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浅谈高中数学的恒成立题

2016-05-30王龙

读写算·素质教育论坛 2016年18期
关键词:实数题意图象

王龙

摘 要 恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型:①一次函数型;②二次函数型;③变量分离型;④根据函数的奇偶性、周期性等性质;⑤直接根据函数的图象。因此它对应的有六种常见方法。

关键词 高中数学 恒成立

中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2016)18-0065-02

恒成立问题一直以来都是高中数学的一个重点、难点。它涉及到一次函数、二次函数的性质、图象,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。因此它也成为历年高考的一个热点。

一、一次函数型 (函数法)

例1:对于满足0≤a≤4的所有实数a,求使不等式x2+ax>4x+a-3都成立的x的取值范围。

解:不等式变形为x2+(x-1)a-4x+3>0

设f(a)=(x-1)a+x2-4x+3则其是关于a的一个一次函数:是单调函数,结合题意有即

得x<1或x>3

二、二次函数型(分类讨论法)

例2:已知函数f(x)=x2-2ax+4在区间[-1,2] 上都不小于2,求a的值。

解:由函数f(x)=x2-2ax+4的对称轴为x=a

所以必须考察a与-1,2的大小,显然要进行三种分类讨论

①当a≥2时f(x)在[-1,2]上是减函数,此时

f(x)min = f(2)=4-4a+4≤2

即a≥,结合a≥2,所以a≥2

②当a≤-1时,f(x)在[-1,2]上是增函数,此时f(-1)=1+2a+4≤2

f(x)min=f(-1)=1+2a+4≤2,结合a≤-1,即a≤-

③当-1即a≥或a≤-,所以≤a<2

综上①②③满足条件的a≤-的范围为:a≥-或a≥

三、(不等式型)不等式法

例3:若关于x的不等式|x-2|+|x+3|≥a恒成立,试求a的范围。

解:由题意知只须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、(对数函数型)导数法

例4:已知f(x)=lg(x+1),g(x)=lg(2x+t),若当x∈[0,1]时f(x)≤g(x)在[0,1]恒成立,求实数的取值范围。

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]上单调递减

所以F(x)max=F(0)

即F(x)≤F(0)=1-t≤0得t≥1

五、變量分离型(分离常数法)

例5:已知二次函数f(x)=ax2+x+1对x∈[0,2]恒有f(x)>0,求a的取值范围。

解:对x∈[0,2]恒有f(x)>0即ax2+x+1>0变形为ax2>-(x+1)

当x=0时对任意的a都满足f(x)>0只须考虑x≠0的情况a>即a>--

要满足题意只要保证a比右边的最大值大就行。

现求--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是二次函数∴a≠0

所以a>-且a≠0

六、(直接根据函数的图象)数形结合法

例6:不等式ax≤在x∈[0,3]内恒成立,求实数a的取值范围。

解:画出两个函数y=ax和y=在x∈[0,3]上的图象

如图

知当x=3时y=,a=

当a≤x∈[0,3]时总有ax≤

所以a≤

高中数学恒成立问题也没有一个固定的思想方法去解决它,但各类考试以及高考中却都屡见不鲜。以上是我自己对高中数学恒成立问题的一些解法,仅供参考!

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