函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题 讲义-2026年初升高衔接新高一数学人教A版必修第一册
2026-08-09
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摘要:
本讲义聚焦高中数学函数不等式恒成立与能成立(有解)问题核心知识点,系统梳理恒成立(定义域内任意自变量满足)与能成立(至少存在一个自变量满足)的定义、常见模型及解题方法,通过对比两者最值条件(恒成立抓最坏情况、能成立抓最好情况)构建知识支架,明确逻辑脉络。
资料以真实情境例题(如广西河池、云南玉溪等地阶段检测题)为载体,通过分离参数、直接求最值等方法培养学生数学思维(逻辑推理、运算能力),对比辨析深化数学眼光(发现问题本质),课中辅助教师授课,课后变式训练助力学生查漏补缺,强化知识应用。
内容正文:
2026年初升高暑假数学
暑假预习:函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题讲义
考点目录
函数不等式恒成立问题
函数不等式能成立(有解)问题
考点一 函数不等式恒成立问题
【知识点解析】
一、核心知识点
恒成立:对定义域内 任意一个 自变量,不等式都成立。
常见模型:
1. 在区间 上恒成立
1. 在区间 上恒成立
解题常用方法:① 最值法;② 分离参数法;③ 图像法;④ 二次函数分类讨论。
二、解题原理
1. 看清题目给定区间 ,确定研究范围;
1. 方法一(分离参数):把参数与变量拆分,化为 恒成立 ; 恒成立 ;
1. 方法二(直接求最值):不分离参数,直接求含参函数在区间上的最值,列不等式求解参数;
1. 二次型恒成立:对 , 恒成立,分 、、 讨论;给定区间上二次恒成立,结合对称轴与区间位置关系;
1. 求出参数范围后检验端点。
易错:混淆最大最小值;分离参数时,两边同除以代数式,不判断正负,不等号方向出错;二次问题漏掉二次项系数为0的情况。
【例题分析】
例1.(25-26高一上·广西河池·阶段检测)已知函数.
(1)判断函数在上的单调性并用定义进行证明;
(2)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)在上单调递减,证明如下:
任取,且,.
则,
,且,
,,
,即,
所以函数在上单调递减.
(2)
【分析】(1)判断函数的单调性,利用函数单调性定义即可证明;
(2)利用函数的单调性,求出函数在给定区间上的最大值,即可得答案.
【详解】(1)略
(2)由对任意恒成立得,
由(1)知在上单调递减,
函数在上的最大值为,,
即所求实数的取值范围为.
例2.(24-25高二上·云南玉溪·期末)已知函数,不等式的解集为.
(1)求实数a,b的值;
(2)若对,恒成立,求实数k的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)由不等式与方程的关系,根据一元二次方程的解与系数关系,可得答案;
(2)根据不等式恒成立,结合二次函数的单调性求得最值,可得答案.
【详解】(1)因为的解集为,
所以的两根为和3,
所以解得.
(2)由(1)得,
,,即,
因为当时,单调递增,
所以,即,解得.
例3.(25-26高二下·广西玉林·期末)已知一次函数在上单调递减,且满足,.
(1)求的解析式;
(2)当时,若不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)利用待定系数法设一次函数,复合展开后对比系数列方程,再用单调性筛根.
(2)整理不等式,再分类讨论,时,直接验证,时,用基本不等式求分离后函数的最小值,得到参数范围.
【详解】(1)设,,
由可得,
即,所以,
解得或,
又在上单调递减,所以,
因此.
(2)由(1)得,
则题干可转化为不等式在时恒成立.
当时,,为任意值时都满足题意.
当时,不等式可化为在时恒成立,
,当且仅当,即时,等号成立,
因此,
所以,即实数的取值范围为.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·广东江门·阶段检测)已知函数.
(1)请用定义证明函数在上单调递减;
(2)若任意,使得恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)证明:任取,且,
则,
因为,且,可得,
所以,即,
所以函数在上单调递减.
(2)
【分析】(1)根据题意,利用函数单调性的定义和判定方法,即可得证;
(2)根据题意,转化为任意,使得恒成立,由(1),得到函数在为单调递减函数,求得,即可求解.
【详解】(1)略;
(2)解:因为任意,使得恒成立,
即任意,使得恒成立,
由(1)知,函数在为单调递减函数,
当时,可得,所以,
所以实数a的取值范围.
变式2.(25-26高一上·北京·期中)若二次函数满足,且
(1)确定函数的解析式;
(2)若在区间上不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)待定系数法求函数解析式;
(2)依题意,问题转化为则在上恒成立,令,利用单调性求最小值即可.
【详解】(1)设二次函数,
则,
已知,所以,解得,
又,得,
.
(2)在区间上不等式恒成立,则在上恒成立,
令,可知在上单调递减,
则,得
所以实数的取值范围为.
变式3.(25-26高一上·北京·期中)已知
(1)求在区间上的最小值的表达式;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)对实数的取值进行分类讨论,分析函数在上的单调性,即可得出的表达式;
(2)由参变量分离法可得对任意的恒成立,结合基本不等式可求得实数的取值范围.
【详解】(1)函数的图象开口向上,对称轴为直线.
当时,函数在上单调递增,此时;
当时,函数在上单调递减,在上单调递增,
此时;
当时,函数在上单调递减,此时.
综上所述,.
(2)对任意的,恒成立,即,
当时,由基本不等式可得,
当且仅当时,即当时,等号成立,故,即.
因此,实数的取值范围是.
考点二 函数不等式能成立(有解)问题
【知识点解析】
一、核心知识点
能成立(有解):在区间 上,至少存在一个 自变量,使不等式成立。
常见模型:
1. 在区间 上能成立
1. 在区间 上能成立
核心对比:
恒成立:全都要满足,抓 最坏情况(最小,最大);
能成立:只要有一个满足,抓 最好情况(最大,最小)。
二、解题原理
1. 确定研究区间 ;
1. 分离参数: 能成立 ; 能成立 ;
1. 不分离参数:求函数在区间上最值,转化为最值不等式;
1. 解不等式得到参数范围,检验边界。
易错:把能成立和恒成立的最值条件记反;忽略函数取不到最值的情况(开区间)。
【例题分析】
例1.(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知函数.
(1)命题,使得成立为假命题,求实数的取值范围;
(2)当时,不等式有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据命题为假,则命题为真,再结合,,及二次函数性质计算可得;
(2)将不等式转化为,再通过换元并结合对勾函数的性质可得.
【详解】(1)由已知命题为假,则恒成立,
当时,,显然在上不恒成立;
当时,此时为开口向下,故不等式在上不恒成立;
当时,则,即.
综上,的取值范围是.
(2)由不等式,即,即.
由恒成立,则在时有解,
即,
设,有,
而在上单调递增,则,
所以,故,所以.
因此,实数的取值范围为.
例2.(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)已知,不等式的解集是.
(1)求的解析式;
(2)若不等式在上有解,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可得0和4是方程的两根,由韦达定理可得b,c的值,即可得到的解析式.
(2)由题意可得在上有解,利用二次函数求出的最大值即可得到所求范围.
【详解】(1)因为的解集是,则的两根是0和4,
可得,解得,
所以.
(2)不等式在上有解,等价于在上有解,
可得,
因为开口向下,对称轴为,
当时,取到最大值是,
所以,
故t的取值范围.
例3.(25-26高一上·安徽·期中)若函数的图象过原点且关于直线对称,最小值为.
(1)求函数的的解析式;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分析可知,,且,根据求出的值,由此可得出函数的解析式;
(2)由参变量分离法可知,存在,使得,求出函数在上的最大值,即可得出实数的取值范围.
【详解】(1)因为函数的图象关于直线对称,最小值为.
则,根据二次函数的顶点式可知,,
因为函数的图象过原点,则,解得,
所以,.
(2)由题意知,存在,使得,即,
即,
令,其中,则函数在上为增函数,
所以,,所以,.
因此,实数的取值范围是.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·云南昆明·期中)若函数.
(1)当时,求关于的不等式的解集;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若在区间上有解,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)当,解集为;
当,,解集为;
当,解集为.
(3)
【分析】(1)解不等式可得答案;
(2),然后讨论与1的大小关系可得答案;
(3)由可得,求出即可得答案.
【详解】(1)时,,
故不等式解集为:;
(2).
当,解集为;
当,,解集为;
当,解集为.
(3),
则,因,则.
故,要使在区间上有解,
则,其中.
令,则.
因函数在上递减,在上递增.
又,则.
故实数的取值范围为.
变式2.(25-26高一上·河北衡水·期中)已知函数,,.
(1)求的单调区间和最小值;
(2)若对于任意,总存在,使得成立,求的取值范围.
【答案】(1)递减区间,递增区间,最小值
(2)
【分析】(1)根据二次函数的对称轴和开口方向分析单调区间和最小值;
(2)先将问题转化为“在上的值域是在上的值域的子集”,根据对勾函数性质分析出的值域,再对进行分类讨论求解出的范围.
【详解】(1)因为的对称轴为且开口向上,
所以的单调递减区间为,单调递增区间为,
由单调性可知.
(2)因为对于任意,总存在,使得成立,
所以在上的值域是在上的值域的子集;
因为,
令,由对勾函数单调性可知在上单调递减,
所以,
所以,所以的值域为;
又因为,
当时,显然,此时的值域不可能是的子集,不符合;
当时,显然,此时的值域不可能是的子集,不符合;
当时,对称轴且,此时,若要满足条件只需,解得,
综上所述,的取值范围是.
变式3.(25-26高一上·山东青岛·阶段检测)已知
(1)当,解关于的不等式;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为.
(2)
【分析】(1)分类讨论当、、、情况下,解一元二次不等式即可;
(2)将原不等式转化为,利用分离参数法可得,结合换元法和对勾函数的性质求出的最大值即可.
【详解】(1)若即,原不等式为,解得,
即原不等式的解集为;
若即,方程的解为和,
当时,,原不等式的解集为或;
当时,,原不等式的解集为;
当即时,,原不等式的解集为.
综上,当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为.
(2)由,得,
对于方程,,
所以在R上恒成立,故,
令,则,得可变形为,即,
对于对勾函数,在上单调递减,在上单调递增,
所以在处取得最小值,为,
所以在上的最大值为,
得.
综上,a的取值范围为.
2
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暑假预习:函数不等式恒成立问题、函数不等式能成立(有解)问题讲义
考点目录
函数不等式恒成立问题
函数不等式能成立(有解)问题
考点一 函数不等式恒成立问题
【知识点解析】
一、核心知识点
恒成立:对定义域内 任意一个 自变量,不等式都成立。
常见模型:
1. 在区间 上恒成立
1. 在区间 上恒成立
解题常用方法:① 最值法;② 分离参数法;③ 图像法;④ 二次函数分类讨论。
二、解题原理
1. 看清题目给定区间 ,确定研究范围;
1. 方法一(分离参数):把参数与变量拆分,化为 恒成立 ; 恒成立 ;
1. 方法二(直接求最值):不分离参数,直接求含参函数在区间上的最值,列不等式求解参数;
1. 二次型恒成立:对 , 恒成立,分 、、 讨论;给定区间上二次恒成立,结合对称轴与区间位置关系;
1. 求出参数范围后检验端点。
易错:混淆最大最小值;分离参数时,两边同除以代数式,不判断正负,不等号方向出错;二次问题漏掉二次项系数为0的情况。
【例题分析】
例1.(25-26高一上·广西河池·阶段检测)已知函数.
(1)判断函数在上的单调性并用定义进行证明;
(2)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
例2.(24-25高二上·云南玉溪·期末)已知函数,不等式的解集为.
(1)求实数a,b的值;
(2)若对,恒成立,求实数k的取值范围.
例3.(25-26高二下·广西玉林·期末)已知一次函数在上单调递减,且满足,.
(1)求的解析式;
(2)当时,若不等式恒成立,求实数的取值范围.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·广东江门·阶段检测)已知函数.
(1)请用定义证明函数在上单调递减;
(2)若任意,使得恒成立,求实数a的取值范围.
变式2.(25-26高一上·北京·期中)若二次函数满足,且
(1)确定函数的解析式;
(2)若在区间上不等式恒成立,求实数的取值范围.
变式3.(25-26高一上·北京·期中)已知
(1)求在区间上的最小值的表达式;
(2)当时,恒成立,求的取值范围.
考点二 函数不等式能成立(有解)问题
【知识点解析】
一、核心知识点
能成立(有解):在区间 上,至少存在一个 自变量,使不等式成立。
常见模型:
1. 在区间 上能成立
1. 在区间 上能成立
核心对比:
恒成立:全都要满足,抓 最坏情况(最小,最大);
能成立:只要有一个满足,抓 最好情况(最大,最小)。
二、解题原理
1. 确定研究区间 ;
1. 分离参数: 能成立 ; 能成立 ;
1. 不分离参数:求函数在区间上最值,转化为最值不等式;
1. 解不等式得到参数范围,检验边界。
易错:把能成立和恒成立的最值条件记反;忽略函数取不到最值的情况(开区间)。
【例题分析】
例1.(25-26高二下·安徽合肥·期末)已知函数.
(1)命题,使得成立为假命题,求实数的取值范围;
(2)当时,不等式有解,求实数的取值范围.
例2.(25-26高一上·广东佛山·阶段检测)已知,不等式的解集是.
(1)求的解析式;
(2)若不等式在上有解,求t的取值范围.
例3.(25-26高一上·安徽·期中)若函数的图象过原点且关于直线对称,最小值为.
(1)求函数的的解析式;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【变式训练】
变式1.(25-26高一上·云南昆明·期中)若函数.
(1)当时,求关于的不等式的解集;
(2)求关于的不等式的解集;
(3)若在区间上有解,求实数的取值范围.
变式2.(25-26高一上·河北衡水·期中)已知函数,,.
(1)求的单调区间和最小值;
(2)若对于任意,总存在,使得成立,求的取值范围.
变式3.(25-26高一上·山东青岛·阶段检测)已知
(1)当,解关于的不等式;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
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