.逆推代入法

这种方法主要应用于选择题中求参数范围。由于每个选项中都给出了参数的一个取值范围,因此可以从选项出发,给参数取几个特殊值,代入原函数检验是否满足条件,从而可确定参数的取值范围。

例:若函数f(x)=x2+(2a+1)|x|+1的定义域被分成了四个不同的单调区间,则实数a的取值范围是()。

(A)a<-32 或a>12(B)-32

(C)a>-12(D)a<-12

解析:取a=0,则函数化为f(x)=x2+|x|+1,显然函数是一个偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减,则函数只有两个单调区间,不符合题意,故可排除选项B和C;再取a=1,则函数化为f(x)=x2+3|x|+1显然函数是一個偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减,则函数只有两个单调区间,不符合题意,故可排除选项A.故选D。

这种方法也称为筛选法,它适用于定性型或不易直接求解的选择题。当题目中的条件多于一个时,先根据某些条件在选项中找出明显与之矛盾的,予以否定,再根据另一些条件在缩小的选项范围内找出矛盾,这样逐步筛选,直到得出正确的选项。

以上几种是求参数范围的重要方法,熟练掌握可帮助我们快速有效解题,提高分析问题和解决问题的能力。求参数范围往往和函数构成统一体,是高中数学的重点,也是难点,求解时各种方法时常也结合应用,构造函数,利用函数性质结合图形是解题的主要方向。

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