王龍
摘 要 恒成立問題在解題過程中大致可分為以下幾種類型:①一次函數(shù)型;②二次函數(shù)型;③變量分離型;④根據(jù)函數(shù)的奇偶性、周期性等性質(zhì);⑤直接根據(jù)函數(shù)的圖象。因此它對應(yīng)的有六種常見方法。
關(guān)鍵詞 高中數(shù)學(xué) 恒成立
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-7661(2016)18-0065-02
恒成立問題一直以來都是高中數(shù)學(xué)的一個重點、難點。它涉及到一次函數(shù)、二次函數(shù)的性質(zhì)、圖象,滲透著換元、化歸、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程等思想方法,有利于考查學(xué)生的綜合解題能力,在培養(yǎng)思維的靈活性、創(chuàng)造性等方面起到了積極的作用。因此它也成為歷年高考的一個熱點。
一、一次函數(shù)型 (函數(shù)法)
例1:對于滿足0≤a≤4的所有實數(shù)a,求使不等式x2+ax>4x+a-3都成立的x的取值范圍。
解:不等式變形為x2+(x-1)a-4x+3>0
設(shè)f(a)=(x-1)a+x2-4x+3則其是關(guān)于a的一個一次函數(shù):是單調(diào)函數(shù),結(jié)合題意有即
得x<1或x>3
二、二次函數(shù)型(分類討論法)
例2:已知函數(shù)f(x)=x2-2ax+4在區(qū)間[-1,2] 上都不小于2,求a的值。
解:由函數(shù)f(x)=x2-2ax+4的對稱軸為x=a
所以必須考察a與-1,2的大小,顯然要進(jìn)行三種分類討論
①當(dāng)a≥2時f(x)在[-1,2]上是減函數(shù),此時
f(x)min = f(2)=4-4a+4≤2
即a≥,結(jié)合a≥2,所以a≥2
②當(dāng)a≤-1時,f(x)在[-1,2]上是增函數(shù),此時f(-1)=1+2a+4≤2
f(x)min=f(-1)=1+2a+4≤2,結(jié)合a≤-1,即a≤-
③當(dāng)-1即a≥或a≤-,所以≤a<2
綜上①②③滿足條件的a≤-的范圍為:a≥-或a≥
三、(不等式型)不等式法
例3:若關(guān)于x的不等式|x-2|+|x+3|≥a恒成立,試求a的范圍。
解:由題意知只須a比|x-2|+|x+3|的最小值相同或比其最小值小即可,得a≤(|x-2|+|x+3|)min
由|x-2|+|x+3|≥|x-2-(x+3)|=5,所以a≤5
四、(對數(shù)函數(shù)型)導(dǎo)數(shù)法
例4:已知f(x)=lg(x+1),g(x)=lg(2x+t),若當(dāng)x∈[0,1]時f(x)≤g(x)在[0,1]恒成立,求實數(shù)的取值范圍。
解:f(x)≤g(x)在[0,1]上恒成立
即-2x-t≤0在[0,1]上恒成立
即-2x-t≤0在[0,1]上的最大值小于或等于0
令F(x)=-2x-t所以
F '(x)=-2=
又x∈[0,1]所以F '(x)即F(x)在[0,1]上單調(diào)遞減
所以F(x)max=F(0)
即F(x)≤F(0)=1-t≤0得t≥1
五、變量分離型(分離常數(shù)法)
例5:已知二次函數(shù)f(x)=ax2+x+1對x∈[0,2]恒有f(x)>0,求a的取值范圍。
解:對x∈[0,2]恒有f(x)>0即ax2+x+1>0變形為ax2>-(x+1)
當(dāng)x=0時對任意的a都滿足f(x)>0只須考慮x≠0的情況a>即a>--
要滿足題意只要保證a比右邊的最大值大就行。
現(xiàn)求--在x∈[0,2]上的最大值。令t=∴t≥
g(t)=-t2-t=-(t+)2+(t≥)
g(t)max=g()=-所以a>-
又f(x)ax2+x+1是二次函數(shù)∴a≠0
所以a>-且a≠0
六、(直接根據(jù)函數(shù)的圖象)數(shù)形結(jié)合法
例6:不等式ax≤在x∈[0,3]內(nèi)恒成立,求實數(shù)a的取值范圍。
解:畫出兩個函數(shù)y=ax和y=在x∈[0,3]上的圖象
如圖
知當(dāng)x=3時y=,a=
當(dāng)a≤x∈[0,3]時總有ax≤
所以a≤
高中數(shù)學(xué)恒成立問題也沒有一個固定的思想方法去解決它,但各類考試以及高考中卻都屢見不鮮。以上是我自己對高中數(shù)學(xué)恒成立問題的一些解法,僅供參考!