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函数中参数取值范围的求法

2018-01-19王葆青

考试周刊 2018年17期
关键词:单调性不等式导数

摘 要:在求解不等式恒成立问题中,在不等式中反解出参数的表达式,利用

大于函数的最大值,则大于它的所有值;小于函数的最小值,则小于它的所有值想法。利用导数求出函数的最值,进而求出参数的取值范围。

关键词:函数的值域;单调性;导数;不等式;分离参数;等价转化

近几年的高考数学题中,对函数和导数的考察侧重于理解和应用,试题有一定的综合性,并与数学思想方法紧密结合,对分类讨论思想、函数与方程思想、数形结合思想等进行了深入的考察。

导数的主要应用之一是利用导数讨论函数的单调性,以及求参数的取值范围。在高考数学21题压轴题中,通常需要区分参数的不同情况进行讨论,再利用导数与函数的单调性之间的关系就可以解决问题,但往往解题时分类较多,解法很繁,若能反解出参变数a,转化为求函数的最值,进而求出参数范围,则过程简便很多。

结论若x∈A时,f(x)>a(或f(x)≥a)恒成立,则af(x)max(或a≥f(x)max)。

例1 若函数f(x)=x2+ax+1x在(12,+

SymboleB@ )上是增函数,求实数a的取值范圍。

解:∵f′(x)=2x+a-1x2≥0在(12,+

SymboleB@ )上恒成立

即a≥1x2-2x在(12,+

SymboleB@ )上恒成立

又y=1x2-2x在(12,+

SymboleB@ )上单调递减

∴y<1122-2×12=3

∴a≥3

例2 已知函数f(x)=3x3-ax2+x-5在[1,2]上单调递增,求实数a的取值范围。

解法一 由题意得

f′(x)=9x2-2ax+1≥0在x∈[1,2]上恒成立,

即a≤12(9x+1x)在x∈[1,2]上恒成立。

设h(x)=9x+1x,又h′(x)=9-1x2,

当x∈[1,2]时,h′(x)>0,

∴h(x)在[1,2]上单调递增,

∴h(x)min=9+1=10,欲使a≤12(9x+1x)在x∈[1,2]上恒成立,

需a≤12(9x+1x)min,即a≤5。

解法二 由题意得

f′(x)=9x2-2ax+1≥0在x∈[1,2]上恒成立,

∴f′(x)min≥0,x∈[1,2]。

当a9≤1,即a≤9时,f′(x)在[1,2]上单调递增,

∴f′(x)min=10-2a。由a≤9

10-2a≥0得a≤5;

当1

f′(x)min=f(a9)=1-a29。由9

1-a29≥0得a∈;

当a9≥2,即a≥18时,f′(x)在[1,2]上单调递减,

∴f′(x)min=f′(2)=37-4a。由a≥18

37-4a≥0得a∈。

综上得a的范围是a≤5。

解法三 由题意得f′(x)=9x2-2ax+1。

当Δ≤0时,即4a2-36≤0,得-3≤a≤3,

f′(x)≥0在R上恒成立,所以f(x)在[1,2]上单调递增;

当Δ>0时,由f′(x)≥0得x≥a+a2-99或x≤a-a2-99,由题意得

a+a2-99≥2

a>3或a<-3或a+a2-99≤1

a>3或a<-3,解得a<-3或3

综上得a的范围是a≤5。

由上面例题可知,运用分类讨论的方法去求参数的取值范围,分类种数较多,过程较繁,解题很容易出错。若反解出参数a,再利用函数单调性求出函数最值,进而求出参数取值范围,则可使解题过程简洁实用。

参考文献:

[1]邓保沧.骄子之路高考总复习[M].北京:光明日报出版社,2017:85-89.

[2]王江媛,雷旭波,黄丽雯,朱丽娜.2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明[M].北京:高等教育出版社,2016:152.

[3]陈爱中.挖掘隐含条件完善解题过程[J].北方论丛,2008(3):30-34.

作者简介:

王葆青,甘肃省兰州市,甘肃省兰州市第四中学。

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