求解恒成立问题的常见方法
摘要:恒成立问题是高考中常见的一类问题,常见类型有:第一类是关于x的一元二次不等式对任意x∈R恒成立,求参数取值范围;第二类是不等式在给定区间上恒成立求参数的取值范围。
因这类问题综合性强,思维容量大,因而成为高考一直常考不衰的热点问题。
关键词:恒成立;参数;解题方法
一、一元二次不等式中的恒成立问题
例1.已知函数f(x)=x2+ax+3对任意x∈R时恒有f(x)≥a成立,求a的取值范围。
解:∵f(x)≥a对x∈R恒成立,∴x2+ax+3-a≥0对x ∈R恒成立
∵x∈R,∴Δ≥0,即a2-4(3-a)≥0∴a≤-6或a≥2 例2.已知函数y=lg(mx2-6mx+m+8)的定义域为R,求m的取值范围。
解:由已知得mx2-6mx+m+8>0对任意x∈R恒成立
①当m=0时显然成立
②当m≠0时有m>0(6m)2+4m(m+8)<0∴0<m<1
综上可知0<m<1
方法归纳:令f(x)=ax2+bx+c,若f(x)>0(或f(x)
≥0)对任意x∈R恒成立,则有a>0Δ0Δ≤0),若f(x)<0(或f(x)≤0)对任意x∈R恒成立,则有a<0Δ<0(或a<0Δ≤0)等价转化即可。
二、在给定区间上恒成立问题
例3.已知函数f(x)= (x≠0)在(4,+∞)上恒大于0,求a的取值范围。
解:令f(x)=0则>0,∴a>-(x+ )
令g(x)=x+ ,易知g(x)在(4,+∞)上为增函数,∴g(x)min=g(4)=5∴g(x)>5
∴-(x+ )<-5∴a≥-5
例4.已知函数f(x)=x2+2x+a lnx,在区间(0,1]上为单调函数,求实数a的取值范围。
分析:求f ′(x)→由题意转化为恒成立问题→求最值→求得a的取值范围
解:易知f ′(x)=2x+2+ ,∵f ′(x)在f ′(x)上单调
∴f ′(x)≥0或f ′(x)<0在(0,1]上恒成立,
即2x2+2x+a≥0或2x2+2x+a≤0恒成立
∴a≥-(2x2+2x)或a≤-(2x2+2x)在(0,1]上恒成立又-(2x2+2x)=-2(x+ )2+ ∈[-4,0)
∴a≥0或a≤-4
方法归纳:解决此类恒成立问题通常分离参变量通过等
价变形,将参数a从整体中分离出来,转化为a>(或f(x)(或a≥
f(x)恒成立?圳a>m(或a≥m);(2)若f(x)在定义域内存在最小值m,则a<f(x)或(a≤f(x))恒成立?圳a<m(或a≤m);(3)若f(x)在其定义域内不存在最值,只需找到f(x)在定义域上的最大界(或最小下界)m,即f(x)在定义域上增大(或减小)时无限接近但永远达不到的那个位置来代替上述两种情况下的m,此时要注意结果所求参数范围在端点处是否要取到等号。
例5.已知f(x)=x3+ax2+bx+c在x=1与x=- 时都取得极值,
(1)求a、b的值;
(2)若对x∈(-1,2)时都有f(x)< 恒成立,求c 的取值范围。
解:(1)∵f(x)=x3+ax2+bx+c∴f ′(x)=x3- x2-2x+c 由- a=1- =- 得a=- b=-2∴f(x)=x3- x2-2x+c
(2)∵f(x)x3- x2-2x
令g(x)=x3- x2-2x则g′(x)=3x3-x-2=(3x+2)(x-1)令g′(x)=0则x=- 或x=1
在(-1,2)内易知g(x)max=g(2)=2又x<2∴g(x)<2
∴-c≥2即≤0∴c∈(-∞,-3]∪(0,1]
说明:此类恒成立问题的本质是求最值,等号不能成立时一般转化为函数的单调性求最值。
编辑王团兰。