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函数恒成立存在性及有解问题

函数恒成立存在性问题知识点梳理1、恒成立问题的转化:()a f x >恒成立⇒()max a f x >;()()min a f x a f x ≤⇒≤恒成立2、能成立问题的转化:()a f x >能成立⇒()min a f x >;()()max a f x a f x ≤⇒≤能成立3、恰成立问题的转化:()a f x >在M 上恰成立⇔()a f x >的解集为M ()()R a f x M a f x C M ⎧>⎪⇔⎨≤⎪⎩在上恒成立在上恒成立另一转化方法:若A x f D x ≥∈)(,在D 上恰成立,等价于)(x f 在D 上的最小值A x f =)(min ,若,D x ∈Bx f ≤)(在D 上恰成立,则等价于)(x f 在D 上的最大值B x f =)(max .4、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则()()x g x f min min ≥5、设函数()x f 、()x g ,对任意的[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则()()x g x f max max ≤6、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≥,则()()x g x f min max ≥7、设函数()x f 、()x g ,存在[]b a x ,1∈,存在[]d c x ,2∈,使得()()21x g x f ≤,则()()x g x f max min ≤8、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 =和图象在函数()y g x =图象上方;9、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 =和图象在函数()y g x =图象下方;例题讲解:题型一、常见方法1、已知函数12)(2+-=ax x x f ,xax g =)(,其中0>a ,0≠x . 1)对任意]2,1[∈x ,都有)()(x g x f >恒成立,求实数a 的取值范围;2)对任意]4,2[],2,1[21∈∈x x ,都有)()(21x g x f >恒成立,求实数a 的取值范围;2、设函数b x x a x h ++=)(,对任意]2,21[∈a ,都有10)(≤x h 在]1,41[∈x 恒成立,求实数b 的取值范围.3、已知两函数2)(x x f =,m x g x-⎪⎭⎫ ⎝⎛=21)(,对任意[]2,01∈x ,存在[]2,12∈x ,使得()21)(x g x f ≥,则实数m 的取值范围为题型二、主参换位法(已知某个参数的范围,整理成关于这个参数的函数)1、对于满足2p ≤的所有实数p,求使不等式212x px p x ++>+恒成立的x 的取值范围。

2、已知函数()ln()(x f x e a a =+为常数)是实数集R 上的奇函数,函数()()sin g x f x x λ=+是区间[]1,1-上的减函数, (Ⅰ)求a 的值;(Ⅱ)若[]2()11,1g x t t x λ≤++∈-在上恒成立,求t 的取值范围;题型三、分离参数法(欲求某个参数的范围,就把这个参数分离出来)1、当()1,2x ∈时,不等式240x mx ++<恒成立,则m 的取值范围是 .题型四、数形结合(恒成立问题与二次函数联系(零点、根的分布法)) 1、若对任意x R ∈,不等式||x ax ≥恒成立,则实数a 的取值范围是________2、已知函数()222f x x kx =-+,在1x ≥-恒有()f x k ≥,求实数k 的取值范围。

题型五、不等式能成立问题(有解、存在性)的处理方法若在区间D 上存在实数x 使不等式()f x A >成立,则等价于在区间D 上()max f x A >; 若在区间D 上存在实数x 使不等式()f x B <成立,则等价于在区间D 上的()min f x B <.1、存在实数x ,使得不等式2313x x a a ++-≤-有解,则实数a 的取值范围为______。

2、已知函数()()21ln 202f x x ax x a =--≠存在单调递减区间,求a 的取值范围小结:恒成立与有解的区别恒成立和有解是有明显区别的,以下充要条件应细心思考,甄别差异,恰当使用,等价转化,切不可混为一体。

①不等式()f x M <对x I ∈时恒成立max ()f x M•⇔<,x I ∈。

即()f x 的上界小于或等于M ; ②不等式()f x M <对x I ∈时有解min ()f x M•⇔<,x I ∈。

或()f x 的下界小于或等于M ; ③不等式()f x M >对x I ∈时恒成立min ()f x M•⇔>,x I ∈。

即()f x 的下界大于或等于M ; ④不等式()f x M >对x I ∈时有解max ()f x M ⇔>,x I ∈.。

或()f x 的上界大于或等于M ;课后作业:1、设1a >,若对于任意的[,2]x a a ∈,都有2[,]y a a ∈满足方程log log 3a a x y +=,这时a 的取值集合为( )(A )2{|1}a a <≤ (B ){|}2a a ≥ (C )3|}2{a a ≤≤ (D ){2,3}2、若任意满足05030x y x y y -≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩的实数,x y ,不等式222()()a x y x y +≤+恒成立,则实数a 的最大值是 ___ .3、不等式2sin 4sin 10x x a -+-<有解,则a 的取值范围是4、不等式ax ≤[]0,3x ∈内恒成立,求实数a 的取值范围。

5、已知两函数()2728f x x x c =--,()322440g x x x x =+-。

(1)对任意[]3,3x ∈-,都有()()f x g x ≤)成立,求实数c 的取值范围; (2)存在[]3,3x ∈-,使()()f x g x ≤成立,求实数c 的取值范围; (3)对任意[]12,3,3x x ∈-,都有()()12f x g x ≤,求实数c 的取值范围; (4)存在[]12,3,3x x ∈-,都有()()12f x g x ≤,求实数c 的取值范围;6、设函数3221()23(01,)3f x x ax a x b a b R =-+-+<<∈. (Ⅰ)求函数()f x 的单调区间和极值;(Ⅱ)若对任意的],2,1[++∈a a x 不等式()f x a '≤成立,求a 的取值范围。

7、已知A 、B 、C 是直线 上的三点,向量OA →,OB →,OC →满足:()[]()0OC 1x ln OB 1f 2y OA =⋅++⋅'+-. (1)求函数y =f(x)的表达式;(2)若x >0,证明:f(x)>2xx +2;(3)若不等式()3bm 2m x f x 21222--+≤时,[]1,1x -∈及[]1,1b -∈都恒成立,求实数m 的取值范围.8、设()x ln 2x q px x f --=,且()2epqe e f --=(e 为自然对数的底数)(I) 求 p 与 q 的关系;(II)若()x f 在其定义域内为单调函数,求 p 的取值范围;(III)设()xe2x g =,若在[]e ,1上至少存在一点0x ,使得()()00x g x f >成立, 求实数 p 的取值范围.函数专题4:恒成立问题参考答案:题型一、常见方法1、分析:1)思路、等价转化为函数0)()(>-x g x f 恒成立,在通过分离变量,创设新函数求最值解决. 2)思路、对在不同区间内的两个函数)(x f 和)(x g 分别求最值,即只需满足)()(max min x g x f >即可.简解:(1)由12012232++<⇒>-+-x x x a x a ax x 成立,只需满足12)(23++=x xx x ϕ的最小值大于a 即可.对12)(23++=x x x x ϕ求导,0)12(12)(2224>+++='x x x x ϕ,故)(x ϕ在]2,1[∈x 是增函数,32)1()(min ==ϕϕx ,所以a 的取值范围是320<<a .2、分析:思路、解决双参数问题一般是先解决一个参数,再处理另一个参数.以本题为例,实质还是通过函数求最值解决.方法1:化归最值,10)(10)(max ≤⇔≤x h x h ;方法2:变量分离,)(10x x ab +-≤或x b x a )10(2-+-≤; 方法3:变更主元,0101)(≤-++⋅=b x a xa ϕ,]2,21[∈a简解:方法1:对b x x a b x x g x h ++=++=)()(求导,22))((1)(xa x a x x a x h +-=-=', 由此可知,)(x h 在]1,41[上的最大值为)41(h 与)1(h 中的较大者.⎪⎩⎪⎨⎧-≤-≤⇒⎪⎩⎪⎨⎧≤++≤++⇒⎪⎩⎪⎨⎧≤≤∴ab ab b a b a h h 944391011041410)1(10)41(,对于任意]2,21[∈a ,得b 的取值范围是47≤b .3、解析:对任意[]2,01∈x ,存在[]2,12∈x ,使得()21)(x g x f ≥等价于m x g x-⎪⎭⎫ ⎝⎛=21)(在[]2,1上的最小值m -41不大于2)(x x f =在[]2,0上的最小值0,既041≤-m ,∴41≥m题型二、主参换位法(已知某个参数的范围,整理成关于这个参数的函数)1、解:不等式即()21210x p x x -+-+>,设()()2121f p x p x x =-+-+,则()f p 在[-2,2]上恒大于0,故有:()()222043031112010f x x x x x x f x ->⎧⎧-+>><⎧⎪⎪⇒⇒⎨⎨⎨><->->⎪⎩⎪⎩⎩或或1x ⇒<-或3x > 2、 (Ⅱ)分析:在不等式中出现了两个字母:λ及t ,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数。

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