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函数恒成立问题常见类型及解法 PPT

变式4、已知f (x) ax2 (a 2)x 1, g(x)=2x且对于任意的x R, f (x) g(x) 恒成立,求a的取值范围
三、分离参数型(转化为求新函数最值)
【理论阐释】 若在等式或不等式中出现两个变量,其中一个变量
的范围已知,另一个变量的范围为所求,且容易通过恒 等变形将两个变量分别置于等号或不等号的两边,则可 将恒成立问题转化成函数的最值问题求解。
解:依题意知:
(1)当a 0时,f ( x) 1 0对x R恒成立;
(2)当a
0时,需满足
a
0 a2
4a
0
解得:0 a 4
综上:0 a 4.
变式2、已知f (x) ax2 ax 2,
且对于任意的x R, f (x) 1恒成立
求a的取值范围
解:Q f ( x) ax2 ax 2,对x R都有f ( x) 1恒成立
四、恒成立问题直接转化为函数最值问题
从例 2 可以看出解决恒成立的不等式 问题,还可以考虑如下方法:
直接转化为求原函数的最值
f (x) 0 恒成立 f (x)min 0 , f (x) 0 恒成立 f (x)max 0
五、 把不等式恒成立问题转化为函数图象问题
【理论阐释】
若把不等式进行合理的变形后,能非常容易地画出不等 号两边对应函数的图象,这样就把一个很难解决的不等式的 问题转化为利用函数图象解决的问题,然后从图象中寻找条 件,就能解决问题。
象的关系再处理。
4、通过分离参数,将问题转化为a≥f(x)(或a≤f(x))恒 成立,再运用不等式知识或求函数最值的方法,使 问题获解。
由题意得: f (2) 0
a 1
-2
2
法二:a x 3在x [2,2]上恒成立
设g(x) x 3
g(x) x 3在[2,2]上的最小值为 g(2) 1 a 1
二、二次函数型
一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)或ax2+bx+c<0(a>0)的 解集与二次函数、二次方程的关系
二次函数 y=ax2+bx+c(a>0)的图

△>0
△=0
△<0
一元二次方程 ax2+bx+c=0(a>0)的根
有两不等 x1,x2(x1<x2)
不等式 ax2+bx+c>0(a>0)的解

不等式 ax2+bx+c<0(a>0)的解

{x|x<x1或x>x2}
{x|x1<x<x2}
有两相等根 x1=x2=-b/2a
恒成立问题常见类型 及解法
问题引领
已知不等式 x2 2ax 1 0对 x [1,2]
恒成立求正实数 a 的取值范围.
思路1、通过化归最值,直接求函数 f (x) x2 2ax 1
的最小值解决,即 fmin (x) 0
x2 1 1 1
思路 2、通过分离变量,转化到 a
2x
(x ) 2x
若不等式 f x g x 在区间D上恒成立,则等价于
在区间D上函数 y f x 的图象在函数 y g x图象
的上方(若是小于则在下方)
课堂小结
1、一次函数型问题,利用一次函数的图像特征求解。 2、二次函数型问题,结合抛物线图像,转化成最值问
题,分类讨论。
3、对于f(x)≥g(x)型问题,利用数形结合思想转化为函数图
a≥f(x)恒成立的充要条件是:__a__≥_[f_(x_)_]_m_ax___; a≤f(x)恒成立的充要条件是:__a__≤__[f_(_x_)]_m_in__。
延伸拓展
若存在a使得a≥f(x)的充要条件: ___a___f _( x_)_m_in__; 若存在a使得a≤f(x) 充要条件是:___a___f _( x_)_m_ax___。
一、一次函数型
1、f(x)=ax+b,x [α,β],根据函数的图象(线段)得 :
f(x)>0恒成立< >
f()>0 f()>0
f(x)<0恒成立< > y
f()<0 f()<0
α
o
βxBiblioteka 典例导悟一若不等式 2 x 1> m x2 1 对一切 m2, 2 都成立,求实数 x 的取值范围。
【解析】令 f (m) =( x2 1)m -2 x +1,则上述问题即可转化为关于 m 的
一次函数 y f (m)在区间[-2,2]内函数值小于 0 恒成立的问题。考察区
间端点,只要
f f
(2)<0,解得 (2)<0
7 1<x< 2
3 1, 2
即 x 的取值范围是( 7 1 , 3 1 ).
2
2
例2:已知x 3 a 0在x [2,2]上恒成立,求 a的取值范围。
解:设f (x) x 3 a
即f ( x) 1 0,令g( x) f ( x) 1 ax2 ax 1 0 即g( x)对x R都有g( x) 0恒成立 (1)当a 0时,g( x) 1 0对x R恒成立;
(2)当a
0时,需满足
a
0 a2
4a
0
解得:0 a 4
综上:0 a 4.
变式3、已知f (x) ax2 ax 1, 且对于存在一个x R,使得f (x) 2 成立,求a的取值范围
{x|x≠-b/2a}
没有实根
R
方法一:判别式法
【理论阐释】
若二次函数 y ax2 bx c (a 0, x R) 的函数值大于 0 恒成
立,则有
a 0 0
,若是二次函数在指定区间上的恒成立问题,还
可以
利用韦达定理以及二次函数的图象求解。
例1、已知二次函数f (x) ax2 ax 1,
且对于任意的x R, f (x) 0恒成立
求a的取值范围
解:依题意知:
(1)当a 0时,f ( x) 1 0对x R恒成立;
(2)当a
0时,需满足
a
0 a2
4a
0
解得:0 a 4
综上:0 a 4.
变式1、已知二次函数f (x) ax2 ax 1, 且对于任意的x R, f (x) 0恒成立 求a的取值范围
解决,即
x2 1 a ( 2x ) min
思路3、通过数形结合,化归到 x2 1 2ax 作图解决, 即 y x2 1 图像在 y 2ax 的上方
概括方法
恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型: (1)一次函数型; (2)二次函数型; (3)变量分离型; (4)直接转化为函数的最值求解; (5)根据函数的图象求解; 下面分别举例示之。
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