高中数学恒成立问题的解题策略
2015-12-21高成进
高成进

一、恒成立问题的基本类型
在数学中经常碰到:在给定条件下某些结论恒成立的命题,我们称为恒成立问题。其表现形式通常有:①在给定区间上某关系恒成立;②某函数的定义域为全体实数③某不等式的解为一切实数; ④某表达式的值恒大于m,等等 ┅,它涉及到基本初等函数的图像、性质,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查综合解题能力,是历届高考的热点之一.下面笔者结合教学实践,介绍一些恒成立问题的解题策略。
二、恒成立问题解决的基本策略
(一)利用特殊值求解。
对于填空题或选择题中的关于等式的恒成立问题常常用赋值法求解。
例1.如果函数y=f(x)=sin2x+?琢cos2x的图像关于直线x= 对称,那么?琢=
解:取x=0及x= ,则f(0)=f( ),即?琢=1.
此法体现了数学中从特殊到一般的转化思想.
(二)利用一次函数的性质求解。
对于一次函数有f(x)=kx+b,x?缀[m,n]有:
f(x)>0恒成立?圳f(m)>0f(n)>0,f(x)<0恒成立?圳f(m)<0f(n)<0
例2:已知f(a)=(x-1)log a-6xlog3a+x+1,当x?缀[0,1]时,f(a)恒为正数,求a的取值范围。
分析:从表面结构看f(a)是一个以log3a为变量的二次函数,而实质是变量x的一次函数,因此可构造x的一次函数求解。
解:原式变形为g(x)=(log a-6log3a+1)x+1-log a
因为g(x)在区间[0,1]上恒正,所以g(0)>0且g(1)>0,即1-log a>0且1-3log3a>0
解得 <a<
说明:本题采用改变主元的办法,将问题转化成一次函数最值的问题。
(三)利用函数的最值或值域求解——分离参数法。
若对于?琢≤f(x)在[m,n]上恒成立,则?琢≤f(x)min;?琢≥f(x)在[m,n]上恒成立,则?琢≥f(x)max。由此看出,本类问题实质上是一类求函数的最值或值域的问题。
例5:在△ABC中,已知f(B)=4sin Bsin2( + )+cos2B,且|f(B)-m|<2恒成立,求实数m的范围。
解析:由
f(B)=4sin Bsin2( + )+cos2B=2sinB+1,∵0<B<?仔,∴sinB?缀(0,1],f(B)?缀(1,3],∵|f(B)-m|<2恒成立,∴-2<f(B)-m<2,即m>f(B)-2m<f(B)+2恒成立,∴m?……