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恒成立问题的求解策略导学案
高考数学复习中的恒成立问题,把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来,其以覆盖知识点多,综合性强,解法灵活等特点而倍受高考、竞赛命题者的青睐。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。因此也成为历年高考的一个热点。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分离变量型;④根据函数的奇偶性、周期性等性质;⑤数形结合。
一、一次函数型
给定一次函数y=f(x)=ax+b(a≠0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,则根据函数的图象(直线)可得上述结论等价于
ⅰ)或ⅱ)亦可合并定成
同理,若在[m,n]内恒有f(x)<0,则有
处理含参不等式恒成立的某些问题时,若能适时的把主元变量和参数变量进行“换位”思考,往往会使问题降次、简化。
例1.对任意,不等式恒成立,求的取值范围。
分析:题中的不等式是关于的一元二次不等式,但若把看成主元,则问题可转化为一次不等式在上恒成立的问题。
练习1、设不等式x2-(a+1)x-a2>0对一切a∈(1,2)都成立,求x的范围。
分析该不等式中参数a的次数有二次也有一次,不好处理。不妨把原不等式视a为主元,x为参数的不等式来求参数x的范围。
二、分离变量法
若所给的不等式能通过恒等变形使参数与主元分离于不等式两端,从而问题转化为求主元函数的最值,进而求出参数范围。这种方法本质也还是求最值,但它思路更清晰,操作性更强。一般地有:
1)恒成立
2)恒成立
例.已知当xR时,不等式a+cos2x<5-4sinx+恒成立,求实数a的取值范围。
分析:在不等式中含有两个变量a及x,其中x的范围已知(xR),另一变量a的范围即为所求,故可考虑将a及x分离。
注:注意到题目中出现了sinx及cos2x,而cos2x=1-2sin2x,故若把sinx换元成t,则可把原不等式转化成关于t的二次函数类型。
另解:
练习2:不等式-2cos2x+4sinx-k2+k<0对一切实数x恒成立,求参数k的取值范围。
三、二次函数型
(1)判别式法
若所求问题可转化为二次不等式,则可考虑应用判别式法解题。一般地,对于二次函数,有
1)对恒成立