恒成立與存在性問(wèn)題方法總結
高三數學(xué)復習中的恒成立與存在性問(wèn)題,涉及一次函數、二次函數等函數的性質(zhì)、圖像,滲透著(zhù)換元、化歸、數形結合、函數與方程等思想方法,有利于考查學(xué)生的綜合解題能力,在培養學(xué)生思維的靈活性、創(chuàng )造性等方面起到了積極的作用,因此也成為歷年高考的一個(gè)熱點(diǎn),恒成立與存在性問(wèn)題的處理途徑有多種,下面是小編整理的恒成立與存在性問(wèn)題方法總結,歡迎來(lái)參考!
一、構建函數
構建適當的函數,將恒成立問(wèn)題轉化為能利用函數的性質(zhì)來(lái)解決的問(wèn)題。
1、構建一次函數
眾所周知,一次函數的圖像是一條直線(xiàn),要使一次函數在某一區間內恒大于(或小于)零,只需一次函數在某區間內的兩個(gè)端點(diǎn)處恒大于(或小于)零即可。
例1:若x∈(-2,2),不等式kx+3k+1>0恒成立,求實(shí)數k的取值范圍。
解:構建函數f(x)= kx+3k+1,則原問(wèn)題轉化為f(x)在x∈(-2,2)內恒為正。若k=0,則f(x)=1>0恒成立;若k≠0,則f(x)為一次函數,問(wèn)題等價(jià)于f(-2)>0,f(2)>0,
解之得k∈(- ,+∞)。
例2:對m≤2的一切實(shí)數m,求使不等式2x-1>m(x -1)都成立的x的取值范圍。
解:原問(wèn)題等價(jià)于不等式:(x -1)m-(2x-1)<0,設f(m)=(x -1)m-(2x-1),則原問(wèn)題轉化為求一次函數f(m)或常數函數在[-2,2]內恒為負值時(shí)x的取值范圍。
。1)當x -1=0時(shí),x=±1。
當x=1時(shí),f(m)<0恒成立;當x=-1時(shí),f(m)<0不成立。
。2) 當x -1≠0時(shí),由一次函數的單調性知:f(m)<0等價(jià)于f(-2)<0,且f(2)<0,即<x< ;綜上,所求的x∈( )。
2、構建二次函數
二次函數的圖像和性質(zhì)是中學(xué)數學(xué)中的重點(diǎn)內容,利用二次函數的圖像特征及相關(guān)性質(zhì)來(lái)解決恒成立問(wèn)題,使原本復雜的問(wèn)題變得容易解決。
例3:若x≥0,lg(ax +2x+1)∈R恒成立,求實(shí)數a的取值范圍。
解:構造函數g(x)= ax +2x+1,則原問(wèn)題等價(jià)于:當x≥0時(shí),g(x)恒大于0。
若a=0且x≥0,則g(x)= 2x+1>0恒成立;
若a≠0,則g(x)為二次函數,當a<0時(shí),顯然當x≥0時(shí)不能使g(x)恒大于0,僅當a>0時(shí),要使當x≥0時(shí),g(x)恒大于0,只需Δ<0或△≥0- ≤0g(0)>0,解之得:a>0
∴a的取值范圍為[0,+∞)。
3、構建形如f(x)=ax+ 的函數
通過(guò)換元、變形,將原問(wèn)題轉化為形如f(x)=ax+ 的函數的最值問(wèn)題,再合理利用該函數的單調性等性質(zhì)來(lái)解題,常要用到如下結論:
。1)f(x)=ax+ 為奇函數,(2)當a>0,b>0時(shí),f(x)在0, 上遞減,在 ,+∞上遞增。
例4:若不等式x -5x-6<a(x-4)對于x∈[-1,1]恒成立,求a的.取值范圍。
解:由x∈[-1,1]知:x-4<0,則原問(wèn)題等價(jià)于:當x∈[-1,1]時(shí), >a恒成立,即(x-4)- +3>a,令t=x-4,則原問(wèn)題又等價(jià)于:當t∈[-5,-3]時(shí),t- +3>a恒成立,構建函數f(t)= t- ,在t∈[-5,-3]上單調遞增,∴0≤3+f(t) ≤ ,要使3+ (t- )>a恒成立,只要a<0即可。
二、分離參數
運用不等式的相關(guān)知識不難推出如下結論:
若對于x的取值范圍內的任何一個(gè)數,都有f(x)>g(a)恒成立,則f (x)>g(a),若對于x的取值范圍內的任何一個(gè)數,都有f(x)<g(a)恒成立,則f (x)<g(a)。
例5:若不等式|x-3|-|x+1|<a在(-∞,+∞)內恒成立,求a的取值范圍。
解:構造函數f(x)=|x-3|-|x+1|,則a必須大于f(x)的最大值,由f(x)=-4,x≥32-2x,-1<x<34,x≤-1知,f (x)=4,故a的取值范圍為(4,+∞)。
三、特殊賦值
取特殊值的方法,對做選擇題很有效,在恒成立問(wèn)題上也不失為一個(gè)好方法。
例7:已知實(shí)數a,b變化時(shí),直線(xiàn)l :(2a+b)x+(a+b)y+(a-b)=0恒過(guò)定點(diǎn)
解:∵直線(xiàn)l 恒過(guò)定點(diǎn),
故令a=1,b=1,得3x+2y=0
a=0,b=1,得x+y-1=0
∴3x+2y=0x+y-1=0
解之得:x=-2y=3,將(-2,3)代入l ,經(jīng)檢驗,點(diǎn)恒滿(mǎn)足方程(2a+b)x+(a+b)y+(a-b)=0。
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