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重难点2-5 函数不等式恒成立问题6大题型
新高考越来越注重对综合素质的考查,恒成立问题变式考查综合素质的很好途经,它经常以函数、方程、不等式和数列等知识为载体,渗透着还原、化归、分类讨论、数形结合、函数与方程等思想方法。近几年的数学高考中频频出现恒成立问题、能问题,其形式逐渐多样化,但都与函数、导数知识密不可分,考查难度一般为中等或难题。
一、单变量不等式恒成立问题
一般利用参变分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
1、,
2、,
3、,
4、,
二、双变量不等式与等式
一般地,已知函数,
1、不等关系
(1)若,,总有成立,故;
(2)若,,有成立,故;
(3)若,,有成立,故;
(4)若,,有成立,故.
2、相等关系
记的值域为A, 的值域为B,
(1)若,,有成立,则有;
(2)若,,有成立,则有;
(3)若,,有成立,故;
【题型1 单变量不等式恒成立问题】
【例1】(2020秋·吉林白城·高三校考阶段练习)设函数,对任意,恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(2022秋·吉林·高三校考期末)已知为奇函数,为偶函数,且满足,若对任意的都有不等式成立,则实数的最小值为( )
A. B. C.1 D.
【变式1-2】(2022秋·陕西商洛·高三校联考阶段练习)已知一次函数满足.
(1)求的解析式;
(2)若对任意的,恒成立,求a的取值范围.
【变式1-3】(2022·全国·高三专题练习)已知定义域为 的函数是奇函数.
(1)求 的值;
(2)用定义证明 在上为减函数;
(3)若对于任意 ,不等式 恒成立,求的范围.
【题型2 单变量不等式能成立问题】
【例2】(2022秋·福建龙岩·高三上杭一中校考阶段练习)已知函数的定义域为,函数的定义域为,若,使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(2022秋·辽宁葫芦岛·高三校联考阶段练习)已知函数为幂函数.
(1)求函数的值域;
(2)若关于的不等式在上有解,求的取值范围.
【变式2-2】(2022·黑龙江大庆·大庆实验中学校考模拟预测)已知函数,.
(1)当a=2时,求不等式的解集;
(2)若,使成立,求a的取值范围.
【变式2-3】(2021秋·江苏·高三校联考期中)已知函数为奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)若存在m∈[-1,1],使得不等式成立,求x的取值范围.
【变式2-4】(2022秋·重庆北碚·高三重庆市朝阳中学校考开学考试)已知函数是奇函数,是偶函数.
(1)求和的值;
(2)设,若存在,使不等式成立,求实数的取值范围.
【题型3 任意-任意型不等式成立问题】
【例3】(2022秋·上海徐汇·高三上海中学校考期中)已知函数,,若对任意的实数,均有,则实数的取值范围是__.
【变式3-1】(2022秋·安徽合肥·高三合肥市第十中学校联考阶段练习)已知函数满足.
(1)求的解析式,并求在上的值域;
(2)若对且,都有成立,求实数k的取值范围.
【变式3-2】(2022秋·全国·高三统考阶段练习)已知函数.
(1)当时,解不等式;
(2)设,当时,对任意,,都有,求的取值范围.
【变式3-3】(2022秋·上海浦东新·高三校考阶段练习)设,函数的图像和函数的图像关于y轴对称.
(1)若,求x的值.
(2)令,,若对任意,,都有恒成立,求实数的取值范围.
【题型4 任意-存在性不等式成立问题】
【例4】(2022秋·江苏常州·高三校联考阶段练习)已知,,命题:对任意,都存在,使得,则命题正确的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2022秋·天津宝坻·高三天津市宝坻区第一中学校考期末)已知函数.
(1)若,判断的奇偶性并加以证明;
(2)当时,
①用定义法证明函数在上单调递增,再求函数在上的最小值;
②设,若对任意的,总存在,使得成立,求实数k的取值范围.
【变式4-2】(2022秋·广东广州·高三广东实验中学校考阶段练习)已知函数对任意实数恒有,当时,,且
(1)判断的奇偶性;
(2)求函数在区间上的最大值;
(3)若恒成立,求实数的取值范围.
【变式4-3】(2022秋·河北邢台·高三校联考阶段练习)已知定义在上的函数满足,且,.
(1)求的值;若函数的定义域为,求的值域.
(2)设,若对任意的,存在,使得,求实数的取值范围.
【题型5 存在-存在性不等式成立问题】
【例5】(2022秋·江西宜春·高三江西省丰城中学校考阶段练习)已知函数.
(1)当