求不等式中参数取值范围的几种方法

2023-04-09 01:42周红芹
语数外学习·高中版上旬 2023年11期
关键词:最值图象数形

周红芹

求不等式中参数的取值范围问题通常较为复杂,常与导数、函数、不等式、方程、解析几何等知识相结合.很多同学在解题时常常不知该如何下手,下面就以一道题为例,来谈一谈求解不等式中参数取值范围问题的几种方法.

题目:已知函数 f(x)=ex +ax2-x ,若当 x ≥0时, f(x)≥ x3+1恒成立,求 a 的取值范围.

一、分离参数法

分离参数是解答含参不等式问题常用的方法.在解题时,要将不等式进行适当的变形,使得参数与变量分离.通常可将参数置于不等式的一侧,将另一侧的式子构造成关于变量的函数式,然后根据函数的性质和图象,运用导数法、配方法、基本不等式等求得函数的最值,即可求得参数的取值范围.

解:

将不等式中的参数和变量分离后,构造出函数 g(x)= -2e x + x 3 + 2x + 2 2x 2 ,通过对函数求导,研究导函数 与0之间的关系,即可判断出函数的单调性,确定函数 的极大值以及最大值,进而确定参数的取值范围.

二、数形结合法

数形结合思想是解答数学问题常用的思想.通过数形之间的转化,来转换解题的思路,可以有效地提升解题的效率.在求解不等式中参数的取值范围问题时,可将不等式中的式子看作一个点的坐标、一条直线、一条曲线、一段距离、一个圆等,然后画出相应的几何图形,即可通过研究图形之间的位置关系,找到使不等式始终成立的临界情形,从而求得问题的答案.

解:

对于较为复杂的不等式,往往需先将不等式变 形,构造出函数模型;然后对函数求导,确定函数的单 调性和最值,才能画出函数的大致图象;再通过研究 函数的图象之间的位置关系确定临界值,即可解题.

三、分类讨论法

解答含参不等式问题,通常要用分类讨论思想.首 先明确分类讨论的对象和标准,如将二次项的系数分 大于、等于、小于0来讨论,将绝对值内部的式子分大 于、等于0、小于0来讨论;然后逐层逐级进行讨论;最 后匯总所得的结果.

解:

要确定函数的单调性和最值,需先判断 h′(x) 的零 点 x - 2a - 1与2的大小关系,据此来确定分类讨论的 对象和标准,于是运用分类讨论法,分 2a + 1 ≤ 0 、 0 < 2a + 1 < 2 、2a + 1 ≥ 2 三种情况进行讨论.

可见,求解不等式中参数的取值范围问题需注 意:(1)将不等式进行合理的变形;(2)根据不等式与 方程、函数之间的关系将问题进行合理的转化;(3)构 造出合适的函数模型和方程;(4)灵活运用转化思想、 数形结合思想、方程思想、分类讨论思想辅助解题.

(作者单位:江苏省盐城市阜宁中学)

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