内容正文:
备战2022高考压轴题解法系列之含参高端函数的分析策略
(5)自变量端点效应法
【知识与方法储备】
与传统的恒成立问题解法,如求导讨论,分离参数,构造函数等相比,必要探路法具有过程简捷、逻辑严谨、技巧性强等特点.各地模拟题、高考题仍将恒成立问题作为考查的重点之一,必要探路法也作为一种正式的解法成为标准答案的一员.因此,了解并掌握这种方法、进而熟练应用,对我们解题大有裨益.
必要探路法,就是利用端点效应的原理;其基本步骤如下:
1.探究必要条件,缩小参数范围:首先利用端点效应初步获得参数的取值范围,这个范围是必要的;常见的几种缩小参数范围的思路:
①若在上恒成立,则在区间端点处也成立,即此法应用于区间端点值包含参数的情况.
②若在上恒成立,且则此法应用于区间端点的函数值为零的情况.
③若在上恒成立,且,则此法应用于区间端点的函数值为零且导数值也为零的情况.
若在上恒成立,则 ,此法应用于区间端点值包含参数的情况.
若在上恒成立,则,此法应用于区间端点值包含参数的情况.
2.证明充分性,求结果:利用第一步中的参数的范围去判定函数是否单调;
(1)如果函数单调,则由端点得到的范围就是最终答案;
(2)如果函数不单调,则利用端点确定的范围进一步确定函数的最值.
若使用必要探路法,则尤其要注意第一步,即寻找必要条件,因为其具有较强的技巧性.常见的选取技巧包括选择端点值、极值点、不等式公共取等条件、常见特殊数(如等).
端点效应包括两类自变量端点效应和参数端点效应,本讲讲自变量端点效应
【常见题型与解法探究】
题型一、构造端点函数值为函数的最值的函数不等式
【罗师导航】将不等号一侧的值看做函数在端点处的取值,使用必要探路法,利用函数单调性将原问题转化为研究导函数的性质.
(1)若,把不等式可化简为在(或)上恒成立:
若,则;若,则。
(2)若,把不等式可化简为在(或)上恒成立:
若,则;若,则。
(3)若,,把不等式可化简为在(或)上恒成立:
若,则用恒成立求得放缩参数范围,证明此范围内函数单调递减;在证明此范围外函数不单调递减;若,则用能成立求得放缩参数范围,证明此范围内函数存在单调递增;在证明此范围外函数不单调递增。
(4)若,,把不等式可化简为;例如若,则用,求得放缩参数范围,证明此范围内函数单调递减;在证明此范围外函数不单调递减;若,则用,求得放缩参数范围,证明此范围内函数单调递增;在证明此范围外函数不单调递增。
【典例1-1】(闭区间)已知函数,若对任意,不等式,求实数的取值范围.
【典例1-2】(开区间)已知函数,若时,,求的取值范围.
【典例1-3】(闭区间)已知函数.若在上恒成立,求实数的取值范围.
【典例1-4】(闭区间)当时,,.求实数的取值范围.
【能力达标训练】
【1-1】已知函数,若对任意恒成立,求实数的取值范围.
【1-2】已知函数.
(1)
讨论的单调性;
(2)
当时,曲线总在曲线的下方,求的取值范围.
【1-3】(2010年全国新课标理)设函数
(1)若,求的单调区间;
(2)若当时,求的取值范围.
【1-4】设函数.
(Ⅰ)证明:的导数;
(Ⅱ)若对所有都有,求的取值范围.
【1-5】已知函数,若函数在区间上是减函数,求的取值范围.
【1-6】设函数.若对任意的恒成立,求实数的取值范围.
【1-7】已知函数的最小值为0,其中.
(1)求的值;
(2)若对任意的都有恒成立,求实数的最小值.
【1-8】已知函数.若函数在区间上单调递增,求的取值范围.
【1-9】已知,若在上恒成立,求的取值范围.
【1-10】已知,若在上恒成立,求的取值范围.
【1-11】已知函数,.设,当时,,求实数的取值范围.
【1-12】已知函数,.若函数,当时,恒成立,求实数的取值范围.
【1-13】已知不等式在上恒成立,求a的取值范围.
【1-14】令函数,若对,恒成立,求实数a的取值范围.
【1-15】已知函数,若对任意的,都有成立,求的取值范围.
【1-16】若在上恒成立,求的取值范围.
题型二、构造区间内部存在极值点(最值点)的函数不等式
【罗师导航】若,把不等式可化简为,或者,则可以使用必要探路法
在包含的某一小段区间上,如果在处,为最大(小)值,我们就称该点为局部最大(小)值.若函数定义在区间上,且,如果为函数的局部最大(小)值,那么一定有或不存在,此为极值定理.在高中阶段,考查的多为可导函数,因此若不在所给区间的端点,那么便可尝试利用这个关键的必要性结论来解题.
【典例2-1】已知函数,若函数的最大值为6,求的值.
【例2-2】已知函数.
(1)
当时,求函数的单调区间.
(2)
若在定义域内恒成立,求的取值范围.
【例2-3】已知函数,若恒成立,则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【能力达