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我的“恒成立”问题

我的“恒成立”问题

邱浩��

摘要:恒成立问题是高中数学一种常见题型,在高三的模拟考试和全国各地的高考中屡有出现,是高三复习的重点也是难点,解决好恒成立的问题,需要扎实的基础知识,但也需要掌握一些典型的方法。恒成立问题考查函数不等式等知识以及转化化归等数学思想,因此备受命题者青睐。本文将恒成立问题的几种典型的方法略作归纳。

关键词:教学方式;教学案例;公式

方法一、构造函数

1. 确定主要元素,利用函数单调性解决。

例1求使不等式x2+px+1>2p+x对于|p|≤2恒成立的x的取值范围。

分析:多元不等式问题求解的关键在于确定哪个元素为主要元素。这个问题的常见错误是把它当成关于x的不等式讨论。正确的是将p作为主要元素,就可转化为关于p在[-2,2]内的一次函数大于0恒成立的问题。

解:不等式化为(x-1)p+x2-2x+1>0,

令:f(p)=(x-1)p+x2-2x+1,

轉化为:f(p)=(x-1)p+x2-2x+1>0在[-2,2]上恒成立

解得f(-2)>0

f(2)>即x2-4x+3>0

x2-1>0

得:x>3或x<1

x>1或x<-1

∴x<-1或x>3。

2. 构造二次函数,利用根的分布来解决。

例2不等式sin2x+acosx+a2≥1+cosx对一切x∈R恒成立,若a<0,求a的取值范围。

分析:这类和三角函数综合的问题,思路要明确,首先有换元思想,构造成二次函数,可以参照其图像来解决。

解:不等式可化为:cos2x+(1-a)cosx-a2≤0

令:cosx=t,因为x∈R,所以t∈[-1,1],

设f(t)=t2+(1-a)t-a2

即f(t)=t2+(1-a)t-a2≤0在t∈[-1,1]上恒成立

得a<0

f(1)=1+1-a-a2≤0

f(-1)=1-(1-a)-a2≤0

a<0

a≤-2或a≥1

a≤0或a≥1a≤-2

故所求的a的范围为(-∞,-2]。

方法二、分离变量,求函数的最值的方法。

例4已知二次函数f(x)=ax2+x+1对x∈[0,2]恒有f(x)>0,求a的取值范围。

分析:分离变量是一种很典型的方法,在把变量分离之前,一定要注意能否分,分了之后不等式的符号能否确定,必要时候还要进行讨论,本题就结合了分类讨论的思想进行分离变量。

解:对x∈[0,2]恒有f(x)>0即ax2+x+1>0变形为ax2>-(x+1)

当x=0时对任意的a都满足f(x)>0只需考虑x≠0的情况

a>-(x+1)x2即a>-1x-1x2

要满足题意只要保证a比右边的最大值大就行。

现求-1x-1x2在x∈(0,2]上的最大值。令t=1x

∴t≥12

g(t)=-t2-t=-t+122+14(t≥12)

g(t)max=g12=-34所以a>-34

又f(x)=ax2+x+1是二次函数∴a≠0

∴a>-34且a≠0

方法三、数形结合,直观求解。

例5不等式ax≤x(4-x)在x∈[0,3]内恒成立,求实数a的取值范围。

解:画出两个函数y=ax和y=x(4-x)在x∈[0,3]上的图像,如图:

知当x=3时y=3,a=33

当a≤33x∈[0,3]时总有ax≤x(4-x)所以a≤33

作者简介:邱浩,江苏省句容市,句容市第三中学。endprint

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