不等式恒成立问题的解题策略
2016-05-14胡鹏
胡鹏
不等式恒成立问题是数学中常见的问题,在高考中频频出现,是高考中的一个难点问题.此类题型综合性较强,常涉及一次函数、二次函数的性质和图像,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用,因此成为历年高考的一个热点.题中所涉及的未知数、参数数目有多个,处理时常常陷入困境之中,本文通过几个具体例题,探讨该类问题的基本的解题策略.
典例分析:
1.变“辅元”为“主元”
例1.不等式x2-2ax+1>0在区间a∈[1,2]上恒成立,求实数x的取值范围.
解析:我们可以用改变主元的办法,将a视为主变元,将x视为参数,即将原不等式化为-2ax+x2+1>0,则令f(a)=-2ax+x2+1,则1≤a≤2时f(a)>0恒成立f(1)>0f(2)>0即x2-2x+1>0x2-4x+1>0解得x>2+或x<2-
点评:在不等式中出现了两个字母:x及a,而我们都习惯把x看成是一个变量a作为常数.本题可以转换视角,可将a视作自变量,则上述问题即可转化为在[1,2]内关于a的一次函数大于0恒成立的问题.此类题本质上是利用了一次数在闭区间上的图像是一条线段,故只需保证该线段两端点均在x轴上方(或下方)即可.此类题型借用一次函数的性质变“辅元”为“主元”.
对于一次函数有:f(x)=kx+b,x∈[m,n]有:f(x)>0恒成立f(m)>0f(n)>0恒成立f(m)<0f(n)<0
2.利用一元二次函数的判别式
例2.关于x的不等式ax2-2ax+3>0在区间R上恒成立,求实数a的取值范围.
解:(1)a=0时,满足题意。
(2)a>0Δ=4a2-12a<0解得0 综上所述0≤a<3 点评:对于一元二次函数有:f(x)=ax2+bx+c>0(a≠0,x∈R)有 (1)f(x)>0在x∈R上恒成立a>0且Δ<0; (2)f(x)<0在x∈R上恒成立a<0且Δ<0. 3.利用函数的最值(或值域) 例3.关于x的不等式x2-2ax+1<0在区间[1,2]上恒成立,求……
