内容正文:
专题04 不等恒(能)成立问题 黄慧群高中数学辅导资料
专题04 不等恒(能)成立问题
一、核心知识:
(一)不等恒成立问题的解法:
1.对于一次函数,则:
(1)如果;
(2)如果.
2.设,
(1)上恒成立或;
(2)上恒成立或;
3.设一元二次函数
(1)当时,如果上恒成立;
当时,如果上恒成立.
(2)当时,如果上恒成立;
当时,如果上恒成立.
4.不等恒成立问题常用转化方法:
(1)若函数在区间上存在最小值或最大值,则:
① 分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
② 数形结合( 图象在 上方即可);
③ 讨论最值或恒成立.
(2)若函数在区间上不存在最大(小)值,且值域为,则:
①不等式(或)在区间上恒成立;
②不等式(或)在区间上恒成立;
(3)在给出的不等式中,若能解出已知取值范围的变量,就可利用集合与集合之间的包含关系来求解,
即:,则且,不等式的解即为实数的取值范围。
(二)不等能成立(有解)问题的解法:
1.若函数在区间上存在最小值或最大值,则:
(1)不等式在区间上有解;
(2)不等式在区间上有解;
(3)不等式在区间上有解;
(4)不等式在区间上有解;
2.若函数在区间上不存在最大(小)值,且值域为,则不等式有解问题有以下结论
(1)不等式(或)在区间上有解;
(2)不等式(或)在区间上有解;
(三)双条件不等恒(能)成立问题的解法:
对同时含有“任意”、“存在”等量词的不等式成立条件下,求参数的取值范围问题.
(1)对任意,总存在,使得;
(2)若存在,对任意,使得;
(3)对任意,任意,使得;
(3)若存在,存在,使得.
二、热门考点:
考点一: 无界恒成立问题
经典例题:
1.已知不等式对于任意实数x恒成立,实数a的取值范围 .
2.关于的不等式对于任意恒成立,则的取值范围是 .
3.若关于的不等式的解集为,则的取值范围为__________.
4. (多选)命题:“,”的否定为真命题的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
5.函数的定义域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
强化训练:
1.不等式对一切实数x都成立,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若不等式对任意实数都成立,则实数的取值范围是__________.
3.若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为 .
4.若命题“”是真命题,则的取值范围为 .
5.若命题:“,”为假命题,则实数的取值范围为 .
6.若不等式:的解集为空集,则实数的取值范围是__________.
7. “不等式在上恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
8.已知,且为真命题,则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
9.(多选)已知关于的不等式对恒成立,则实数的可取值是( )
A.-2 B.0 C.3 D.7
10.(多选)设,不等式恒成立的充分不必要条件可以是( )
A. B. C. D.
11.(多选)“,”为真命题的充分条件可以是( )
A. B. C. D.
考点二:有界恒成立问题
经典例题:
1.已知函数,若对于任意的,均有,则实数的取值范围是__________.
2.若不等式对满足的所有都成立,则的取值范围是 .
3.若 ,不等式恒成立,则的取值范围为 .
4.已知正数满足,若恒成立,则实数的取值范围为 .
5.已知,,且,若恒成立,则实数的取值范围为 .
6.若正实数、满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
强化训练:
1.若命题“,”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若对于任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.当时,不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知,,且,若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.当,且满足时,有恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
培优题组:
1.已知时,不等式恒成立,则的取值范围是__________.
2. “”是“函数的定义域为”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.已知函数,若,,则实数的最大值为( )
A. B. C.2 D.
4.已知,,,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知关于的不等式(其中)在R上恒成立,则有( )
A. B. C. D.
6.已知函数在上的图象恒在轴上方,则的取值范围是________.
题组三:不等能成立问题
经典例题:
1.若命题为真命题,则m的取值范围为 .
2.已知函数,若存在,使得不等式成立,则实数的取值范围为 .
3.命题,若是假命题,则实数的取值范围是 .
强化训练:
1.写出一个使得命题“恒成立”是假命题的实数的值: .
2.关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是 .
3.若存在实数x∈[2,4],使不等式x2-2x-2-m<0成立,则m的取值范围为 .
4.若命题“,使”是真命题,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知,且为真命题,则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.设,则关于的不等式有解的一个必要不充分条件是( )
A. B.或 C. D.
培优题组:
1.已知不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是______.
2.若在定义域内存在实数,满足,称为“局部奇函数”.若为定义域上的“局部奇函数”,则实数的取值范围是__________.
3.若存在实数,使得对于任意的,不等式恒成立,则的最大值为 .
题组四:双条件恒(能)成立问题
经典例题:
1.已知,若,对均有成立,则实数m的取值范围为 .
2.若对,,使不等式成立,则a的取值范围是 .
3.若存在实数,对任意实数,不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
4.已知.若对于,均有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知对一切,,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
强化训练:
1.已知函数.若“,使得成立”为真命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.已知函数,.若“,,使得成立”为真命题,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知,,若“,,使得成立”为真命题,则实数的取值范围是 .
4.(多选)函数,若对任意,存在,使得,则实数可能的取值为( )
A. B. C. D.
5.设奇函数在上是单调函数,且,若函数对所有的都成立,当时,则的取值范围是( )
A. B.或或
C. D.或或
6.已知函数,,若,,使得,则的取值范围是 .
题组五:解答题
经典例题:
1.已知二次函数.(1)若,求的值;(2)若二次函数的图像恒在轴的上方,求的取值范围.
2.设.(1)若不等式对于任意恒成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式.
3.已知二次函数满足,,且在上的最小值为.(1)求的解析式;
(2)求在上的最小值;(3)设,若对任意,存在,使得,求实数的取值范围.
强化训练:
1.设函数.(1)若,求不等式的解集;(2)若关于的不等式的解集为,求实数的取值范围.
2.(1)已知函数,求函数的解析式;
(2)已知关于x的不等式在上有解,则实数m的取值范围.
3.已知函数(且).(1)当时,求的最大值;(2)若对任意,均有,求的最大值;(3)若对任意,均有,求的取值范围.
4.已知二次函数的最小值为,且是其一个零点,都有.
(1)求的解析式;(2)求在区间上的最小值;(3)若关于x的不等式在区间上有解,求实数m的取值范围.
5.已知是定义在上的函数,若满足且.(1)求的解析式;(2)判断在区间的单调性并用定义证明;(3)设函数,若对,都有 成立,求的取值范围.
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专题04 不等恒(能)成立问题
一、核心知识:
(一)不等恒成立问题的解法:
1.对于一次函数,则:
(1)如果;
(2)如果.
2.设,
(1)上恒成立或;
(2)上恒成立或;
3.设一元二次函数
(1)当时,如果上恒成立;
当时,如果上恒成立.
(2)当时,如果上恒成立;
当时,如果上恒成立.
4.不等恒成立问题常用转化方法:
(1)若函数在区间上存在最小值或最大值,则:
① 分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
② 数形结合( 图象在 上方即可);
③ 讨论最值或恒成立.
(2)若函数在区间上不存在最大(小)值,且值域为,则:
①不等式(或)在区间上恒成立;
②不等式(或)在区间上恒成立;
(3)在给出的不等式中,若能解出已知取值范围的变量,就可利用集合与集合之间的包含关系来求解,
即:,则且,不等式的解即为实数的取值范围。
(二)不等能成立(有解)问题的解法:
1.若函数在区间上存在最小值或最大值,则:
(1)不等式在区间上有解;
(2)不等式在区间上有解;
(3)不等式在区间上有解;
(4)不等式在区间上有解;
2.若函数在区间上不存在最大(小)值,且值域为,则不等式有解问题有以下结论
(1)不等式(或)在区间上有解;
(2)不等式(或)在区间上有解;
(三)双变量不等恒(能)成立问题的解法:
对同时含有“任意”、“存在”等量词的不等式成立条件下,求参数的取值范围问题.
(1)对任意,总存在,使得;
(2)若存在,对任意,使得;
(3)对任意,任意,使得;
(3)若存在,存在,使得.
二、热门考点:
考点一: 无界恒成立问题
经典例题:
1.已知不等式对于任意实数x恒成立,实数a的取值范围 .
【答案】
【详解】由不等式对于任意实数恒成立,可得,即,解得.
故答案为:.
2.关于的不等式对于任意恒成立,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】显然当时不等式恒成立;当时,要满足题意则需;
综上.故答案为:
3.若关于的不等式的解集为,则的取值范围为__________.
【答案】
【详解】由题设可得,解之得,应填答案。
4. (多选)命题:“,”的否定为真命题的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【详解】命题:“,”的否定为“,”,
当时,恒成立,符合题意;当时,,
综上,,故选:AB
5.函数的定义域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意得恒成立,当时, 恒成立,满足题意;当时, ,解得,综上.故选:C.
强化训练:
1.不等式对一切实数x都成立,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,恒成立,当时,则,解得,
综上所述,.故选:A.
2.若不等式对任意实数都成立,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】当时,不等式成立,否则应有: ,
解得 或,综上可得实数的取值范围是.
3.若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】当时,,,不满足题意;当时,,所以,
综上,实数的取值范围为.故答案为:
4.若命题“”是真命题,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】,当时,恒成立,当时,,解得,综上,的取值范围是.故答案为:
5.若命题:“,”为假命题,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为命题:“,”为假命题,所以“,” 为真命题,即恒成立,所以,解得,故实数的取值范围为.
6.若不等式:的解集为空集,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】当, , ,符合要求;当时,因为关于的不等式的解集为空集,即所对应图象均在轴上方,故须,综上满足要求的实数的取值范围是,故答案为.
7. “不等式在上恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】显然不满足题意,所以,解得,则“不等式在上恒成立”等价于,故要找的必要不充分条件需要被推出.
对于A,是充要条件,故A错误;对于B,因为推不出,故B错误;
对于C,因为,反之不能推出,故C正确;对于D,因为推不出,故D错误.
故选:C.
8.已知,且为真命题,则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由题意,,即;又由“”为真命题当且仅当,即,解得:或,即或.所以是的充分不必要条件.故选:A.
9.(多选)已知关于的不等式对恒成立,则实数的可取值是( )
A.-2 B.0 C.3 D.7
【答案】BCD
【详解】当时,恒成立,满足要求,当时,需满足,解得,
故实数的取值范围是,故A错误,BCD正确.故选:BCD
10.(多选)设,不等式恒成立的充分不必要条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】当时,不等式为,满足题意;当时,则必有且,解之得,综上a的取值范围为,显然及均为的真子集,即选项B,C满足条件.故选:BC
11.(多选)“,”为真命题的充分条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【详解】,恒成立,其中,当且仅当,即时,等号成立,故,由于和均为的真子集,故AB正确,CD不合要求.
故选:AB
考点二:有界恒成立问题
经典例题:
1.已知函数,若对于任意的,均有,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】若,对于任意的,均有,则,
解得:,故:实数的取值范围是.
2.若不等式对满足的所有都成立,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】我们可以用改变主元的办法,将视为主元,原不等式化为:,
令,则时,恒成立,所以只需
即,所以的范围是.
3.若 ,不等式恒成立,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】,不等式 恒成立,则,即,恒成立,
令,由图知在上单调递减,在上单调递增,又,故,则.故答案为: .
4.已知正数满足,若恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为且,所以,当且仅当时取等号.因为不等式恒成立,
所以,解得.故答案为:.
5.已知,,且,若恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】由得,所以,所以,所以,当且仅当,时,等号成立,所以,
所以恒成立,可化为,即,解得.
故答案为;
6.若正实数、满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为正实数、满足,即,所以,所以,当且仅当,即,时取等号,
因为正实数、满足,且恒成立,所以,解得,即实数的取值范围是.故选:B.
强化训练:
1.若命题“,”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由“,”是真命题可知,不等式,恒成立,因此只需,,易知函数在上的最小值为1,所以.即实数m的取值范围是.故选:C.
2.若对于任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令函数,显然在上单调递减,,因为任意,不等式恒成立,于是,所以.故选:A
3.当时,不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当时,不等式恒成立,当时,满足不等式恒成立;当时,令,则在上恒成立,函数的图像抛物线对称轴为,时,在上单调递减,在上单调递增,则有,解得;时,在上单调递增,在上单调递减,则有,解得.综上可知,的取值范围是.故选:D.
4.已知,,且,若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为不等式恒成立,则,因为,,由可得,所以,当且仅当,即,时取等号,故,所以,即,解得,则实数的取值范围是.故选:B.
5.当,且满足时,有恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为即且,所以,当且仅当,即时等号成立,因为不等式恒成立,所以,即,解得,故的取值范围为.故选:A
培优题组:
1.已知时,不等式恒成立,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】当时,不等式恒成立, 时, 成立;即有在恒成立,由,即有最大值为1,则①;由在递增,即有最小值为,则有 ②;由①②可得, ,故答案为.
2. “”是“函数的定义域为”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】函数的定义域为,则恒成立,即,解得,故“”是“函数的定义域为”的必要不充分条件.故选:B
3.已知函数,若,,则实数的最大值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【详解】因为在上单调递增,在上单调递减,所以在上单调递增,所以,令,因为恒成立,所以恒成立,亦即恒成立,又,当且仅当时,等号成立,故,所以.故选B
4.已知,,,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,,则,所以,又,可得,令,则原题意等价于,,即,,当时,取到最大值,所以实数m的取值范围是.故选:C
5.已知关于的不等式(其中)在R上恒成立,则有( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意得原不等式可化为,因,所以在上恒成立,又函数在上单调递增,且,当时,;当时,.于是且,于是,,,故选:D.
6.已知函数在上的图象恒在轴上方,则的取值范围是________.
【答案】
【详解】令,则,且,
由题意可知,对任意, 恒成立,则,令,所以,又,当,即时,取到,则,即的取值范围是。
题组三:不等能成立问题
经典例题:
1.若命题为真命题,则m的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意,不等式有解,即不等式有解,设,则函数图象开口向上,要使不等式有解,则函数图象与轴有交点,则,化简得,解得或.
2.已知函数,若存在,使得不等式成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为函数的对称轴为,所以当时,该二次函数单调递增,所以,因为存在,使得不等式成立,所以有,或,因此实数的取值范围为,故答案为:
3.命题,若是假命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】若是假命题,则为真命题,故,只需,设,则在上单调递减,在上单调递增,其中,故,所以,即实数的取值范围是,故答案为:
强化训练:
1.写出一个使得命题“恒成立”是假命题的实数的值: .
【答案】(答案不唯一)
【详解】依题意,“恒成立”是假命题,当时,恒成立,不符合题意.
当时,可以为负数,符合题意.当时,,解得.
综上所述,或.故答案为:(答案不唯一)
2.关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由不等式以及可得,依题意可知即可,令,又,由可得,利用二次函数性质可知,即可得;即实数的取值范围是.故答案为:
3.若存在实数x∈[2,4],使不等式x2-2x-2-m<0成立,则m的取值范围为 .
【答案】.
4.若命题“,使”是真命题,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意命题“,使”是真命题,所以,当且仅当,有,所以实数m的取值范围是.故选:C.
5.已知,且为真命题,则是的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】由题意,,即;又由“”为真命题当且仅当,即,解得:或,即或.所以是的充分不必要条件.故选:A.
6.设,则关于的不等式有解的一个必要不充分条件是( )
A. B.或 C. D.
【答案】D
【详解】有解,即对于方程的,则;可知D选项为一个必要不充分条件.故选:D.
培优题组:
1.已知不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是______.
【答案】
【详解】不等式对一切恒成立,等价于 ,因为,所以 ,所以,所以 实数的取值范围是,故答案为.
2.若在定义域内存在实数,满足,称为“局部奇函数”.若为定义域上的“局部奇函数”,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【详解】即方程 有解,令 ,则 ,所以 在上有解,因此 ,解得.
3.若存在实数,使得对于任意的,不等式恒成立,则的最大值为 .
【答案】
【详解】因为,即,若存在实数使得上式成立,则,且,即,可得,则,解得,由题意可知:,所以的最大值为.故答案为:.
题组四:双条件恒(能)成立问题
经典例题:
1.已知,若,对均有成立,则实数m的取值范围为 .
【答案】
【详解】令,因为,对均有成立,
所以,因为,所以函数在上单调递增,
所以当时,,当时,在上单调递增,所以,所以,所以;当时,在上恒成立,所以,所以,符合题意;当时,在上单调递减,所以,所以,所以.综上,满足题意的实数m的取值范围为.故答案为:.
2.若对,,使不等式成立,则a的取值范围是 .
【答案】
【详解】因为,,所以,
所以,由已知,设,当且仅当时,等号成立,所以即,恒成立,所以,所以.故答案为:.
3.若存在实数,对任意实数,不等式恒成立,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【详解】如图所示,若存在实数,对任意实数,
不等式恒成立,
则直线在时位于上方(可重合),且位于下方(可重合),又因为在时为凹函数,所以当直线经过时符合题意,由,得,此时直线为,则,即对恒成立,则,则,即实数m的取值范围是.故答案为:
4.已知.若对于,均有成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意在中,对称轴,函数在上单调减,在上单调增,,因为对于,均有成立,即对于,均有恒成立,在中,对称轴,函数在上单调减,在上单调增,当即时,
函数在上单调减,函数在上单调减,
,所以,解得;
当,即时,函数在上单调减,在上单调增,函数在上单调减,所以,,所以,解得;
当,即时,,函数在上单调增,函数在上单调减,
所以,,所以,故不符题意,舍去;
当即时,函数在上单调增,,函数在上单调减,在上单调增,,所以,解得;
当即时,函数在上单调增,,函数在上单调减,在上单调增,,此时,,所以符合题意,当时, 函数在上单调增,函数在上单调增,所以
,此时,所以符合题意
综上,实数的取值范围是.故选:C.
5.已知对一切,,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】因为,,则,所以,,又不等式恒成立,且,可得,令,则原题意等价于对一切,恒成立,当时,,故实数的取值范围是.故答案为:.
强化训练:
1.已知函数.若“,使得成立”为真命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,使得成立,,又由在上单调递增,,即对恒成立,,
即对恒成立,,又由在上单调递增,
时,时,,.故选:B.
2.已知函数,.若“,,使得成立”为真命题,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当,有.,,使得成立,
等价于,.即在上恒成立,参变分离可得.
当,,当且仅当时取等号,所以,故选:C.
3.已知,,若“,,使得成立”为真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】当,有,则,,使得成立,
等价于,,即,在上恒成立,参变分离可得,,而当,,当且仅当,即时取等号,所以.
4.(多选)函数,若对任意,存在,使得,则实数可能的取值为( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【详解】对任意,存在,使得,只需在上值域是在上值域的子集或,在上单调递增,故,
开口向下且对称轴:当时,,此时恒成立;当时,,此时即可,可得.综上,.故选:ABC
5.设奇函数在上是单调函数,且,若函数对所有的都成立,当时,则的取值范围是( )
A. B.或或
C. D.或或
【答案】B
【详解】由题意得,所以奇函数在上是单调增函数,因此,依题意,,恒成立,
则有,解得或或,所以t的取值范围是或或.
故选:B
6.已知函数,,若,,使得,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】,设,因为,所以,所以在上单调递减,在上单调递增,当时,;当时,,∴在上的最大值为5,又在上的最大值是或,由的开口向上,对称轴为,可得,,整理得,解得即,或,整理得,解得,所以.故答案为:.
题组五:解答题
经典例题:
1.已知二次函数.(1)若,求的值;(2)若二次函数的图像恒在轴的上方,求的取值范围.
【详解】(1),,
,或;
(2)恒成立,,,,
的取值范围为.
2.设.(1)若不等式对于任意恒成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式.
【详解】(1)因为,所以不等式可化为,
若对于任意,不等式恒成立,
当时,不等式化为,不满足题意,
当时,则必有且,解得,所以实数a的取值范围为.
(2)不等式化为,即,,
因为,所以当,即时,解得或,不等式的解集为或;
当,即时,不等式恒成立,解集为;当,即时,解得或,
不等式的解集为或.
3.已知二次函数满足,,且在上的最小值为.(1)求的解析式;
(2)求在上的最小值;(3)设,若对任意,存在,使得,求实数的取值范围.
【详解】(1)由可知关于对称,且在上的最小值为;
故可设,由可得,;
所以函数的解析式为;
(2)由(1)可知
①当时,,此时在区间上单调递减,可得,
②当时,,此时在区间上单调递减,在区间上单调递增,可得,
③当时,此时在区间上单调递增,;
综上可得;
(3)由题知,当时,;
即求对任意,存在,使得,
令,当时,,即对于,使得恒成立,
也即对于,使得恒成立,可得,
令,所以,
因为在区间上单调递增,所以当时,;因此可得.
强化训练:
1.设函数.(1)若,求不等式的解集;(2)若关于的不等式的解集为,求实数的取值范围.
【详解】(1)当,,不等式即为,解得或,
所以的解集为或.
(2)因为,所以不等式可化为,
依题意对,恒成立.所以当时,,不符合要求;
当时,由一元二次函数性质,可知,即,解得,
因此实数的取值范围是.
2.(1)已知函数,求函数的解析式;
(2)已知关于x的不等式在上有解,则实数m的取值范围.
【详解】解:(1)令,则,
所以,所以.
(2)由关于x的不等式在上有解,可转化为在上有解,
设,则,又由,当且仅当时取等号,
则,所以,所以实数m的取值范围是.
3.已知函数(且).
(1)当时,求的最大值;
(2)若对任意,均有,求的最大值;
(3)若对任意,均有,求的取值范围.
【详解】(1)当时,,当且仅当,即时,等号成立,所以的最大值为1.
(2)因为,所以,
由题“”即:“,均有”
当且仅当时等号成立,故,即的最大值为4
(3)令,则,令,
①当时,由,则,则在上单调递减,
又,,所以,依题意,
故;
②当时,由,则,
1)当时,在上单调递减,
所以恒成立,符合题意;
2)当时,在单调递增,在单调递减,
所以,
所以,故,
综上可得,的取值范围是.
4.已知二次函数的最小值为,且是其一个零点,都有.
(1)求的解析式;(2)求在区间上的最小值;(3)若关于x的不等式在区间上有解,求实数m的取值范围.
【详解】(1)因为对都有,所以的图象关于直线对称,
又因为二次函数的最小值为,所以可设二次函数的解析式为,
又因为是其一个零点,所以,解得,
所以的解析式为.
(2)由(1)可知,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以,当时,,
当时,,.
(3)因为关于的不等式在区间上有解,
即不等式在上有解,所以,
记,因为,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为4,所以,即,
故存在实数符合题意,所求实数的取值范围为.
5.已知是定义在上的函数,若满足且.(1)求的解析式;(2)判断在区间的单调性并用定义证明;(3)设函数,若对,都有 成立,求的取值范围.
【详解】(1)因为是定义在上的函数,若满足,
所以函数为奇函数,所以,解得,所以,
又因为,可得,解得,所以,
此时满足,所以函数的解析式为.
(2)在区间上为增函数,理由如下:
不妨设,则,
因为,所以,所以,即,
所以函数在上为单调递增
(3)对,都有成立,即为,
由(2)可知在单调递增,则,又由在上恒成立,
只需在上恒成立,令,
所以在在单调递减,在上单调递增,
又,,所以,所以.
所以实数的取值范围为.
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