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培优课 破解“恒成立”、“能成立”问题
函数与不等式的恒成立、能成立问题是高中数学中的一个重点、难点问题.为了更好地准确地快速解决这类问题,常常使用不等式解集法、分离参数法、主参换位法和数形结合法,方法灵活,能提升学生的逻辑推理、数学运算等素养.
类型一 “Δ”法解决恒成立问题
【例1】 已知不等式kx2+2kx-(k-2)>0恒成立,求实数k的取值范围.
类型一 “Δ”法解决恒成立问题
【例1】 已知不等式kx2+2kx-(k-2)>0恒成立,求实数k的取值范围.
解 当k=0时,原不等式化为2>0,显然符合题意.
当k≠0时,令y=kx2+2kx-(k-2),
由y>0恒成立,
∴其图象都在x轴的上方,
即开口向上,且与x轴无交点.
综上,实数k的取值范围{k|0≤k<1}.
类型二 数形结合法解决恒成立问题
【例2】 当1≤x≤2时,不等式x2+mx+4<0恒成立,求实数m的取值范围.
类型二 数形结合法解决恒成立问题
【例2】 当1≤x≤2时,不等式x2+mx+4<0恒成立,求实数m的取值范围.
解 令y=x2+mx+4.
∵当1≤x≤2时,y<0恒成立,
∴x2+mx+4=0的根一个小于1,另一个大于2.
画出二次函数y=x2+mx+4的图象如图,
∴m的取值范围是{m|m<-5}.
类型三 分离参数法解决恒成立问题
【例3】 设函数y=mx2-2mx+1,2≤x≤3,若y>-3m+7恒成立,求实数m的取值范围.
解 y>-3m+7恒成立,即m(x2-2x+3)-6>0恒成立,
∵x2-2x+3=(x-1)2+2>0,
∴只需m>2即可.
故m的取值范围为(2,+∞).
类型四 主参换位法解决恒成立问题
【例4】 已知函数y=mx2-mx-6+m,若对于1≤m≤3,y<0恒成立,求实数x的取值范围.
解 y<0 mx2-mx-6+m<0 (x2-x+1)m-6<0.
类型五 利用图象解决能成立问题
【例5】 当1<x<2时,关于x的不等式x2+mx+4>0有解,则实数m的取值范围为______________.
解析 法一
当1<x<2时,不等式x2+mx+4>0有解的反面为
当1≤x≤2时,不等式x2+mx+4≤0恒成立,
令y=x2+mx+4,
(-5,+∞)
∴m≤-5,∴使1<x<2时,不等式x2+mx+4>0
有解的m的取值范围为(-5,+∞).
法二 此题也可转化为
显然x=1时,ymin=-5,∴m>-5,
即m的取值范围为(-5,+∞).
类型六 转化为函数的最值解决能成立问题
解 ∵x2-2x+3=(x-1)2+2>0,
∴4x+m≥2(x2-2x+3)能成立,
∴m≥2x2-8x+6能成立,
又y=2x2-8x+6=2(x-2)2-2≥-2,∴m≥-2,
∴m的取值范围为{m|m≥-2}.
尝试训练
A.10 B.1 C.8 D.7
B
解析 ∵a>0,b>0,且2a-b=1,
当且仅当a=b=1时取等号.
2.若当-1≤a≤1时,函数y=x2+(a-4)x+4-2a的值恒大于零,则x的取值范围是( )
A.{x|x<1或x>3} B.{x|x≤1}
C.{x|x>3} D.{x|x≤1或x≥3}
A
2.若当-1≤a≤1时,函数y=x2+(a-4)x+4-2a的值恒大于零,则x的取值范围是( )
A.{x|x<1或x>3} B.{x|x≤1}
C.{x|x>3} D.{x|x≤1或x≥3}
解析 原问题可转化为关于a的一次函数y=a(x-2)+x2-4x+4>0
在-1≤a≤1上恒成立,
A
(2,+∞)
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