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数学中的恒成立与能成立问题
一、恒成立问题
1、由二次函数的性质求参数的取值范围
例题1.若关于的不等式在上恒成立,求实数的取值范围.
解题思路:结合二次函数的图象求解
解析:当时,不等式解集不为,故不满足题意;
当时,要使原不等式解集为,只需,解得
综上,所求实数的取值范围为
规律总结:
不等式对一切恒成立或
不等式对任意恒成立或
2、转化为二次函数的最值求参数的取值范围
例题2:已知二次函数满足,而且,请解决下列问题
(1) 求二次函数的解析式。
(2) 若在区间上恒成立 ,求的取值范围。
解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围.
解析:(1)设.由得,故.
∵ ∴
即,所以,解得 ∴
(2)由(1)知在恒成立,即在恒成立.
令,则在上单调递减.所以在上的最小值为.所以的取值范围是.
规律总结:
对一切恒成立,则;对一切恒成立,则;注意参数的端点值能否取到需检验。
二、能成立问题
3、方程的能成立问题
例题3:题干与例题2相同
(1) 同例题2.
(2)若在区间上恒成立 ,求的取值范围。
解题思路:先分离系数,再由二次函数值域确定取值范围.
解析:(1)解法同例题2
(2)由(1)知在恒成立,即在恒成立.
令,则在上单调递减.所以在上的最大值为,最小值为,所以的取值范围是。
规律总结:
若方程在某个区间上有解只需求出在区间上的值域A使。
4、不等式的能成立问题
例题4题干与例题2相同
(1) 同例题2.
(2) 若在区间上有解 ,求的取值范围。
解题思路:先分离系数,再由二次函数最值确定取值范围.
解析:(1)解法同例题2
(2)由(1)知在有解,即在有解
令,则在上单调递减.所以在上的最大值为.所以的取值范围是。.
规律总结:
在区间内有解,则;在区间内有解,则;注意参数的端点值能否取到需检验。
强化练习
.1不等式对一切R恒成立,则实数a的取值范围是_______.
[解析]:不等式对一切R恒成立,
即 对一切R恒成立
若=0,显然不成立
若0,则 ∴
2.若不等式x2+ax+1³0对于一切xÎ(0,)成立,则a的取值范围是( )
A.0 B. –2 C.- D.-3
解析:设f(x)=x2+ax+1,则对称轴为x=,若³,即a£-1时,则f(x)在〔0,〕上是减函数,应有f()³0Þ-£x£-1
若£0,即a³0时,则f(x)在〔0,〕上是增函数,应有f(0)=1>0恒成立,故a³0
若0££,即-1£a£0,则应有f()=恒成立,故-1£a£0. 综上,有-£a,故选C .
高考真题再现:
1.(07上海)已知函数若在区间是增函数,求实数的取值范围。
解: ,要使在区间是增函数,只需当时,恒成立,即,则恒成立,
故当时,在区间是增函数。
2. (07重庆理)已知函数在处取得极值,其中为常数.
(Ⅰ)试确定的值;
(Ⅱ)讨论函数的单调区间;
(Ⅲ)若对任意,不等式恒成立,求的取值范围.
.解:(I)由题意知,因此,从而.
又对求导得.
由题意,因此,解得.
(II)由(I)知(),令,解得.
当时,,此时为减函数;
当时,,此时为增函数.
因此的单调递减区间为,而的单调递增区间为.
(III)由(II)知,在处取得极小值,此极小值也是最小值,要使()恒成立,只需解得或.
所以的取值范围为
3.(2009江西卷文)设函数.
(1)对于任意实数,恒成立,求的最大值;
(2)若方程有且仅有一个实根,求的取值范围.
解析:(1) ,
因为,, 即 恒成立,
所以 , 得,即的最大值为
(2) 因为 当时, ;当时, ;当时, ;
所以 当时,取极大值 ;
当时,取极小值 ;
故当 或时, 方程仅有一个实根. 解得 或.
4.(2009宁夏海南卷文)已知函数.
(1) 设,求函数的极值;
(2) 若,且当时,12a恒成立,试确定的取值范围.
解析:(Ⅰ)当a=1时,对函数求导数,得21世纪教育网
令
列表讨论的变化情况:
(-1,3)
3
+
0
—
0
+
极大值6
极小值-26
所以,的极大值是,极小值是
(Ⅱ)的图像是一条开口向上的抛物线,关于x=a对称.
若上是增函数,从而
上的最小值是最大值是
由于是有
由
所以
若a>1,则不恒成立.
所以使恒成立的a的取值范围是
5.(08湖北卷理)若上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
解析:题意可知,在上恒成立,即在上恒成立,由于,所以,故C为正确答案.
6
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