一、用一元二次方程根的判别式 有关含有参数的一元二次不等式问题,若能把不等式转化成二次函数或二次方程,通过根的判别式或数形结合思想,可使问题得到顺利解决。 例1 对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。 解:不妨设,其函数图象是开口向上的抛物线,为了使,只需,即,解得。 变形:若对于x∈R,不等式恒成立,求实数m的取值范围。 此题需要对m的取值进行讨论,设。①当m=0时,3>0,显然成立。②当m>0时,则△<>。③当m<>时,显然不等式不恒成立。由①②③知。 关键点拨:对于有关二次不等式(或<>)的问题,可设函数,由a的符号确定其抛物线的开口方向,再根据图象与x轴的交点问题,由判别式进行解决。
例2 已知函数,在时恒有,求实数k的取值范围。 解:令,则对一切恒成立,而是开口向上的抛物线。 ①当图象与x轴无交点满足△<>,即,解得-2<><>< span=''>。<><> ②当图象与x轴有交点,且在时,只需 由①②知 关键点拨:为了使在恒成立,构造一个新函数是解题的关键,再利用二次函数的图象性质进行分类讨论,使问题得到圆满解决。
二、参数大于最大值或小于最小值 如果能够将参数分离出来,建立起明确的参数和变量x的关系,则可以利用函数的单调性求解。恒成立,即大于时大于函数值域的上界。恒成立,即小于时小于函数值域的下界。 例3 已知二次函数,如果x∈[0,1]时,求实数a的取值范围。 解:x∈[0,1]时,,即 ①当x=0时,a∈R ②当x∈时,问题转化为恒成立 由恒成立,即求的最大值。设。因为减函数,所以当x=1时,,可得。 由恒成立,即求的最小值。设。因为增函数,所以当x=1时,,可得a≤0。 由①②知。 关键点拨:在闭区间[0,1]上使分离出a,然后讨论关于的二次函数在上的单调性。
例4 若不等式在x∈[1,2]时恒成立,试求a的取值范围。 解:由题设知,得a>0,可知a+x>1,所以。原不等式变形为。 ,即。又,可得 恒成立。设,在x∈[1,2]上为减函数,可得,知。 综上知。 关键点拨:将参数a从不等式中分离出来是解决问题的关键。
例5 是否存在常数c使得不等式,对任意正数x、y恒成立?试证明你的结论。 解:首先,欲使恒成立(x、y>0),进行换元令 。 ∴上述不等式变为,即恒成立。寻求的最小值,由a>0,b>0,利用基本不等式可得。 同理欲使恒成立,令, 得 ∴上述不等式变为, 即。寻求的最大值,易得。 综上知存在使上述不等式恒成立。 关键点拨:本题是两边夹的问题,利用基本不等式,右边寻找最小值,左边寻找最大值,可得c=。
三、变更主元 在解含参不等式时,有时若能换一个角度,变参数为主元,可以得到意想不到的效果,使问题能更迅速地得到解决。 例6 若不等式,对满足所有的x都成立,求x的取值范围。 解:原不等式可化为 令是关于m的一次函数。 由题意知 解得 ∴x的取值范围是 关键点拨:利用函数思想,变换主元,通过直线方程的性质求解。
例7 已知是定义在[-1,1]上的奇函数且,若a、b∈[-1,1],a+b≠0,有。 (1)判断函数在[-1,1]上是增函数还是减函数。 (2)解不等式。 (3)若对所有、a∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围。 解:(1)设,则 , 可知,所以在[-1,1]上是增函数。 (2)由在[-1,1]上是增函数知 解得,故不等式的解集 (3)因为在[-1,1]上是增函数,所以,即1是的最大值。依题意有,对a∈[-1,1]恒成立,即恒成立。 令,它的图象是一条线段,那么。 关键点拨:对于(1),抽象函数单调性的证明往往借助定义,利用拼凑条件,判断差的符号。对于(2),后一步解不等式往往是上一步单调性的继续,通过单调性、函数值的大小转化到自变量的大小上来。对于(3),转换视角变更主元,把看作关于a的一次函数,即在a∈[-1,1]上大于等于0,利用是一条直线这一图象特征,数形结合得关于m的不等式组,从而求得m的范围。 |
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