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1、不等式恒成立、能成立、恰成立問題分析一、不等式恒成立問題問題引入:已知不等式對恒成立,其中,求實數(shù)的取值范圍。分析:思路(1)通過化歸最值,直接求函數(shù)的最小值解決,即。思路(2)通過分離變量,轉化到解決,即。思路(3)通過數(shù)形結合,化歸到作圖解決,即圖像在的上方。小結:不等式恒成立問題的處理方法1、轉換求函數(shù)的最值:(1)若不等式在區(qū)間D上恒成立,則等價于在區(qū)間D上的下界大于A;(2)若不等式在區(qū)間D上恒成立,則等價于在區(qū)間D上的上界小于B。tg(t)o·1圖1t=m例已知對任意恒成立,試求實數(shù)的取
2、值范圍。解:等價于對任意恒成立,又等價于時,成立.由于在上為增函數(shù),則,所以2、分離參數(shù)法(1)將參數(shù)與變量分離,即化為(或)恒成立的形式;(2)求在上的最大(或最?。┲?;(3)解不等式(或),得的取值范圍。例已知函數(shù)時恒成立,求實數(shù)的取值范圍。解:將問題轉化為對恒成立。13令,則由可知在上為減函數(shù),故∴即的取值范圍為。注:分離參數(shù)后,方向明確,思路清晰能使問題順利得到解決。例已知二次函數(shù),若時,恒有,求的取值范圍。解:,,即(1)當時,不等式顯然成立,(2)當時,由得,,.又,,.綜上得,的取值范
3、圍為。3、數(shù)形結合法(1)若不等式在區(qū)間D上恒成立,則等價于在區(qū)間D上函數(shù)和圖象在函數(shù)圖象上方;(2)若不等式在區(qū)間D上恒成立,則等價于在區(qū)間D上函數(shù)和圖象在函數(shù)圖象下方。例設,,若恒有成立,求實數(shù)的取值范圍.x-2-4yO-4分析:在同一直角坐標系中作出及的圖象如圖所示,的圖象是半圓的圖象是平行的直線系。要使恒成立,則圓心到直線的距離13滿足解得(舍去)例當時,不等式恒成立,求的取值范圍.分析:注意到函數(shù),都是我們熟悉的函數(shù),運用數(shù)形結合思想,可知要使對一切,恒成立,只要在內(nèi),的圖象在圖象的上方即
4、可.顯然,再運用函數(shù)思想將不等式轉化為函數(shù)的最值問題,即.解:設,,則要使對一切,恒成立,由圖象可知,并且,故有,,又點評:通過上述的等價轉化,使恒成立的解決得到了簡化,其中也包含著函數(shù)思想和數(shù)形結合思想的綜合運用。此外,從圖象上直觀得到后還需考查區(qū)間右端點處的函數(shù)值的大小。4、變換主元法例對于滿足的一切實數(shù),不等式恒成立,試求的取值范圍。分析:習慣上把當作自變量,記函數(shù),于是問題轉化為:當時,恒成立,求的取值范圍.解決這個等價的問題需要應用二次函數(shù)以及二次方程的區(qū)間根原理,可想而知,這是相當復雜的
5、。解:設函數(shù),顯然,則是的一次函數(shù),要使恒成立,當且僅當,且時,解得的取值范圍是。點評:本題看上去是一個不等式問題,但是經(jīng)過等價轉化,把它化歸為關于的一次函數(shù),利用一次函數(shù)的單調(diào)性求解,解題的關鍵是轉換變量角色。例對任意,不等式恒成立,求的取值范圍。分析:題中的不等式是關于的一元二次不等式,但若把看成主元,則問題可轉化為一次不等式在上恒成立的問題。13解:令,則原問題轉化為恒成立()。當時,可得,不合題意。當時,應有解之得。故的取值范圍為。注:一般地,一次函數(shù)在上恒有的充要條件為。例設函數(shù),對任意,
6、都有在恒成立,求實數(shù)的取值范圍。分析:解決雙參數(shù)問題一般是先解決一個參數(shù),再處理另一個參數(shù)。以本題為例,實質(zhì)還是通過函數(shù)求最值解決。方法1:化歸最值,;方法2:變量分離,或;方法3:變更主元,,簡解:對于方法3:變更主元,原函數(shù)可以看成是關于的函數(shù),只需即可,因為,所以當時有最大值在恒成立,只需。當時,,得的取值范圍是。練習題1、設,當x[-1,+]時,都有恒成立,求a的取值范圍。解:a的取值范圍為[-3,1]2、R上的函數(shù)既是奇函數(shù),又是減函數(shù),且當時,有恒成立,求實數(shù)m的取值范圍。tg(t)o·
7、1圖2t=m解:由得到:因為為奇函數(shù),故有恒成立,又因為為R減函數(shù),從而有對13恒成立。設,則對于恒成立,設函數(shù),對稱軸為.tg(t)o·1圖3t=m①當時,,即,又∴(如圖1)②當,即時,,即,∴,又,∴(如圖2)③當時,恒成立.∴(如圖3)故由①②③可知:.3、若不等式對恒成立,實數(shù)a的取值范圍是。4、若對于任意,不等式恒成立,求實數(shù)x的取值范圍解:5、當時,不等式恒成立,則的取值范圍__________解析:當時,由得.∴.O6、若對任意,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍是________解析:
8、對,不等式恒成立則由一次函數(shù)性質(zhì)及圖像知,即。二、不等式能成立問題若在區(qū)間D上存在實數(shù)使不等式成立,則等價于在區(qū)間D上;若在區(qū)間D上存在實數(shù)使不等式成立,則等價于在區(qū)間D上的13例已知不等式在實數(shù)集R上的解集不是空集,求實數(shù)的取值范圍______解:例若關于的不等式的解集不是空集,則實數(shù)的取值范圍是__________解:設.則關于的不等式的解集不是空集在R上能成立,即解得或三、不等式恰好成立問題例不等式的解集為則__________:6例已知,當?shù)闹涤蚴?,試求實?shù)的