内容正文:
重点题型强化(一) 不等式恒成立、能成立问题
第二章 等式不等式
1.能用判别式法、数形结合法、分离参数法与主参换位法解不等式恒(能)成立问题.
2.解决不等式恒成立、能成立问题的方法灵活多变,需根据具体的条件求解,能提升学生的逻辑推理、数学运算等素养.
方法一 “Δ”法解决R上的恒成立问题
已知不等式kx2+2kx-(k+2)<0恒成立,求实数k的取值范围.
解:当k=0时,原不等式化为-2<0,显然符合题意.
当k≠0时,令y=kx2+2kx-(k+2),由y<0恒成立,
所以其图象都在x轴的下方,
即开口向下,且与x轴无交点.
例1
综上,实数k的取值范围是{k|-1<k≤0}.
规律方法
一元二次不等式在R上恒成立
规律方法
注意 若题目中未强调是一元二次不等式,且二次项系数含参,则一定要讨论二次项系数是否为0.
√
对点练1.若关于x的不等式kx2+3kx+k-2≤0的解集为R,则实数k的取值范围是
方法二 数形结合法解决给定范围内的恒成立问题
当1≤x≤2时,不等式x2+mx+4<0恒成立,求实数m的取值范围.
解:令y=x2+mx+4,
因为y<0在1≤x≤2上恒成立,
所以y=0的根一个小于1,另一个大于2.
所以实数m的取值范围是{m|m<-5}.
例2
规律方法
在给定范围内的恒成立问题
1.当a>0时,ax2+bx+c<0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立⇔y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时小于0.
2.当a<0时,ax2+bx+c>0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立⇔y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时大于0.
对点练2.命题“∀x∈{x|1≤x≤2},x2-a≤0”为真命题的一个充分不必要条件是
A.a≥4 B.a≥5
C.a≤4 D.a≤5
√
因为命题“∀x∈{x|1≤x≤2},x2-a≤0”是真命题,所以当1≤x≤2时,a≥x2恒成立,所以a≥4,结合选项,命题是真命题的一个充分不必要条件是a≥5.故选B.
方法三 主参换位法解决已知参数范围的恒成立问题
已知 ≤m≤3,不等式x2+mx+4>2m+4x恒成立,求x的取值范围.
例3
则m(x-2)+(x-2)2>0恒成立.
当x=2时,不等式不成立,故x≠2.
令y=m(x-2)+(x-2)2,m为自变量,
所以实数x的取值范围是{x|x>2,或x<-1}.
规律方法
1.在解含有参数的不等式时,有时若能换一个角度,变参数为主元,则可以得到意想不到的效果.
2.此题中,y=m(x-2)+(x-2)2, ≤m≤3表示一条线段,数形结合转化为端点函数值大于0,避免了分类讨论.
对点练3.对任意1≤m≤2,函数y=mx2-mx+m-6的值恒小于0,求实数x的取值范围.
解:y=mx2-mx+m-6=(x2-x+1)·m-6,依题意知,当1≤m≤2时,y<0恒成立.
因为x2-x+1>0,
所以y是关于m的一次函数,且在1≤m≤2上随m的增大而增大,
所以y<0对1≤m≤2恒成立等价于y的最大值小于0,即2(x2-x+1)-6<0,
则x2-x-2<0,解得-1<x<2.
因此x的取值范围是{x|-1<x<2}.
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随堂演练
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1.若不等式x2+mx+1≥0的解集为R,则实数m的取值范围是
A.m≥2 B.m≤-2
C.m≤-2,或m≥2 D.-2≤m≤2
√
不等式x2+mx+1≥0的解集为R,则Δ=m2-4≤0,解得-2≤m≤2,所以实数m的取值范围是-2≤m≤2.故选D.
2.已知1≤x≤2,x2-ax>0恒成立,则实数a的取值范围是
A.a≥1 B.a>1
C.a≤1 D.a<1
√
因为1≤x≤2,故x>0,故x2-ax>0在1≤x≤2上恒成立等价于x-a>0在1≤x≤2上恒成立,故1-a>0,即a<1.故选D.
3.关于x的不等式-x2+mx-1≥0有解,则实数m的取值范围是_________
_______________.
{m|m≤
-2,或m≥2}
依题意x2-mx+1≤0有解,所以Δ=m2-4≥0,解得m≥2,或m≤-2.
4.对于满足0≤p≤4的一切实数,不等式x2+px>4x+p-3恒成立,则x的取值范围是_________________.
{x|x>3,或x<-1}
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第
二
章
等
式
与
不
等
式
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所以解得-1<k<0.
1.ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立(或解集为R)时,满足
2.ax2+bx+c≥0(a≠0)恒成立(或解集为R)时,满足
3.ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立(或解集为R)时,满足
4.ax2+bx+c≤0(a≠0)恒成立(或解集为R)时,满足
A. B.
C. D.
当k=0时,-2≤0恒成立,符合题意;当k≠0时,需满足k<0且9k2-4k(k-2)=5k2+8k≤0,得-≤k<0.综上,实数k的取值范围是.故选D.
如图,可得解得m<-5,
解:因为≤m≤3时,不等式x2+mx+4>2m+4x恒成立,
且≤m≤3,则其函数图象是一条线段,
故对≤m≤3时,y>0恒成立等价于
解得x>2,或x<-1.
x2+px>4x+p-3⇔(x-1)p+x2-4x+3>0.设y=(x-1)p+x2-4x+3,0≤p≤4表示一条线段,依题意,当0≤p≤4时,y>0恒成立,则解得x>3,或x<-1.
$$