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一题多解专题一:一元二次不等式恒成立问题
一元二次不等式恒成立问题的两种解法
(1)分离参数法.把所求参数与自变量分离,转化为求具体函数的最值问题.
(2)不等式组法.借助二次函数的图象性质,列不等式组求解.
例1. 设函数,对于满足1<x<4的一切x值,都有f(x)>0,求实数a的 取值范围.
【解析】法一:当a>0时,,由x∈(1,4),f(x)>0得
或或
所以或或,所以或,即。
当a<0时,,解得a∈;
当a=0时,, f(1)=0,f(4)=-6,∴不合题意.
综上可得,实数a的取值范围是。 .
法二:由f(x)>0, 即,x∈(1,4),
则有在(1,4)上恒成立.
令, ,
所以要使f(x)>0在(1,4)上恒成立,只要即可. 故a的取值范围为.
针对性练习:
1.已知不等式-2x-m+1<0.
(1)若对所有的实数x不等式恒成立,求m的取值范围;
(2)设不等式对于满足|m|≤2的一切m的值都成立,求x的取值范围.
解析 (1)不等式-2x-m+1<0恒成立,
即函数f(x)=-2x-m+1的图象全部在x轴下方.
(i) 当m=0时,1-2x<0不恒成立;
(ii) 当m≠0时,函数f(x)=mx2-2x-m+1为二次函数,需满足图象开口向下且 方程mx2-2x-m+1=0无解,即则m无解.
综上,不存在这样的m,使不等式恒成立.
(2) 设f(m)=(-1)m+(1-2x),
当-1=0时,即x=±1时,检验得x=1时符合题意,
当≠1时,则f(m)是以m为自变量的一次函数,其图象是一条直线,由题意知该 直线当-2≤m≤2时的线段在x轴下方,
∴即
解①,得x<或x>, 解②,得<x<.
由①②,得<x<,且x≠1.
综上,x的取值范围为
2.已知函数在区间(-∞,-2]上单调递增,在区间[-2,2]上单调 递减,且b≥0.
(1)求f(x)的表达式;
(2)设0<m≤2,若对任意的x1、x2∈[m-2,m]不等式|f(x1)-f(x2)|≤16m恒成立,求实 数m的最小值.
解析 (1)由题意知x=-2是该函数的一个极值点.
∵f′(x)=3x2+2bx+c,∴f′(-2)=0,即12-4b+c=0.
又f(x)在[-2,2]上单调递减, ∴f′(x)=3x2+2bx+c在[-2,2]上恒有f′(x)≤0.
∴f′(2)≤0,即12+4b+c≤0. ∴12+4b+4b-12≤0.
∴b≤0,又b≥0,∴b=0,c=-12,f(x)=x3-12x+1.
(2)∵f′(x)=3x2-12=3(x-2)(x+2).
0<m≤2,而当m-2≤x≤m时,0<m≤x+2<m+2,m-4≤x-2≤m-2≤0,
∴f′(x)≤0,x∈[m-2,m]. 因此f(x)为[m-2,m]上的减函数,
∴对任意x1,x2∈[m-2,m]都有|f(x1)-f(x2)|≤f(x)max-f(x)min=f(m-2)-f(m)
=-6m2+12m+16≤16m, ∴m≥,即mmin=.
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