含参二次不等式问题求解策略
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含参数的不等式的解法解含参数的不等式的一般步骤如下:步骤1:确定参数的取值范围对于含参数的不等式,首先要确定参数可以取哪些值。
常见的含参数的不等式有以下几种类型:1.参数出现在不等式的左右两侧:例如,a,x,<b,x,其中a和b是参数。
如果参数a和b都是非负数,则取值范围为[0,+∞),如果参数a为负数而b为非负数,则取值范围为(-∞,+∞)。
2. 参数出现在不等式的系数中:例如,ax + b > 0,其中a和b是参数。
对于一次不等式,如果参数a为正数,则取值范围为(-∞, -b/a);如果参数a为负数,则取值范围为(-b/a, +∞)。
对于二次不等式,需要讨论a的正负和零的情况,进而确定取值范围。
3.参数出现在不等式的指数中:例如,x^a>b,其中a和b是参数。
对于参数b,需要讨论它的正负和零的情况,进而确定取值范围。
对于参数a,如果它为正数,则不等式的解集为(0,+∞);如果它为负数,则不等式的解集为(-∞,0)。
步骤2:解参数的不等式在确定参数的取值范围之后,可以根据具体的参数取值情况来解不等式。
根据参数的不同取值情况,采用不同的解法。
1.解参数出现在不等式的左右两侧的不等式:-如果参数都是非负数,则可以直接从不等式中消去绝对值符号,并分析绝对值的取值范围,最后得到一个简单的数学不等式。
-如果参数一个是负数一个是非负数,则需要分情况讨论,考虑不等式两侧的符号。
2.解参数出现在不等式的系数中的不等式:-如果参数是一个正数或负数,则根据参数的正负讨论不等式两侧的符号,并得到一个简单的数学不等式。
-如果参数是一个未知数,可以根据参数的取值范围来讨论参数与未知数的关系,然后解不等式。
3.解参数出现在不等式的指数中的不等式:-如果参数b是负数,则需要讨论不等式两侧的符号并得到一个简单的数学不等式。
步骤3:解不等式在解决了参数的不等式之后,可以根据参数的取值范围来解不等式,得到不等式的解集。
微专题06 含参数不等式问题的处理策略【方法技巧与总结】解含参不等式,常常涉及对参数的分类讨论以确定不等式的解,这是解含参不等式问题的一个难点。
解决此类问题利用函数与方程思想、数形结合思想及分类与整合思想。
【题型归纳目录】题型一:含参数一元二次不等式(因式分解型) 题型二:含参数一元二次不等式(不能因式分解型) 题型三:分式、根式含参数不等式问题 题型四:绝对值含参不等式问题 【典型例题】题型一:含参数一元二次不等式(因式分解型) 例1.(2022·全国·高一专题练习)解下列不等式: (1)22120(0)x ax a a --<<; (2)()10(01)a x x a a ⎭-->⎫⎪< <⎛⎝.【解析】(1)依题意22120(0)x ax a a --<<,()()430x a x a -+<,403a a <<-解得43a x a <<-,所以不等式22120(0)x ax a a --<<的解集为{}|43x a x a <<-. (2)依题意()10(01)a x x a a ⎭-->⎫⎪< <⎛⎝,()110,1x a x a a a⎛⎫--<<< ⎪⎝⎭, 解得1a x a<<, 所以不等式()10(01)a x x a a ⎭-->⎫⎪< <⎛⎝的解集为1|x a x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭. 例2.(2022·辽宁·营口市第二高级中学高一期末)已知关于x 的不等式2320(R)ax x a ++>∈. (1)若2320ax x ++>的解集为{}1x b x <<,求实数,a b 的值; (2)求关于x 的不等式2321ax x ax -+>-的解集.【解析】(1)因为2320ax x ++>的解集为{}1x b x <<,所以方程2320ax x ++=的两个根为,1(1)b b <,由根与系数关系得:3121b ab a ⎧+=-⎪⎪⎨⎪⋅=⎪⎩,解得525a b =-⎧⎪⎨=-⎪⎩;(2)22321(3)30(3)(1)0ax x ax ax a x ax x -+>-⇒-++>⇒-->, 当a =0,不等式为10x -<,不等式的解集为{}1x x <;当0a <时,不等式化为3()(1)0x x a --<,不等式的解集为31x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭当0a >时,方程2321ax x ax -+=-的两个根分别为:3,1a.当3a =时,两根相等,故不等式的解集为{|1}x x ≠; 当3a >时,31a <,不等式的解集为3{|x x a<或1}x >; 当0<<3a 时,31a>,不等式的解集为{|1x x <或3}x a >,.综上:当0a <时,不等式的解集为31x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭当a =0,不等式的解集为{}1x x <;当0<<3a 时,不等式的解集为{|1x x <或3}x a >.当3a =时,不等式的解集为{|1}x x ≠; 当3a >时,不等式的解集为3{|x x a<或1}x >; 例3.(2022·全国·高一专题练习)设1a >,则关于x 的不等式1(1)()()0a x a x a---<的解集是_________. 【答案】()1,,a a⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭【解析】1a >时,10a -<,且1a a>, 则关于x 的不等式1(1)()()0a x a x a ---<可化为1()()0x a x a-->,解得1x a<或x a >, 所以不等式的解集为(-∞,1)(a a ⋃,)∞+.故答案为:()1,,a a⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭例4.(2022·全国·高一专题练习)已知关于x 的不等式ax 2﹣x +1﹣a <0. (1)当a =2时,解关于x 的不等式;(2)当a >0时,解关于x 的不等式.【解析】(1)当a =2时,不等式2x 2﹣x ﹣1<0可化为:(2x +1)(x ﹣1)<0, ∴不等式的解集为1{|1}2x x -<<;(2)不等式ax 2﹣x +1﹣a <0可化为:(x ﹣1)(ax +a ﹣1)<0, 当a >0时,()1110x x a ⎛⎫-+- ⎪⎝⎭<,()1110x x a ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭的根为:12111x x a==-,, ①当102a <<时,111a -<,∴不等式解集为1{|11}x x a-<<,②当12a =时,111a=-,不等式解集为∅, ③当12a >时,111a->,∴不等式解集为{x |11a -<x <1},综上,当102a <<时,不等式解集为1{|11}x x a-<<,当a 12=时,不等式解集为∅, 当12a >时,不等式解集为{x |11a-<x <1}..题型二:含参数一元二次不等式(不能因式分解型)例5.(2022·全国·高三专题练习)解关于x 的不等式2210ax x ++<. 【解析】(1)当0a =时,原不等式210x +<,解得12x <-,∴不等式解集为1(,)2-∞-;(2)当0a >时,44a ∆=-,2()21f x ax x =++开口向上,由图象得:①若01a <<时,440a ∆=->,f x ()的两个零点为1,211-±-=ax 1111----+-<a a 不等式0f x <()的解集为1111(----+-a a ; ②若1a ≥时,0∆≤,不等式0f x <()解集为∅; (3)当0a <时,440a ∆=->,f x ()的两个零点为1,211-±-=ax 1111-+----a a2()21f x ax x =++开口向下,由图象得不等式解集为1111(()-+-----∞⋃+∞a a; 综上可知,当0a <时不等式解集为1111()()-+-----∞⋃+∞a a; 当0a =时,不等式解集为1(,)2-∞-;当01a <<时,不等式解集为1111()----+-a a ; 当1a 时,不等式解集为∅. 例6.解关于x 的不等式: (1)2(1)10()ax a x a R -++<∈; (2)2(21)20()ax a x a R +--<∈; (3)2210()ax x a R -+<∈; (4)20(0)x x m x ++>【解析】解:(1)2(1)10ax a x -++<等价于(1)(1)0()ax x a R --<∈, 当0a =时,不等式的解集为(1,)+∞, 当0a >时,等价于1()(1)0x x a--<,即当01a <<时,不等式的解集为1(1,)a当1a =时,不等式的解集为空集, 当1a >时,不等式的解集为1(a ,1),当0a <时,不等式等价于1()(1)0x x a -->,即不等式的解集为(-∞,1)(1a⋃,)+∞(2)2(21)20ax a x +--<等价于(2)(1)0()x ax a R +-<∈ 当0a =时,不等式的解集为(2,)-+∞,当0a >时,不等式等价于1()(2)0x x a -+<,不等式的解集为1(2,)a -当0a <时,不等式等价于1()(2)0x x a-+>,当102a -<<时,不等式的解集为(-∞,1)(2a⋃,)+∞,当12a =-时,不等式的解集为(-∞,2)(2--⋃,)+∞,当12a <-时,不等式的解集为(-∞,12)(a -⋃,)+∞,(3)2210()ax x a R -+<∈;当0a =时,不等式的解集为1(2,)+∞,当0a >时,且△440a =->时,即01a <<时,不等式的解集为244(2a --,244)2a+-, 当0a >是,且△440a =-时,即1a 时,不等式的解集为空集, 当0a <时,且△440a =->时,即0a <时,不等式的解集为(-∞,244244)(22a a--+-⋃,)+∞, (4)20(0)x x m x ++>, 当△140m =->时,即14m <时,20x x m ++=的根为1142m x ---=-(舍去)或1142m x -+-=,若当11402m -+->时,即0m <时,不等式的解集为[0,114]2m-+-,若当11402m -+-<时,即104m <<时,不等式的解集为空集若当11402m-+-=时,即0m =时,不等式的解集为空集当△140m =-<时,即14m >时,不等式的解集为空集, 当△140m =-=时,即14m =时,不等式的解集为空集, 综上所述当0m <时,不等式的解集为[0,114]2m-+-,当0m 时,不等式的解集为空集. 例7.解关于x 的不等式: (1)22(1)10()x a x a R -++<∈; (2)2(8)10()ax a x a R --+>∈.【解析】解:(1)△24(1)40a =+-=时,解得0a =或2-. 当0a =或2-时,不等式化为2(1)0x ±<,此时不等式的解集为∅.由△0>解得0a >或2a <-,此时不等式化为2[(1)2]x a a a -+-+ 2[(1)2]0x a a a -+++<, 解得221212a a a x a a a +-+<<+++,此时不等式的解集为: 22{|1212}x a a a x a a a +-+<<+++;△0<时,即20a -<<时,不等式的解集为∅. 综上可得:20a -时,不等式的解集为∅;当0a >或2a <-时,不等式的解集为22{|1212}x a a a x a a a +-+<<+++.(2)当0a =时,不等式化为810x +>,解得18x >-,此时不等式的解集为1{|}8x x >-.当0a ≠时,由△2(8)40a a =-->,解得16a >或4a <.∴当16a >或4a <且0a ≠时,不等式化为228206482064()()022a a a a a a a x x a a -+-+---+-->. 当16a >或04a <<时,不等式的解集为282064{|2a a a x x a -+-+>或282064}2a a a x a ---+<. 当0a <时,不等式的解集为228206482064{|}22a a a a a a x x a a ---+-+-+<<. 综上可得:当0a =时,不等式的解集为1{|}8x x >-.当16a >或04a <<时,不等式的解集为282064{2a a a xx a -+-+>或282064}2a a a x a---+<. 当0a <时,不等式的解集为228206482064{|}22a a a a a a x x a a ---+-+-+<<. 题型三:分式、根式含参数不等式问题例8.不等式222(0)a x x a a -<+>的解集是( ) A .{|0}x x a < B .{|0x x >或4}5x a <-C .{|}2ax x a -<<D .4{|5x a x a -<-或0}x a <【答案】A【解析】解:不等式222a x x a -<+可化为:222244a x x ax a -<++, 即2540x ax +>,(0)a > 解得:0x >或45x a <-,又由20x a +>,且220a x -得:12a x a -<.综上可得:0x a <.故不等式222(0)a x x a a -<+>的解集是{|0}x x a <, 故选:A .例9.(2022秋•清河区校级期中)已知a R ∈,解不等式11xa x >+-. 【解析】解:原不等式化为(1)01ax a x -++>-①(1)当0a =时,原不等式为1011x x -<⇒>-. 在①中,分子中x 的系数含有字母a ,分类讨论就从这里引起.(2)当0a ≠时,原不等式化为1()01a a x a x +-<-. ② 对于不等式②,分子中的系数a 不能随意约去,因为根据不等式的性质,若给不等式两边同时乘以一个负数,不等式的方向要改变.当0a >时,原不等式等价于101a x a x +-<-. 由于11a a +>,可解得11a x a+<<.也可先确定两根1x ,212()x x x <, 然后直接写出解集.当0a <时,1()01a a x a x +-<-等价于101a x a x +->-. 由1111a a a +=+<可解得1a x a+<或1x >. 综上,当0a =时原不等式的解集为(1,)+∞. 当0a >时,解集为1(1,)a a + 当0a <时,解集为1(,)(1,)a a+-∞+∞.例10.(2022·全国·高一专题练习)解关于x 的不等式(1)22a x x ->-(其中1a ≤) 【解析】()()()()411242220001222a x a x a x a x a a x x x x -------->⇔->⇔>⇔<----, 又由42122a a a a a ---=≤--及知 当01a <≤时,42,2a a ->-则集合4{|2}2a A x x a -=<<-; 当0a =时,原不等式解集A 为空集; 当0a <时,42,2a a -<-则集合4{|2}2a A x x a -=<<-;综上:当01a <≤时,4{|2}2a A x x a -=<<-; 当0a =时,A 为空集; 当0a <时,4{|2}2a A x x a -=<<-. 例11.(2022·上海交大附中高一阶段练习)已知关于x 的不等式250mx x m-<-的解集为S ,若5S ∈且6S ,则实数m 的取值范围为_____;【答案】(]5[,1)25,366;【解析】由题意,2250(5)()0mx mx x m x m-<⇔--<- 故5S ∈且6S ,可得(55)(25)0(65)(36)0m m m m --<⎧⎨--≥⎩由(55)(25)0m m --<可得,1m <或25m >;由(65)(36)0m m --≥可得,5366m ≤≤因此:(]5[,1)25,366m ∈ 故答案为:(]5[,1)25,366例12.(2022·湖南·株洲二中高一开学考试)解下列关于x 的不等式:(a 为实数) (1)220x x a ++< (2)102ax x ->-. 【解析】(1)原不等式对应的一元二次方程为:220x x a ++=, Δ44a =-,当1a ≥时,Δ440a =-≤,原不等式无解;当1a <时,对应一元二次方程的两个解为:11x a =-- 所以220x x a ++<的解为:1111a x a --<--综上所述,1a ≥时,原不等式无解,当1a <时,原不等式的解集为{1111}xa x a --<--∣; (2)原不等式等价于()()120ax x -->, 当0a =时,解集为(),2-∞;当0a <时,原不等式可化为()()120ax x -+-<,因为12a <,所以解集为1,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭; 当102a <<时,12a >,解集为()1,2,a ⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭; 当12a =时,原不等式等价于()11202x x ⎛⎫--> ⎪⎝⎭, 所以2(2)0x ->,解集为{}2xx ≠∣; 当12a >时,12a <,解集为()1,2,a ⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭;综上所述,当0a =时,解集为(),2-∞;当0a <时,解集为1,2a ⎛⎫⎪⎝⎭;当102a <≤时,解集为()1,2,a ⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭;当12a >时,解集为()1,2,a ⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭.例13.(2022·全国·高一课时练习)解不等式:01axx ≤+. 【解析】()0101axax x x ≤⇔+≤+且10x +≠. 当0a >时,()10ax x +≤且()1010x x x +≠⇔+≤且1010x x +≠⇔-<≤, 此时原不等式的解集为{}10x x -<≤; 当0a =时,原不等式的解集为{}1x x ≠-;当0a <时,()10ax x +≤且()1010x x x +≠⇔+≥且101x x +≠⇔<-或0x ≥, 此时原不等式的解集为{|1x x <-或}0x ≥.综上可知,当0a >时,原不等式的解集为{}10x x -<≤;当0a =时,原不等式的解集为{}1x x ≠-;当0a <时,原不等式的解集为{|1x x <-或}0x ≥. 题型四:绝对值含参不等式问题例14.(2022春•安平县校级期中)对于任意的实数x ,不等式|1|x kx +恒成立,则实数k 的取值范围是()A .(,0)-∞B .[1-,0]C .[0,1]D .[0,)+∞【解析】解:不等式|1|x kx +恒成立,|1|y x ∴=+的图象不能在y kx = 的图象的下方,如图所示:01k ∴;故选:C .例15.(2022·全国·高一课时练习)已知集合{}24A x x =<<,{}2211B x x a =--≤,若A B B =,则实数a 的取值范围是______. 【答案】()2,3【解析】由2211x a --≤,得1a x a ≤≤+,∴{}1B x a x a =≤≤+. 由A B B =,得B A ⊆.显然B ≠∅,∴214a a >⎧⎨+<⎩,解得23a <<.故答案为:()2,3.例16.(2022·全国·高一专题练习)设集合A ={x ||x ﹣a |<1,x ∈R },B ={x |1<x <5,x ∈R },若A 是B 的真子集,则a 的取值范围为___. 【答案】2≤a ≤4【解析】由|x ﹣a |<1,得﹣1<x ﹣a <1,∴a ﹣1<x <a +1,由A 是B 的真子集,得1115a a ->⎧⎨+<⎩,∴2<a <4. 又当a =2时,A ={x |1<x <3}, a =4时,A ={x |3<x <5}, 均满足A 是B 的真子集, ∴2≤a ≤4. 故答案为:2≤a ≤4例17.(2022·全国·高一单元测试)若不等式34x b -<的解集中的整数有且仅有2、3,则b 的取值范围是______. 【答案】78b ≤≤【解析】由34x b -<可得434x b -<-<,也就是4433b bx -+<<, 因为解集中的整数只有2,3,所以44123433b b-+≤<<<≤, 所以71058b b ≤<⎧⎨<≤⎩,故78b ≤≤.填78b ≤≤.例18.(2022·上海·高一课时练习)解关于x 的不等式:()1x x a a R ->-∈.【解析】两边平方,得()()221x x a ->-,即()()()2111a x a a ->-+.当1a =时,不等式解集为∅;当1a >时,不等式解集为1,2a +⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭; 当1a <时,不等式解集为1,2a +⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭. 例19.(2022·上海嘉定·高一期末)已知集合2{|23,}A x x x x R =+<∈,集合{|1,0,}B x x a a x R =-<>∈.若A B ⊆.求实数a 的取值范围.【解析】由223x x +<得2230x x +-<,解得31x -<<,即()3,1A =-. 又由1,0x a a -<>解得11a x a -<<+,即()1,1B a a =-+.因为A B ⊆,所以1311a a -≤-⎧⎨+≥⎩,解得4a ≥. 因此所求实数a 的取值范围是[)4,+∞.【过关测试】一、单选题1.(2022·全国·高一课时练习)若使不等式()2220x a x a +++≤成立的任意一个x 都满足不等式10x -≤,则实数a 的取值范围为( )A .{}1a a >-B .{}1a a ≥-C .{}1a a <-D .{}1a a ≤-【答案】B【解析】因为不等式10x -≤的解集为{}1x x ≤,由题意得不等式()2220x a x a +++≤的解集是{}1x x ≤的子集,不等式()2220x a x a +++≤,即()()20x x a ++≤, ①当2a =时,不等式的解集为{}2-,满足{}{}21x x -⊆≤;②当2a <时,不等式的解集为{}2x x a -≤≤-, 若{}{}21x x a x x -≤≤-⊆≤,则1a -≤,所以12a -≤<;③当2a >时,不等式的解集为{}2x a x -≤≤-,满足{}{}21x a x x x -≤≤-⊆≤;综上所述,实数a 的取值范围为{}1a a ≥-.故选:B .2.(2022·四川德阳·高一期末)若关于x 的不等式101x ax ->+的解集为11a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,则a 的取值范围为( ) A .() 1? ∞+,B .(0,1)C .() 1?∞--,D .(-1,0) 【答案】C 【解析】不等式101x ax ->+ 等价于()()110x ax -+>,设()()()11f x x ax =-+ , 显然a =0不符合题意,若0a > ,()()111f x x x a a ⎡⎤⎛⎫=--- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,()f x 是开口向上,零点分别为1和1a - 的抛物线, 对于()0f x > ,解集为1x a<- 或1x > ,不符合题意; 若0a < ,则()f x 是开口向下,零点分别为1和1a- 的抛物线, 对于()0f x > ,依题意解集为1,1a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,11a ∴-< ,即(),1a ∞∈-- , 故选:C.3.(2022·全国·高一课时练习)若关于x 的不等式()2330x m x m -++<的解集中恰有3个整数,则实数m的取值范围为( )A .(]6,7B .[)1,0-C .[)(]1,06,7-⋃D .[]1,7-【答案】C【解析】不等式()2330x m x m -++<,即()()30x x m --<, 当3m >时,不等式解集为()3,m ,此时要使解集中恰有3个整数,这3个整数只能是4,5,6,故67m <≤;当3m =时,不等式解集为∅,此时不符合题意;当3m <时,不等式解集为(),3m ,此时要使解集中恰有3个整数,这3个整数只能是0,1,2,故10m -≤<;故实数m 的取值范围为[)(]1,06,7-⋃.故选:C二、多选题4.(2022·湖南·株洲二中高一开学考试)已知关于x 的不等式组222802(27)70x x x k x k ⎧-->⎨+++<⎩仅有一个整数解,则k 的值可能为( )A .5-B .3-C .πD .5【答案】ABD【解析】解不等式2280x x -->,得4x >或2x <-解方程22(27)70x k x k +++=,得127,2x x k =-=- (1)当72k >,即72k -<-时,不等式22(27)70x k x k +++<的解为:72k x -<<- 此时不等式组222802(27)70x x x k x k ⎧-->⎨+++<⎩的解集为7,2k ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,依题意,则54k -≤-<-,即45k <≤; (2)当72k <,即72k ->-时,不等式22(27)70x k x k +++<的解为:72x k -<<-,要使不等式组222802(27)70x x x k x k ⎧-->⎨+++<⎩的解集中只有一个整数, 则需满足:35k -<-≤,即53k -≤<;所以k 的取值范围为[5,3)(4,5]-.故选:ABD.5.(2022·全国·高一课时练习)已知a ∈R ,关于x 的不等式()10a x x a ->-的解集可能是( ) A .{}1x x a <<B .{}1x x x a 或C .{}1x x a x 或D .∅ 【答案】BCD【解析】当0a <时,不等式等价于()()10x x a --<,解得1<<a x ;当0a =时,不等式的解集是∅;当01a <<时,不等式等价于()()10x x a -->,解得1x >或x a <;当1a =时,不等式的解集为{}1x x ≠;当1a >时,不等式等价于()()10x x a -->,解得x a >或1x <.故选:BCD .三、填空题6.(2022·全国·高一课时练习)已知集合{}2280,R A x x x x =--≤∈ ,(){}2550,R B x x m x m x =-++≤∈ ,设全集为R ,若R B A ⊆,则实数m 的取值范围为______.【答案】()4,+∞ 【解析】解不等式2280x x --≤,得24x -≤≤,所以R {2A x x =<-或4}x > ,(){}()(){}2550,R 50B x x m x m x x x x m =-++≤∈=--≤ , 因为R B A ⊆,当5m =时,{}5B =,满足题意;当5m >时,[]5,B m =,满足题意.当5m <时,[],5B m =,由R B A ⊆,得4m >,所以45m <<.综上,m 的取值范围为()4,+∞.故答案为:()4,+∞7.(2022·上海市控江中学高一期中)已知k 为正实数,关于x 的不等式()24(2)0kx k x --+<的解集为,A B A =⋂Z ,则当k 的值变化时,集合B 中的元素个数的最小值为______;【答案】6【解析】由方程240kx k --=,可解得44x k k=+≥,当且仅当2k =时,等号成立, 则42,A k k ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,即(]2,4A -⊂,由(]{}2,41,0,1,2,3,4-⋂=-Z ,则集合B 中的元素最少有6个, 故答案为:6.8.(2022·湖南·雅礼中学高一开学考试)不等式()()221110a x a x ----<的解集是全体实数,求实数a 的取值范围________. 【答案】315a -<≤ 【解析】根据题意,当210a -≠时,可得()()222Δ141010a a a ⎧=-+-<⎪⎨-<⎪⎩,解得315a -<<, 当1a =时,不等式()()221110a x a x ----<显然成立. 综上可得,315a -<≤, 故答案为:315a -<≤. 四、解答题9.(2022·全国·高一课时练习)在①A B A ⋃=,②A B ⋂≠∅,③R B A ⊆这三个条件中任选一个,补充在下面问题(3)中,若问题中的实数m 存在,求m 的取值范围;若不存在,说明理由.已知一元二次不等式2320ax x -+>的解集{1A x x =<或}x b >,关于x 的不等式()20ax am b x bm -++<的解集为B (其中m ∈R ).(1)求a 、b 的值;(2)求集合B ;(3)是否存在实数m ,使得______?【解析】(1)因为一元二次不等式2320ax x -+>的解集{1A x x =<或}x b >, 则关于x 的一元二次方程2320ax x -+=的两根分别为1、b , 所以,32021a b a -+=⎧⎪⎨⨯=⎪⎩,解得12a b =⎧⎨=⎩. (2)由(1)可得(){}()(){}222020B x x m x m x x x m =-++<=--<. 当2m =时,(){}220B x x =-<=∅;当2m <时,()(){}{}202B x x x m x m x =--<=<<;当2m >时,()(){}{}202B x x x m x x m =--<=<<.(3)若选①,{1A x x =<或}2x >,由A B A ⋃=,则B A ⊆,当2m =时,B A =∅⊆;当2m <时,{}2B x m x A =<<⊄,不合乎题意;当2m >时,{}2B x x m A =<<⊆,合乎题意.综上所述,2m ≥;选②,当2m =时,B =∅,此时A B =∅,不合乎题意;当2m <时,{}2B x m x =<<,若A B ⋂≠∅,则1m <,此时1m <;当2m >时,{}2B x x m =<<,此时A B ⋂≠∅.综上所述,1m <或2m >; 选③,{}12A x x =≤≤R .当2m =时,R B A =∅⊆;当2m <时,{}R 2B x m x A =<<⊆,则12m ≤<;当2m >时,{}2B x x m A =<<⊄R ,不合乎题意.综上所述,12m ≤≤.10.(2022·上海市杨浦高级中学高一期中)设集合{|12,},{|()(2)0,}A x x x B x x a x a x =-<<∈=--<∈R R ,若B A ⊆,求实数a 的取值范围.【解析】当0a >时,{|2}B x a x a =<<,当0a =时,B =∅,当0a <时,{|2}B x a x a =<<,由B A ⊆,而{|12,}A x x x =-<<∈R ,若0a >,有122a a ≥-⎧⎨≤⎩(等号不同时成立),则01a <≤; 若0a =,显然B =∅A ⊆成立;若0a <,有212a a ≥-⎧⎨≤⎩(等号不同时成立),则102a -≤<; 综上,112a -≤≤. 11.(2022·全国·高一课时练习)已知集合2{|12}{|40}A x x B x x ax =≤≤=-+≥,,若A B ⊆,求实数a 的取值范围.【解析】集合{|12}A x x =≤≤,2{|40}B x x ax =-+≥,若A B ⊆,B 一定非空,若2160a =-≤,得44a -≤≤,R B =,A B ⊆成立,若0>,即4a >或者4a ,设()24f x x ax =-+,(1)()11450f a a =-+=-≥,即5a ≤,对称轴02a <,所以4a ,(2)()2820f a =-≥,即4a ≤,对称轴22a ≥,不成立, 综上,(]4a ∞∈-,. 12.(2022·陕西·榆林市第一中学高一期末(理))解关于x 的不等式()()21440ax a x a ---<∈R .【解析】①当0a =时,原不等式可化为40x --<,解得4x >-;②当0a >时,原不等式可化为()140x x a ⎛⎫-+< ⎪⎝⎭,解得14x a -<<; ③当0a <时,原不等式可化为()140x x a ⎛⎫-+> ⎪⎝⎭, <i>当14a <-,即104a -<<时,解得1x a <或4x >-; <ⅱ>当14a =-,即14a =-时,解得4x <-或4x >-; <ⅱ>当14a >-,即14a <-时,解得4x <-或1x a>. 综上所述,当14a <-时,不等式解集为14x x x a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭或; 当14a =-时,不等式解集为{}4x x ≠-;当104a -<<时,不等式解集为14x x x a ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭或;当0a =时,不等式解集为{}4x x >-;当0a >时,不等式解集为14x x a ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭.13.(2022·全国·高一专题练习)当a ≤0时,解关于x 的不等式()21220ax a x +--≥.【解析】由()21220ax a x +--≥可得(ax +1)(x -2)≥0①当a =0时,原不等式即x -2≥0﹐解得x ≥2﹔②当a <0时,(ax +1)(x -2)≥0,方程(ax +1)(x -2)=0的两根为11x a =-,22x = 当12a =-时,原不等式解为:x =2﹔ 当102a -<<时,12a ->,原不等式的解为;12x a ≤≤-, 当12a <-时,12a -<,原不等式的解为:12x a -≤≤,综上,当a =0时,原不等式的解集为{}2x x ≥; 当12a =-时,原不等式的解集为{}2x x =; 当102a -<<时,原不等式的解集为:12x x a ⎧⎫≤≤-⎨⎬⎩⎭; 当12a <-时,原不等式的解为:12x x a ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭.14.(2022·全国·高一专题练习)解关于x 的不等式 220x x a ++>.【解析】方程220x x a ++=中()4441a a =-=-,①当10a -<即1a >时,不等式的解集是R ,②当10a -=,即1a =时,不等式的解集是{|1}x x ∈≠-R ,③当10a ->即1a <时,由220x x a ++=解得:121111x a x a =--=--,1a ∴<时,不等式的解集是{|11>-+-x x a 11}<--x a ,综上,1a >时,不等式的解集是R ,1a =时,不等式的解集是{|1}x x ∈≠-R ,1a <时,不等式的解集是{|11>-+-x x a 11}<--x a ,15.(2022·湖北·武汉市钢城第四中学高一阶段练习)已知关于x 不等式2364ax x -+>的解集为{1x x <或}x b >.(1)求实数a 、b 的值.(2)解关于x 不等式2ax -+(ac+b)x -bc>0.【解析】(1)因为不等式2364ax x -+>的解集为{1x x <或}x b >,所以x 1=1与x 2=b 是方程ax 2-3x +2=0的两个实数根,且0,a > b >1. 由根与系数的关系得3121b ab a⎧+=⎪⎪⎨⎪⋅=⎪⎩ ,解得12a b =⎧⎨=⎩.(2)原不等式化为2(2)20x c x c -++<,即(2)()0x x c --<,①当2>c 时,不等式的解集为{}2x x c <<;②当2c <时,不等式的解集为{}2x c x <<;③当2c =时,不等式的解集为∅.16.(2022·安徽宣城·高一期中)(1)已知不等式2320mx x +->的解集为{}2x n x <<,求m ,n 的值; (2)求关于x 的不等式()210x a x a +--> (其中a R ∈)的解集.【解析】(1)由题意4620m +-=,1m =-,不等式为2320x x -+->,即2320x x -+<,解得12x <<,所以1n =;(2)不等式2(1)0x a x a +-->可化为(1)()0x x a -+>,1a <-时,1x <或x a >-,1a =-时,1x ≠,1a >-时,x a <-或1x >.综上,1a ≤-时,不等式的解集为(,1)(,)a -∞-+∞,1a >-时,解集为(,)(1,)a -∞-+∞.。
含参数的一元二次不等式的求解方法解析冯婷含参数的一元二次不等式是一元二次不等式求解问题的一个难点,本文总结了含参数的一元二次不等式的几种常见题型及其常见解法。
含参数的一元二次不等式由于其系数中出现了参数,因此往往需要对参数不同取值进行分类讨论从而加以求解。
一般情况下,含参数的一元二次不等式的分类和讨论步骤如下:(1)对二次项系数含有参数的一元二次不等式,要注意对二次项系数是否为零的讨论,当特别当二次项系数为零时需转化为一元一次不等式问题来求解;(2)对含参数的一元二次不等式,在其解的情况不明确的情况下,需要对其判别式分0,0,0∆>∆=∆<三种情况加以讨论;(3)若含参数的一元二次不等式可以转化成用其根12,x x 表示的形如12()()a x x x x --的形式时,往往需要对其根分121212,,x x x x x x >=<三种情况进行讨论,或用韦达定理帮助求解。
一、对根的情况及判别式分类讨论例1 解关于x 的不等式220x kx k +-≤。
解:28(8)k k k k ∆=+=+① 当0∆>即08k k ><-或时,方程220x kx k +-=有两个不相等的实数根,则该不等式的解集为x x ⎧⎪≤≤⎨⎪⎪⎩⎭。
② 当0∆=即08k k ==-或时,方程220x kx k +-=有两个相等的实数根,则该不等式的解集为{}|0,2x x x ==或。
③ 当0∆<即80k -<<时,方程220x kx k +-=无实数根,则该不等式的解集为∅。
注:本题由于方程220x kx k +-=根的情况不确定,则需要对其判别式进行分类讨论。
例2 解关于x 的不等式022)3(2>-+++m mx x m 。
解:① 当03=+m 即3-=m 时,上述不等式可化简为650x -->,此时不等式的解集为5|6x x ⎧⎫<-⎨⎬⎩⎭。
考点透视含参不等式问题较为复杂,常与导数、函数、方程等知识相结合.这类问题侧重于考查不等式的性质、简单基本函数的图象和性质、导数的性质等,对同学们的运算和分析能力有较高的要求.下面举例说明解答含参不等式问题的几种常用方法.一、判别式法判别式法主要适用于求解含参二次不等式问题.解答这类问题主要有三个步骤:第一步,根据二次不等式构造一元二次方程;第二步,运用二次方程的判别式,建立关于参数的新不等式;第三步,解新不等式,求得问题的答案.例1.若ax2-2ax+1≥0在R上恒成立,则实数a的取值范围为_____.解:当a=0时,1≥0,不等式ax2-2ax+1≥0成立;当a≠0时,{a>0,Δ≤0,解得0<a≤1;综上所述,实数a的取值范围为0≤a≤1.该二次不等式的二次项和一次项中含有参数,需分a=0和a≠0两种情况进行讨论.运用判别式法求解含参一元二次不等式问题,需先根据不等式构造一元二次函数和一元二次方程;然后根据一元二次方程的根的分布情况,建立关于判别式、根与系数、对称轴的不等式,从而求得参数的取值范围.二、分离参数法分离参数法适用于求解变量和参数可分离的不等式问题.解题时,需先判断出参数系数的正负;然后根据不等式的性质将参数分离出来,得到一个一端含有参数、另一端含有变量的不等式;再求出含变量一边的式子的最值;最后求出参数的取值范围.例2.当x∈()1,+∞时,(e x-1-1)ln x≥a(x-1)2恒成立,则实数a的取值范围为_____.解:因为x∈()1,+∞,则x-1>0,由(e x-1-1)ln x≥a(x-1)2,可得e x-1-1x-1⋅ln xx-1≥a,即e x-1-1x-1⋅1x-1ln x≥a,则e x-1-1x-1⋅1e ln x-1ln x≥a,令f()x=e x-1x()x>0,则f′()x=()x-1e x+1x2,令g()x=()x-1e x+1,则g′()x=xe x>0,所以g()x在()0,+∞上单调递增,则g()x>g()0=0,即f′()x>0,所以f()x在()0,+∞上单调递增,则f()x>0,令h()x=ln x-x+1,则h′()x=1-xx<0,则h()x在()1,+∞上单调递减,则h()x<h()1=0,即ln x-x+1<0,则x-1>ln x,所以f()x-1>f()ln x>0,即e x-1-1x-1>eln x-1ln x>0,可得e x-1-1x-1⋅1e ln x-1ln x>1,则a≤1,解答本题,要先将不等式进行整理,使参数和变量分离;再构造出函数f()x=e x-1x()x>0,将问题转化为函数最值问题.对其求导,判断其单调性,即可求得参数的取值范围.三、函数性质法若含参不等式中含有简单基本函数,则可直接将不等式进行变形,将其构造成函数,把问题转化为f(x,a)≥0、f(x,a)<0、f(x,a)≥g(x,a)、f(x,a)<g(x,a)等函数不等式问题.再根据简单基本函数的单调性,以及导数与函数单调性之间的关系,判断出函数的单调性,即可根据函数的单调性,求得函数的最值,顺利求出问题的答案.例3.若不等式sin x-ln()x+1+e x≥1+x+ax2-13x3恒成立,则a的取值范围为_____.解:由x>-1得,sin x-ln(x+1)+e x-x-1-ax2+13x3≥0,设f(x)=sin x-ln(x+1)+e x-x-1-ax2+13x3,则g(x)=f′(x)=cos x-1x+1+e x-1-2ax+x2,则h(x)=g′(x)=-sin x+1(x+1)2+e x-2a+2x,则z(x)=h′(x)=-cos x-2(x+1)3+e x+2,z′(x)=sin x+6(x+1)4+e x,当x>-1时,z′(x)>0,则h(x)单调递增,又当x∈(-1,0)时,z(x)<0,则h(x)单调递减,当x∈(0,+∞)时,z(x)>0,则h(x)单调递增,又h(0)=2-2a,①当2-2a≥0,即1≥a时,h(0)≥0,则当x∈(-1,+∞)孙小芳35考点透视时,h (x )≥0,此时g (x )单调递增,又g (0)=0,故当x ∈(-1,0)时,g (x )<0,则f (x )单调递减,当x ∈(0,+∞)时,g (x )>0时,f (x )单调递增,所以f (x )min =f (0),又f (0)=0,故f (x )≥0恒成立,满足题意;②当2-2a <0,即a >1时,h (0)<0,x →+∞,h (x )→+∞,故存在x 0>0,且h (x 0)=0,则当x ∈(-1,x 0)时,h (x )<0,则g (x )单调递减,当x ∈(x 0,+∞)时,h (x )>0,所以g (x )单调递增,又g (0)=0,故g (x 0)<0,x →+∞,g (x )→+∞,故存在x 1>x 0,且g (x 1)=0,所以当x ∈(-1,x 1)时,g (x )<0,则f (x )单调递减,又因为f (0)=0,所以f (x )<f (0)=0,与f (x )≥0恒成立不相符;综上所述,a ≤1.根据不等式构造函数f (x )=sin x -ln(x +1)+e x -x -1-ax 2+13x 3,通过多次求导,判断出导函数的符号,进而判断出函数的单调性,求得函数最值.求得使f (x )min ≥0成立时a 的取值范围,即可解题.四、主参换位法主参换位法,也叫反客为主法,适用于解答已知参数的范围求自变量取值范围的不等式问题.解答这类问题一般分三个步骤:第一步,将原不等式转化成关于参数的不等式;第二步,以参数为自变量,构造函数式,将问题转化为函数问题;第三步,根据函数的性质、图象讨论不等式成立的情形,建立关系即可解题.例4.已知函数f ()x =ax 2+bx -6,不等式f ()x ≤0的解集为[]-3,2.若当0≤m ≤4时,不等式mf ()x +6m <x +1恒成立,求实数x 的取值范围.解:由题意知:-3,2是方程ax 2+bx -6=0的根,且a >0,∴ìíîïï-b a=-3+2,-6a=(-3)×2,解得a =1,b =1.∴f ()x =x 2+x -6,∴mf ()x +6m <x +1可变形为()x 2+x m -x -1<0,令g ()m =()x 2+x m -x -1,∴{g (0)<0,g (4)<0,即{-x -1<0,4x 2+3x -1<0,解得ìíîx >-1,-1<x <14,-1<x <14.解答本题主要采用了主参换位法.因为已知参数m 的取值范围,故把m 当成自变量,通过主参换位,将问题转化为g ()m =()x 2+x m -x -1对任意0≤m ≤4恒成立,根据一次函数的性质,列出不等式组,即可解题.五、数形结合法当把不等式两边的式子看成两个函数式时,可根据其几何意义画出两个函数的图象,分析两个曲线间的位置,确保不等式恒成立,即可通过数形结合,求得参数的取值范围.例5.若关于x 的不等式||||kx -4-x 2-3≤3k 2+1恒成立,则k 的取值范围是_____.解:由题意可得4-x 2≥0,得-2≤x ≤2,则||||kx -4-x 2-3≤3k 2+1可转化为:||kx -4-x 23,设直线l :kx -y -3=0,上半圆C :x 2+y 2=4()y >0,即y =4-x 2,半径为r =2,||kx -4-x 2≤3表示圆C 小于或等于3,如图,设圆心(原点O )到直线l 的距离为d ,由于圆C 上半部分上的点到直线l 的最大距离为d +r =d +2,所以d +2≤3,即d ≤1,即||0-0-3k 2+1≤1,解得k ≤-22或k ≥22,所以k 的取值范围为(]-∞,-22⋃[)22,+∞.解答本题,需挖掘代数式的几何意义,采用数形结合法,将原问题转化为使圆C 上半部分上的任意一点到直线l 的距离小于或等于3时参数的取值范围.分析直线与圆的位置关系,便可建立新不等式.由此可见,求解含参不等式问题的方法多样.但由于不等式与函数的关系紧密,且利用函数的单调性和图象容易建立不等关系式,因此函数思想是破解含参不等式问题的主要思想.(作者单位:江苏省南京市大厂高级中学)36。
导数的分类讨论问题(含参数的二次不等式恒成立问题)例1.定义在R上的连续()f x 为奇函数,且在[0,]+∞上时增函数,问是否存在这样的实数,使得(cos 23)(42cos )(0)f f m m f θθ-+->对所有的实数R θ∈都成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,说明理由。
解析:奇函数(0)0f =(cos 23)(42cos )0f f m m θθ∴-+->(cos 23)(42cos )(2cos 4)f f m m f m m θθθ∴->--=-又奇函数是增函数所以cos232cos 4m m θθ->-整理得2cos 2cos 2m m θθ->-法一:(以m 为变量,参变分离,建议采用)2cos 2(cos 2)m θθ->-因为cos 20θ-<所以变形得22cos 2cos m θθ->-24cos 22cos θθ--=-2(2cos )2cos θθ=+--24[(2cos )]2cos θθ=--+-(≤4-cos 2θ=4m >-法二:(以cos θ为变量,分类讨论)2coscos 220m m θθ-+->恒成立,令2()22f x x mx m =-+-其中cos [1,1]x θ=∈-,由图像对称轴2m x =,且(1)310(1)10f m f m -=->⎧⎨=->⎩即1m >,即122m >(要先代入-1和1求,否则分类讨论会麻烦)①211()0880222m mf m m >>>⇒-+<⇒当时,44m -<<+12m <<,因为142<-<,所以42m -<<②当2m≥1时,(1)10f m m =->⇒≥2综上,4m >-例2.已知函数()y f x =在定义域[,1]-∞上是减函数,问:是否存在实数k ,使得不等式(sin )f k x -≥22(sin )f k x -对于一切实数x 恒成立?解析:sin k x -≤22sin k x -≤1,整理得2222sin sin sin 1k x k xk x ⎧-≤-⎪⎨-≤⎪⎩恒成立 法一:(参变分离,推荐)即2222sin sin 1sin k k x x k x⎧-≥-⎪⎨≤+⎪⎩恒成立,其中对于一切实数x 都有14-≤2sin sin x x -≤2,1≤21sin x +≤1k =-2,所以222211k k k k k ⎧-≥⇒≥≤-⎪⎨≤⎪⎩或即1k =-法二:(以sin x 为变量,分类讨论)22sin sin ()0x x k k ---≤,令22()()f x t t k k =---∴只需(1)0f -≤,即22k k -≥即21k k ≥≤-或,又21k ≤∴1k =-法三:(分类讨论不好不推荐)即(sin )(sin 1)011k x k x k -+-≥⎧⎨-≤≤⎩①,由①1sin [1,1]k x =∈-,21sin [0,2]k x =-∈所以21k k ≥≤-或,所以1k =-例3.是否存在m 使得不等式221(1)x m x ->-对满足||x ≤2的一切实数x 都成立?解析:法一:(m 为参数分类讨论,推荐)2210mx x m -+-<(0m =时显然不成立),对称轴1x m=且(2)350(2)330f m f m -=+<⎧⎨=-<⎩即53m <-即13(,0)5m ∈-(先代入特殊值※)显然1[2,2]x m =∈-,抛物线开口向下,所以只需最大值1()0f m <即可,即11m m +>,显然,10m m+<所以m 无解 法二:(参变分离,分类讨论,非常麻烦强烈不推荐;特殊值法,简单易行强烈推荐,但仅限此题,局限性强) 当1x =时,对于任意m 都有210x ->,令1[2,2]x =-∈-,左边=3-,右边=0显然不成立,所以m 无解例4.m 在什么范围内,函数22(sin )21y m m m θ=--+--(0≤θ≤)2π的最大值为负值。
含参数的一元二次不等式的解法解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元 二次不等式常用的分类方法有三种:一、按2x 项的系数a 的符号分类,即0,0,0<=>a a a ; 例1 解不等式:()0122>+++x a ax分析:本题二次项系数含有参数,()044222>+=-+=∆a a a ,故只需对二次项系数进行分类讨论。
解:∵()044222>+=-+=∆a a a解得方程 ()0122=+++x a ax 两根,24221a a a x +---=aa a x 24222++--=∴当0>a 时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21|x x 当0<a 时, 解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<<++--a a a x a a a x 242242|22例2 解不等式分析 因为0≠a ,0>∆,所以我们只要讨论二次项系数的正负。
解 ()()032)65(2>--=+-x x a x x a Θ∴当0>a 时,解集为{}32|><x x x 或;当0<a 时,解集为{}32|<<x x二、按判别式∆的符号分类,即0,0,0<∆=∆>∆; 例3 解不等式042>++ax x分析 本题中由于2x 的系数大于0,故只需考虑∆与根的情况。
解:∵162-=∆a∴当()4,4-∈a 即0<∆时,解集为R ; 当4±=a 即Δ=0时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠∈2a x R x x 且;当4>a 或4-<a 即0>∆,此时两根分别为21621-+-=a a x ,21622---=a a x ,显然21x x >,∴不等式的解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧----+->21621622a a x a a x x 〈或例4 解不等式()()R m x x m ∈≥+-+014122解 因,012>+m ()()2223414)4(m m -=+--=∆所以当3±=m ,即0=∆时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧=21|x x ; 当33<<-m ,即0>∆时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+--+-+>1321322222m m x m m x x 〈或; 当33>-<m m 或,即0<∆时,解集为R 。
乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸乸思路探寻含参不等式恒成立问题的常见命题形式有:(1)证明含参不等式恒成立;(2)在确保某个含参不等式恒成立的情况下,求参数的取值范围;(3)在已知变量的约束条件的情况下,求含参不等式中参数的取值范围.含参不等式恒成立问题具有较强的综合性,其解法灵活多变,常常令考生头疼不已.对此,笔者将结合实例,介绍求解含参不等式恒成立问题的几个“妙招”.一、分离参数分离参数法是求解含参不等式恒成立问题的常用方法,该方法适用于求参数和变量可分离的情形.运用分离参数法解题的一般步骤为:1.根据不等式的性质将参数分离出来,得到一个一端含有参数、另一端含有变量的不等式;2.将含有变量一侧的式子当成一个函数,判断出函数的单调性,并根据函数的单调性求出函数在定义域内的最值;3.将问题进行等价转化,建立新的不等式,如将a ≥f (x )恒成立转化为a ≥f (x )max ;将a ≤f (x )恒成立转化为a ≤f (x )min .例1.已知函数f (x )=1+ln xx,当x ≥1时,不等式f (x )≥k x +1恒成立,求实数k 的取值范围.解:由f (x )≥k x +1,得1+ln x x ≥k x +1,将其变形可得(x +1)(1+ln x )x≥k ,设g (x )=(x +1)(1+ln x )x,则g ′(x )=[(x +1)(1+ln x )]′·x -(x +1)(1+ln x )x 2=x -ln xx 2,令h (x )=x -ln x ,则h ′(x )=1-1x,当x ≥1时,h ′(x )≥0,所以函数h (x )在[)1,+∞上单调递增,所以h (x )min =h (1)=1>0,从而可得g ′(x )>0,故函数g (x )在[)1,+∞上单调递增,所以g (x )min =g (1)=2,因此k 的取值范围为k ≤2.观察不等式1+ln x x ≥k x +1,发现参数k 可以从中分离出来,于是采用分离参数法,先将参数、变量分离,使不等式变形为(x +1)(1+ln x )x≥k ;再构造函数g (x ),对其求导,根据导函数与函数的单调性判断出函数的单调性,即可求出g (x )在x ∈[)1,+∞上的最小值,使k ≤g (x )min ,即可得到实数的取值范围.通过分离参数,便将含参不等式恒成立问题转化为函数最值问题来求解,这样便可直接利用函数的单调性来解题.二、数形结合数形结合法是解答数学问题的重要方法.在解答含参不等式问题时,将数形结合起来,可有效地提升解题的效率.有些含参不等式中的代数式为简单基本函数式、曲线的方程、直线的方程,此时可根据代数式的几何意义,画出相应的几何图形,通过研究函数图象、曲线、直线、点之间的位置关系,确定临界的情形,据此建立新不等式,从而求得参数的取值范围.例2.已知f (x )=ìíî3x +6,x ≥-2,-6-3x ,x <-2,若不等式f (x )≥2x -m 恒成立,求实数m 的取值范围.解:由题意可设g (x )=2x -m ,则函数g (x )、f (x )的图象如图所示.要使对任意x ,f (x )≥g (x )恒成立,则需使函数f (x )的图象恒在g (x )图象的上方,由图可知,当x =-2时,f (x )的图象与g (x )的图象有交点,而此时函数f (x )取最小值,即f (-2)=0,因此,只需使g (-2)=-4-m ≤0,解得m ≥-4.故实数m 的取值范围为m ≥-4.函数f (x )与g (x )都是常见的函数,容易画出其图象,于是采用数形结合法,画出两个函数的图象,将问题转化为函数f (x )的图象恒在g (x )图象的上方时,求参数的取值范围.运用数形结合法求解含参不等式恒成立问题,需将数形结合起来,将问题进行合理的转化,如若对∀x ∈D ,f (x )<g (x )恒成立,则需确保函数f (x )的图象始终在g (x )的下方;若对∀x ∈D ,f (x )>g (x )恒成47立,则确保函数f(x)的图象始终在的上方即可.三、变更主元我们常常习惯性地将x看成是主元,把参数看成辅元.受定式思维的影响,在解题的过程中,我们有时会陷入解题的困境,此时不妨换一个角度,将参数视为主元,将x看作辅元,通过变更主元,将问题转化为关于新主元的不等式问题,这样往往能够取得意想不到的效果.例3.对任意p∈[-2,2],不等式(log2x)2+p log2x+1> 2log2x+p恒成立,求实数x的取值范围.解:将不等式(log2x)2+p log2x+1>2log2x+p变形,得:p(log2x-1)+(log2x)2-2log2x+1>0,设f(p)=p(log2x-1)+(log2x)2-2log2x+1,则问题等价于对任意p∈[-2,2],f(p)>0恒成立,由于f(p)是关于p的一次函数,所以要使不等式恒成立,只需使ìíîf(-2)=-2(log2x-1)+(log2x)2-2log2x+1>0, f(2)=2(log2x-1)+(log2x)2-2log2x+1>0,解得:x>8或0<x<12,故实数x的取值范围为x>8或0<x<12.若将x当成主元进行求解,那么解题的过程将会非常繁琐.由于已知p的取值范围,要求满足不等式条件的实数x的取值范围,所以考虑采用变更主元法,将p看成是主元,构造关于p的一次函数,根据函数的图象建立使不等式恒成立的不等式组,即可求出实数x的取值范围.通过变更主元,便可从新的角度找到解题的思路,从而化难为易.四、分类讨论当不等式左右两边的式子较为复杂,且含有较多的不确定因素时,就需采用分类讨论法来解题.用分类讨论法求解含参不等式恒成立问题,需先确定哪些不确定因素会对参数的取值有影响;然后将其作为分类的对象,并确定分类的标准,对每一种情形进行分类讨论;最后综合所有的结果,就可以得到完整的答案.例4.已知f(x)=x|x-a|-2,若当x∈[0,1]时,恒有f(x)<0成立,求实数a的取值范围.解:①当x=0时,f(x)=-2<0,不等式显然成立,此时,a∈R;②当x∈(0,1]时,由f(x)<0,可得x-2x<a<x+2x,令g(x)=x-2x,h(x)=x+2x,则g′(x)=1+2x2>0,可知g(x)为单调递增函数,因此g(x)max=g(1)=-1;则h′(x)=1-2x2<0,可知h(x)为单调递减函数,因此h(x)min=h(1)=3,此时-1<a<3.综上可得,实数a的取值范围为-1<a<3.本题的函数式中含有绝对值,需对x的取值进行分类讨论,即分为x=0和x∈(0,1]这两种情况进行讨论,建立使不等式恒成立的关系,如当x∈(0,1]时,需使æèöøx-2x max<a<æèöøx+2x min,即可解题.五、利用判别式法判别式法通常只适用于求解二次含参数不等式恒成立问题.运用该方法解题的一般步骤为:首先根据不等式的特点构造一元二次方程;然后运用一元二次方程的判别式对不等式恒成立的情形进行讨论、研究;最后得出结论.一般地,对于二次函数f(x)=ax2+bx+c (a≠0,x∈R),有:(1)若对任意x∈R,f(x)>0恒成立,则ìíîa>0,Δ=b2-4ac<0;(2)对任意x∈R,f(x)<0恒成立,则{a<0,Δ=b2-4ac<0.例5.设f(x)=x2-2mx+2,当x∈[-1,+∞)时,f(x)≥m 恒成立,求实数m的取值范围.解:设F(x)=x2-2mx+2-m,令x2-2mx+2-m=0,则Δ=4m2-4(2-m),当Δ≤0,即-2≤m≤1时,F(x)≥0显然恒成立;当Δ=4m2-4(2-m)>0时,F(x)≥0恒成立的充要条件为:ìíîïïïïΔ>0,F(-1)≥0,--2m2<-1,解得:-3≤m<-2,所以实数m的取值范围为-3≤m≤1.运用判别式法求解含参二次不等式恒成立问题,关键是确保在定义域范围内,二次函数F(x)的图象恒在x轴的上方或下方,根据方程F(x)=0无解,建立关于判别式的关系式.本文介绍了几种求解含参不等式恒成立问题的方法,这些方法的适用情形各不相同.但不论采用何种方法,都要对问题进行具体的分析,针对实际情况,选用最恰当的方法,才能达到事半功倍的效果.(作者单位:广东省东莞市第一中学)思路探寻48。
含参数的方程、不等式的问题解题策略含参数的方程、不等式的问题是历年高考常考的题型,由于含有参数对很多同学来说感到困难重重,一重困难是选择什么样的解题方法(如2012年山东卷第12题),二重困难是含参数问题涉及到的分类讨论(如2017年全国卷1第21题),根据我多年的研究发现,(1)这类题目解题方法有规可循,基本方法有:分离参数构建函数,不分离参数构建函数,半分离参数构建函数,总之,如何构建函数是解题的关键。
(2)很多求参数取值范围的问题,其实有时可以避开分类讨论这个陷阱。
本文就结合实例谈谈这类问题的求解策略。
一、分离参数构建函数:若方程或不等式中的参数容易分离出来,即参数分离 在方程或不等式的一边,另一边是关于自变量的函数,分离后的函数不复杂,容易求出导函数,容易研究函数的性质,就选择分离参数法构建函数。
例1(2017年全国高考卷1第21题)已知函数2()(2)x x f x ae a e x =+-- 若()f x 有两个零点,求a 的取值范围.分析:2f(x)=ae (-2)e x x a x +-有两个零点,转化为方程2(2)0x x ae a e x +--=有两个根先分离参数22a x x x e x e e +=+,令222(1)(21)()g ()(1)x x x x x x x e x e x e g x x e e e e +-+-+'==++,设1x h x -+(x)=-e ,则()h x 递减,(0)0h =当(,0)x ∈-∞时()0h x > ()0g x '∴>()g x ∴递增,当(0,)x ∈+∞时,()0,()0,()h x g x g x '<∴<∴递减,所以当x →+∞时()0g x →,当x →-∞时,g(x)-→∞如图01a ∴<<评析:查阅高考评分标准,看出对参数a>0共分了三种情况讨论:(1)a=1(2)a>1(3)0<a<1,其中0<a<1时,要用函数零点的判定定理,找区间端点时非常困难,绝大多数同学完成不了。
含参数的不等式解法归类解析求解含参数的不等式集中了解不等式的基础知识、基本技能,常与分类讨论相结合,成为各类考试中的重点和难点。
分类讨论的关键在于弄清为什么要分类,从什么角度进行分类。
本文以这两个方面为着眼点,谈谈分类的策略,供同学们参考。
一、含参数的一元二次不等式的讨论策略例1 解关于x的不等式。
分析:对含参数的一元二次不等式的讨论顺序一般为先讨论二次项系数,后对“△”进行讨论。
需要的话还要对根的大小进行比较。
含参数的一元二次不等式与不含参数的一元二次不等式的解题过程实质是一样的,结合二次函数的图象、一元二次不等式分类讨论。
解:(1)当a=0时,原不等式的解集为。
(2)当a>0时,方程,△=4-4a。
①若△>0,即0<a<1< span="">时,方程的两个解为,,。
</a<1<>所以原不等式的解集为。
②若△=0,即a=1时,原不等式的解集为。
③若△<0,即a>1时,原不等式的解集为R。
④当a<0时,一定有△>0,方程两个解为,,且。
原不等式的解集为。
总结:对含参数的一元二次不等式的讨论,一般可分为以下三种情形:(1)当含参数的一元二次不等式的二次项系数为常数,但不知道与之对应的一元二次方程是否有解时需要对判别式“△”进行讨论。
(2)当含参数的一元二次不等式的二次项系数为常数,且与之对应的一元二次方程有两解,但不知道两个解的大小,因此需要对解的大小进行比较。
(3)当含参数的一元二次不等式的二次项系数含有参数时,首先要对二次项系数进行讨论,其次,有时要对判别式进行讨论,有时还要对方程的解的大小进行比较。
二、含参数的绝对值不等式的讨论方法例2 解关于x的不等式。
错解:。
当时,解得。
当时,解得。
剖析:此解法没有对a作任何讨论,陷入了解不等式的思维混乱状态。
解绝对值不等式的关键是去掉绝对值符号,由于a的范围不确定,所以解题时需对a进行分类讨论,特别注意解不等式时要考虑0≤a<4和a≥4两种情况。