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根据不等式成立的情形求参数
在选择题、填空题中,根据不等式成立的情形(如恒成立,能成立有解无解等)或解的性质特征(如有一个解,两个解,解的最大值等)求参数的取值范围是经常出现的题型,常用方法主要有
(1)分离参数;
(2)分类讨论;
(3)数形结合;
(4)变更主元.
题型一 不等式恒成立求参数
【例1】 (1)已知函数f(x)=ax2+2x+1,若对任意x∈R,f(f(x))≥0恒成立,则实数a的取值范围是________.
(2)(2020·浙江考前冲刺卷)已知函数f(x)=xex-1-ln x-ax,若f(x)≥0恒成立,则实数a的最大值是________.
答案 (1) (2)1
解析 (1)当a=0时,f(x)=2x+1,f(f(x))=4x+3不满足大于或等于0恒成立,不符合题意;
当a>0时,f(x)=a+1-≥1-,对称轴x=-,
由1->-,可得f(f(x))≥f=
a+2+1=a-+1,
若对任意x∈R,f(f(x))≥0恒成立,等价于a-+1≥0恒成立,解得a≤(舍)或a≥;
当a<0时,f(x)=a+1-≤1-,令t=f(x)≤1-,则f(f(x))=f(t)一定有负值,不满足大于或等于0恒成立,不符合题意.
综上可知,实数a的取值范围为.
(2)由f(x)≥0恒成立得xex-1-ln x-ax≥0即a≤ex-1-恒成立.令g(x)=ex-1-,则g′(x)=ex-1-=,令h(x)=x2ex-1+ln x-1,则h′(x)=x2ex-1+2xex-1+>0,∴h(x)在(0,+∞)上单调递增,又h(1)=0,∴当x∈(0,1)时,g′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,∴g(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,∴g(x)min=g(1)=1,则a≤1,
∴a的最大值为1.
感悟升华 (1)分离参数法
结论:①不等式f(x)≥g(a)恒成立⇔[f(x)]min≥g(a)(求解f(x)的最小值);
②不等式f(x)≤g(a)恒成立⇔[f(x)]max≤g(a)(求解f(x)的最大值).
(2)不易分离参数时,常分类讨论或数形结合解决;
(3)若不等式在参数所给范围上恒成立,可变更主元;
(4)注意利用基本不等式,绝对值三角不等式.
【训练1】 (1)对任何实数x,若不等式|x+1|-|x-2|>k恒成立,则实数k的取值范围为( )
A.(-∞,3) B.(-∞,-3)
C.(-∞,3] D.(-∞,-3]
(2)若不等式2x-1>m(x2-1)对满足|m|≤2的所有m都成立,则x的取值范围为________.
答案 (1)B (2)
解析 (1)∵||x+1|-|x-2||≤|(x+1)-(x-2)|=3,∴-3≤|x+1|-|x-2|≤3,由题意得k<-3.
(2)原不等式化为(x2-1)m-(2x-1)<0.
令f(m)=(x2-1)m-(2x-1)(-2≤m≤2).
则
解得<x<,
故x的取值范围为.
题型二 不等式能成立(有解)求参数
【例2】 (2020·北京朝阳区二模)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+π)=2f(x),当x∈[0,π)时,f(x)=sin x.若存在x0∈(-∞,m],使得f(x0)≥4,则m的取值范围为________.
答案
解析 ∵f(x+π)=2f(x),∴f(x)=2f(x-π),
∵当x∈[0,π)时,f(x)=sin x.
∴当x∈[π,2π)时,f(x)=2sin(x-π).
当x∈[2π,3π)时,f(x)=4sin(x-2π).
当x∈[3π,4π)时,f(x)=8sin(x-3π).
作出函数的图象
令8sin(x-3π)=4,解得x=,或x=,
若存在x0∈(-∞,m],使得f(x0)≥4,则m≥.
感悟升华 (1)分离参数法常用的结论①不等式f(x)≥g(a)存在解⇔[f(x)]max≥g(a)(求解f(x)的最大值);
②不等式f(x)≤g(a)存在解⇔[f(x)]min≤g(a)(求解f(x)的最小值).
(2)图象法也是常用方法.
【训练2】 (1)若关于x的不等式|2 018-x|+|2 019-x|≤d有解,则实数d的取值范围是________.
(2)已知函数f(x)=x2-ax+a+3,g(x)=ax-2a,若存在x0∈R,使f(x0)<0和g(x0)<0同时成立,则实数a的取值范围为( )
A.(7,+∞) B.(-∞,-2)∪(6,+∞)
C.(-∞,-2) D.(-∞,-2)∪(7,+∞)
答案 (1)[1,+∞) (2)A
解析 (1)