内容正文:
提升点13 不等式恒(能)成立
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技法1 分离参数处理恒(能)成立问题
[例1] (2024·东北三省模拟)已知函数, .
(1)当时,求 的单调区间和极值;
【解】当时, ,
则 .
令,则 ,
故在上单调递减,又 ,
因此是在 上的唯一零点,
即是在 上的唯一零点.
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当变化时,, 的变化情况如下表:
0
0 -
单调递增 单调递减
所以的单调递增区间为,单调递减区间为 ,
的极大值为 ,无极小值.
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(2)若对任意,恒成立,求实数 的取值范围.
【解】 由题意知 ,
即,即 .
设 ,
则 ,
令,解得 ,
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当 ,时,,单调递增,当, 时,
,单调递减,所以 .
所以,即实数的取值范围为, .
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分离参数法确定不等式(, 为实数)恒成立问题中
参数取值范围的步骤:
(1)将参数与变量分离,化为或 的形式;
(2)求在 时的最大值或最小值;
(3)解不等式或,得到 的取值范围.
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[对点训练] 已知函数 ,使得
成立,求实数 的取值范围.
解:因为,使得 成立,
即,使得 ,
即 成立,
由,得 ,
当,即 时,
,
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此时显然不满足 ;
当时,原不等式等价于, ,
令, ,
则 ,
由于,所以 ,
所以函数在 上单调递增,
所以,所以 ,
解得,即实数的取值范围为 .
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技法2 分类讨论处理恒(能)成立问题
[例2] (2024·南京、盐城一模)已知 ,函数
, .
(1)若,证明: ;
证明:因为 ,
所以
, ,
设, ,
则,所以在, 上单调递增,所以
,又,因此 .
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(2)若,求实数 的取值范围.
【解】 函数, ,
,
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①当时,注意到 ,
故 ,
因此
,
由(1)得当时, ,
因此 ,
所以在, 上单调递增,
从而 ,满足题意;
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②当时,令 ,
,因为,所以存在,,使得 ,
则当时,,,所以在
上单调递减,从而,所以在 上单调递减,因此
,不合题意.
综上,实数的取值范围为 .
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(1)对于不等式恒成立问题,若不易分离参数或分离后难以求最值,解
题时常用参数表示极值点,进而用参数表示出函数的最值,求解不等式得
参数的取值范围,体现转化思想;
(2)解题过程中,参数的不同取值对函数的极值、最值有影响,应注意
对参数的不同取值范围进行分类讨论.
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[对点训练] 已知函数,若关于 的不等式
在上有解,求实数 的取值范围.
解:由题意知,存在,使得 成立,
则存在,使得 成立.
令, ,则
, .
①当时,,所以函数在 上单调递减,
所以 成立,
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解得 .
②当时,令,解得 ,
令,解得 ,
所以函数在上单调递增,在 上单调递减.
又因为, ,不符合题意,舍去.
③当时,,所以函数在 上单调递增,所以
,不符合题意,舍去.
综上所述,实数的取值范围为 .
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