高中数学恒成立问题中的连锁反应
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高中数学解题方法系列:函数中“恒成立问题”的类型及策略一、恒成立问题地基本类型在数学问题研究中经常碰到在给定条件下某些结论.函数在给定区间上某结论成立问题,其表现形式通常有: 在给定区间上某关系恒成立。
某函数地定义域为全体实数R 。
●某不等式地解为一切实数。
❍某表达式地值恒大于a 等等…恒成立问题,涉及到一次函数、二次函数地性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生地综合解题能力,在培养思维地灵活性、创造性等方面起到了积极地作用.因此也成为历年高考地一个热点.恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型:①一次函数型;②二次函数型;③变量分离型;④根据函数地奇偶性、周期性等性质;⑤直接根据函数地图象.二、恒成立问题解决地基本策略<一)两个基本思想解决“恒成立问题”思路1、max )]([)(x f m D x x f m ≥⇔∈≥上恒成立在思路2、min)]([)(x f m D x x f m≤⇔∈≤上恒成立在如何在区间D 上求函数f(x>地最大值或者最小值问题,我们可以通过习题地实际,采取合理有效地方法进行求解,通常可以考虑利用函数地单调性、函数地图像、二次函数地配方法、三角函数地有界性、均值定理、函数求导等等方法求函数f<x)地最值.这类问题在数学地学习涉及地知识比较广泛,在处理上也有许多特殊性,也是近年来高考中频频出现地试卷类型,希望同学们在日常学习中注意积累.(二>、赋值型——利用特殊值求解等式中地恒成立问题,常常用赋值法求解,特别是对解决填空题、选择题能很快求得.例1.由等式x 4+a 1x 3+a 2x 2+a 3x+a 4=(x+1>4+b 1(x+1>3+b 2(x+1>2+b 3(x+1>+b 4定义映射f:(a 1,a 2,a 3,a 4>→b 1+b 2+b 3+b 4,则f:(4,3,2,1>→(>A.10B.7C.-1D.0略解:取x=0,则a 4=1+b 1+b 2+b 3+b 4,又a 4=1,所以b 1+b 2+b 3+b 4=0,故选D例2.如果函数y=f(x>=sin2x+acos2x 地图象关于直线x=8π-对称,那么a=<).A .1B .-1C .2D .-2.略解:取x=0及x=4π-,则f(0>=f(4π->,即a=-1,故选B.此法体现了数学中从一般到特殊地转化思想.<三)分清基本类型,运用相关基本知识,把握基本地解题策略1、一次函数型:若原题可化为一次函数型,则由数形结合思想利用一次函数知识求解,十分简捷给定一次函数y=f(x>=ax+b(a≠0>,若y=f(x>在[m,n]内恒有f(x>>0,则根据函数地图象<直线)可得上述结论等价于)(0)(>>n f m f 同理,若在[m,n]内恒有f(x><0,则有)(0)(<<n f m f 例2.对于满足|a|≤2地所有实数a,求使不等式x 2+ax+1>2a+x 恒成立地x 地取值范围.分析:在不等式中出现了两个字母:x 及a,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数.显然可将a 视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于a 地一次函数大于0恒成立地问题.解:原不等式转化为(x-1>a+x 2-2x+1>0在|a|≤2时恒成立,设f(a>=(x-1>a+x 2-2x+1,则f(a>在[-2,2]上恒大于0,故有:⎩⎨⎧>>-)2(0)2(f f 即⎪⎩⎪⎨⎧>->+-0103422x x x 解得:⎩⎨⎧-<><>1113x x x x 或或∴x<-1或x>3.即x∈(-∞,-1>∪(3,+∞>此类题本质上是利用了一次函数在区间[m,n]上地图象是一线段,故只需保证该线段两端点均在x 轴上方<或下方)即可.2、二次函数型涉及到二次函数地问题是复习地重点,同学们要加强学习、归纳、总结,提炼出一些具体地方法,在今后地解题中自觉运用.<1)若二次函数y=ax 2+bx+c(a≠0>大于0恒成立,则有00<∆>且a <2)若是二次函数在指定区间上地恒成立问题,可以利用韦达定理以及根地分布知识求解.例3.若函数12)1()1()(22++-+-=a x a x a x f 地定义域为R,求实数a 地取值范围.分析:该题就转化为被开方数012)1()1(22≥++-+-a x a x a 在R 上恒成立问题,并且注意对二次项系数地讨论.解:依题意,当时,R x ∈012)1()1(22≥++-+-a x a x a 恒成立,所以,①当,1,01,01{,0122=≠+=-=-a a a a 时,即当此时.1,0112)1()1(22=∴≥=++-+-a a x a x a②当时,时,即当012)1(4)1(,01{012222≤+---=∆>-≠-a a a a a有,91,09101{22≤<⇒≤+->a a a a 综上所述,f(x>地定义域为R 时,]9,1[∈a 例4.已知函数2()3f x x ax a =++-,在R 上()0f x ≥恒成立,求a 地取值范围.分析:()y f x =地函数图像都在X 轴及其上方,如右图所示:略解:()22434120a a a a ∆=--=+-≤62a ∴-≤≤变式1:若[]2,2x ∈-时,()0f x ≥恒成立,求a 地取值范围.分析:要使[]2,2x ∈-时,()0f x ≥恒成立,只需)(x f 地最小值0)(≥a g 即可.解:22()324a a f x x a ⎛⎫=+--+ ⎪⎝⎭,令()f x 在[]2,2-上地最小值为()g a .⑴当22a -<-,即4a >时,()(2)730g a f a =-=-≥73a ∴≤又4a> a ∴不存在.⑵当222a -≤-≤,即44a -≤≤时,2()(3024a a g a f a ==--+≥62a ∴-≤≤又44a -≤≤ 42a ∴-≤≤⑶当22a->,即4a <-时,()(2)70g a f a ==+≥7a ∴≥-又4a <- 74a ∴-≤<-综上所述,72a -≤≤.变式2:若[]2,2x ∈-时,()2f x ≥恒成立,求a 地取值范围.解法一:分析:题目中要证明2)(≥x f 在[]2,2-上恒成立,若把2移到等号地左边,则把原题转化成左边二次函数在区间[]2,2-时恒大于等于0地问题.略解:2()320f x x ax a =++--≥,即2()10f x x ax a =++-≥在[]2,2-上成立.⑴()2410a a ∆=--≤22a ∴--≤≤-+⑵24(1)0(2)0(2)02222a a f f a a ⎧∆=-->⎪≥⎪⎪⎨-≥⎪⎪-≥-≤-⎪⎩或2225--≤≤-∴a 综上所述,2225-≤≤-a .解法二:<运用根地分布)2—2⑴当-<-2,即a >4时,g (a )=f (-2)=7-3a ≥2∴a ≤2a ∉(4,+∞)∴a 不存53在.⑵当-2≤-≤22a,即-4≤a ≤4时,2g (a )=f (a 2)=--a +3≥24a ,2-22-2≤a ≤2-22-2∴-4≤a ≤2⑶当->2,即a <-4时,g (a )=f (2)=7+a ≥2,2a∴a ≥-5∴-5≤a <-4综上所述-5≤a ≤22-2.此题属于含参数二次函数,求最值时,轴变区间定地情形,对轴与区间地位置进行分类讨论;还有与其相反地,轴动区间定,方法一样.对于二次函数在R 上恒成立问题往往采用判别式法<如例4、例5),而对于二次函数在某一区间上恒成立问题往往转化为求函数在此区间上地最值问题3、变量分离型若在等式或不等式中出现两个变量,其中一个变量地范围已知,另一个变量地范围为所求,且容易通过恒等变形将两个变量分别置于等号或不等号地两边,则可将恒成立问题转化成函数地最值问题求解.运用不等式地相关知识不难推出如下结论:若对于x 取值范围内地任何一个数都有f(x>>g(a>恒成立,则g(a><f(x>min 。
高考数学恒成立问题---最值分析法知识讲解与例题讲解最值法求解恒成立问题是三种方法中最为复杂的一种,但往往会用在解决导数综合题目中的恒成立问题。
此方法考研学生对所给函数的性质的了解,以及对含参问题分类讨论的基本功。
是导数中的难点问题。
一、基础知识: 1、最值法的特点:(1)构造函数时往往将参数与自变量放在不等号的一侧,整体视为一个函数,其函数含参 (2)参数往往会出现在导函数中,进而参数不同的取值会对原函数的单调性产生影响——可能经历分类讨论2、理论基础:设()f x 的定义域为D(1)若x D ∀∈,均有()f x C ≤(其中C 为常数),则()max f x C ≤ (2)若x D ∀∈,均有()f x C ≥(其中C 为常数),则()min f x C ≥ 3、技巧与方法:(1)最值法解决恒成立问题会导致所构造的函数中有参数,进而不易分析函数的单调区间,所以在使用最值法之前可先做好以下准备工作:① 观察函数()f x 的零点是否便于猜出(注意边界点的值) ② 缩小参数与自变量的范围:通过代入一些特殊值能否缩小所求参数的讨论范围(便于单调性分析)观察在定义域中是否包含一个恒成立的区间(即无论参数取何值,不等式均成立),缩小自变量的取值范围(2)首先要明确导函数对原函数的作用:即导函数的符号决定原函数的单调性。
如果所构造的函数,其导数结构比较复杂不易分析出单调性,则可把需要判断符号的式子拿出来构造一个新函数,再想办法解决其符号。
(3)在考虑函数最值时,除了依靠单调性,也可根据最值点的出处,即“只有边界点与极值点才是最值点的候选点”,所以有的讨论点就集中在“极值点”是否落在定义域内。
二、典型例题:例1:设()222f x x mx =−+,当[)1,x ∈−+∞时,()f x m ≥恒成立,求m 的取值范围思路:恒成立不等式为2220x mx m −+−≥,只需()2min220x mx m−+−≥,由于左端是关于x 的二次函数,容易分析最值点位置,故选择最值法解:恒成立不等式为2220x mx m −+−≥,令()222g x x mx m =−+−则对称轴为x m =(1)当1m ≤−时,()g x 在[)1,−+∞单调递增,()()min 11220g x g m m ∴=−=++−≥ 3m ∴≥−即[]3,1m ∈−−(2)当1m >−时,()g x 在()1,m −单调递减,在(),m +∞单调递增 ()()22min 22021g x g m m m m m ∴==−+−≥⇒−≤≤(]1,1m ∴∈− 终上所述:[]3,1m ∈−小炼有话说:二次函数以对称轴为分解,其单调性与最值容易分析。
“恒成立问题”的解法常用方法:①函数性质法; ②主参换位法; ③分离参数法;④数形结合法。
、函数性质法 1. 一次函数型:给定一次函数f(x) ax b(a 0),若y f (x)在[m,n ]内恒有f (x) 0 ,则根据函数的图象(直线)可得上述结论等价于 ;(;))【同理,若在[m,n ]内恒有f(x) 0,A则有f(m)阴7例1.对满足 * m 略解:不等式即为 2x (x 1)p x 2 x 的取值范围。
2的所有实数 P ,求使不 (x 1)p x 2 2x 10,设 f (p) 1,则f(p)在[2,2]上恒大 于0,故有: f( 2) f(2) 0, 即 x 2 x 4x 3 0 1 或 x 3. 2.二次函数: ①.若二次函数 f(x) 2 ax bx c(a 0) 0 (或0 )在 R 上恒成立,则有 a 0 (或 a 0); 0 0②.若二次函数 f(x)ax 2 bx c(a 0) 0 (或 0 )在指定区间上恒成立,可以利用韦达定 理以及根的分布等知识求解。
例2.已知函数f x 2mx 2 24 m x 1, g x mx ,若对于任一实数 x , f (x)与g(x)的值至少有一个为正数,则实数 m 的取值范围是 A . (0 , 2) B• (0 , 8) C (2 , 8) D •(—汽 0)选Bo例3.设f (x) 2x 2ax 2,当x [ 1,)时, 都有 f (x) a 恒成立,a 的取值范围。
解:设F(x)f (x) a 2ax 2 a , (1)当 4(a 1)(a2) 0时,即2 a1时,对一切x [ 1, ),F(x) 0恒成立;(2)当4(a 1)(a 2) 0时,由图可得以下充要条件:f( 1) 0 即 a 3 03.其它函数:容易分离出参数与变量,但函数的最值却难以求出时,可考虑把主元与参数换个位置,再 结合其它知识,往往会取得出奇制胜的效果。
导数恒成立问题连锁反应
导数恒成立问题指的是在微积分中,对于一个函数,其导数在
某个区间内恒定不变的问题。
连锁反应则是指复合函数的导数问题。
接下来我将从不同角度来回答这个问题。
从数学角度来看,导数恒成立问题涉及到函数的导数是否在某
个区间内始终保持不变。
这意味着函数的斜率在该区间内保持恒定。
这对于一些特定类型的函数来说是成立的,比如线性函数和常数函数。
然而,对于其他类型的函数来说,导数并不一定会在整个区间
内恒定不变。
在连锁反应的情况下,我们考虑的是复合函数的导数。
当一个
函数嵌套在另一个函数内部时,我们需要使用链式法则来计算导数。
这涉及到将外部函数的导数与内部函数的导数相乘。
这种连锁反应
会导致导数的计算变得更加复杂,特别是当涉及到多个嵌套函数时。
从实际应用角度来看,导数恒成立问题在物理学和工程学中具
有重要意义。
例如,在物理学中,如果一个物体的速度是一个恒定
的值,那么它的位置函数的导数就是一个常数。
这种情况在匀速直
线运动中是成立的。
在工程学中,导数恒成立问题可以帮助工程师
分析和优化控制系统的性能。
在解决导数恒成立问题和连锁反应问题时,数值计算和计算机模拟也起着重要作用。
通过使用数值方法和计算机算法,我们可以更好地理解复杂函数的导数行为,以及复合函数的导数是如何相互影响的。
总的来说,导数恒成立问题和连锁反应问题涉及到微积分中的基本概念和技巧,对于理解函数的变化规律和在实际问题中的应用都具有重要意义。
在数学、物理学和工程学等领域,这些问题都有着广泛的应用和研究意义。
关于高中数学恒成立的解题方法和思路的探索作者:罗德沂来源:《都市家教·上半月》2017年第01期【摘要】我国高考总分中数学所占的比重非常大,数学学习能力及形成的学科素养对物理、化学及生物等学科的影响巨大。
高中数学学习本身难度就比较大,其中恒成立更是影响学生成绩的重要内容。
本文根据高中数学中恒成立基本的解题方法,对恒成立题型的解题思路提出了一些看法,希望可以对教师的教学以及学生的学习起到帮助作用。
【关键词】高中数学;恒成立;解题思路高中数学中的恒成立包括了变量和参数,本身就比较复杂,加之学生课业压力大,能够分给数学学习的时间有限。
因此数学专家们对涉及恒成立的题型都研究出了许多合理的解题方法,并对于开发学生解题思路起到了不小的作用。
一、高中数学恒成立的解题方法1.一次函数型的恒成立问题假若一道数学题给了一个已知条件如y=f(x)=ax+b,限定条件是a不等于0,学生在看到这样一个已知条件时便可以得出一个结论,即[m,n]之间f(x)始终大于0恒成立,是等价于{a大于0,f(m)大于0}或者{a小于0,f(n)大于0},这样的转化是通过等价关系的特点进行的,这样的转化可以帮助学生解决问题中的恒成立问题。
教师在教学中要注意引导学生思考已知条件,将已知条件转化成自己需要的条件,即可以直接拿来应用到解决问题这一步骤。
学生掌握了这一类的解题方法之后,再看到类似的问题时思维敏感度会增加,解题时的思路会更加清晰,不会出错。
2.二次函数的恒成立问题二次函数相对于一次函数会更加有难度,学生需要有比较好的数学基础才可以掌握这一解题方法,但是一旦掌握了这一种解题方法,对于高中数学考试中相关大题的解答非常有帮助。
比如二次函数:y=ax2+bx=c其中依然有a不等于0这一限定条件,这是一个始终成立的条件,即恒成立。
这个已知条件等同于{a大于0,△小于0}。
一般涉及二次函数在指定区间上面的恒成立问题,学生可以利用曾经学过的韦达定理,还有根与系数的分布的知识来解答题目,这就为题目的解答找到了一个突破口。
高中数学解题方法系列:函数中恒成立问题解题策略函数的内容作为高中数学知识体系的核心,也是历年高考的一个热点.函数类问题的解决最终归结为对函数性质、函数思想的应用.恒成立问题,在高中数学中较为常见.这类问题的解决涉及到一次函数、二次函数、三角函数、指数与对数函数等函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用.恒成立问题在解题过程中有以下几种策略:①赋值型;②一次函数型;③二次函数型;④变量分离型;⑤数形结合型.现在我们一起来探讨其中一些典型的问题. 策略一、赋值型——利用特殊值求解等式中的恒成立问题,常常用赋值法求解,特别是对解决填空题、选择题能很快求得.例1.由等式x 4+a 1x 3+a 2x 2+a 3x+a 4= (x+1)4+b 1(x+1)3+ b 2(x+1)2+b 3(x+1)+b 4 定义映射f :(a 1,a 2,a 3,a 4)→b 1+b 2+b 3+b 4,则f :(4,3,2,1) → ( )A.10B.7C.-1D.0略解:取x=0,则 a 4=1+b 1+b 2+b 3+b 4,又 a 4=1,所以b 1+b 2+b 3+b 4 =0 ,故选D例2.如果函数y=f(x)=sin2x+acos2x 的图象关于直线x=8π- 对称,那么a=( ).A .1B .-1C .2D . -2.略解:取x=0及x=4π-,则f(0)=f(4π-),即a=-1,故选B.此法体现了数学中从一般到特殊的转化思想. 策略二、一次函数型——利用单调性求解给定一次函数y=f(x)=ax+b(a ≠0),若y=f(x)在[m,n]内恒有f(x)>0,则根据函数的图象(线段)(如下图) 可得上述结论等价于ⅰ)⎩⎨⎧>>0)(0m f a ,或 ⅱ)⎩⎨⎧><0)(0n f a 可合并定成⎩⎨⎧>>0)(0)(n f m f同理,若在[m,n]内恒有f(x)<0,则有⎨⎧<0)(m f例3.对于满足|a|≤2的所有实数a,求使不等式x 2+ax+1>2a+x 恒成立的x 的取值范围.分析:在不等式中出现了两个字母:x 及a,关键在于该把哪个字母看成是一个变量,另一个作为常数.显然可将a 视作自变量,则上述问题即可转化为在[-2,2]内关于a 的一次函数大于0恒成立的问题.解:原不等式转化为(x-1)a+x 2-2x+1>0在|a|≤2时恒成立,设f(a)= (x-1)a+x 2-2x+1,则f(a)在[-2,2]上恒大于0,故有:⎩⎨⎧>>-)2(0)2(f f 即⎪⎩⎪⎨⎧>->+-0103422x x x 解得:⎩⎨⎧-<><>1113x x x x 或或 ∴x<-1或x>3. 即x ∈(-∞,-1)∪(3,+∞)此类题本质上是利用了一次函数在区间[m,n]上的图象是一线段,故只需保证该线段两端点均在x 轴上方(或下方)即可.策略三、二次函数型——利用判别式,韦达定理及根的分布求解对于二次函数f(x)=ax 2+bx+c=0(a ≠0)在实数集R 上恒成立问题可利用判别式直接求解,即f(x)>0恒成立⇔⎩⎨⎧<∆>00a ;f(x)<0恒成立⇔⎩⎨⎧<∆<0a . 若是二次函数在指定区间上的恒成立问题,还可以利用韦达定理以及根与系数的分布知识求解.例4. 若函数12)1()1()(22++-+-=a x a x a x f 的定义域为R ,求实数 a 的取值范围.分析:该题就转化为被开方数012)1()1(22≥++-+-a x a x a 在R 上恒成立问题,并且注意对二次项系数的讨论.解:依题意,当时,R x ∈012)1()1(22≥++-+-a x a x a 恒成立, 所以,①当,1,01,01{,0122=≠+=-=-a a a a 时,即当此时.1,0112)1()1(22=∴≥=++-+-a a x a x a ②当时,时,即当012)1(4)1(,01{012222≤+---=∆>-≠-a a a a a 有,91,09101{22≤<⇒≤+->a a a a 综上所述,f(x)的定义域为R 时,]9,1[∈a例5.已知函数2()3f x x ax a =++-,在R 上()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围.分析:()y f x =的函数图像都在X 轴及其上方,如右图所示:略解:()22434120a a a a ∆=--=+-≤62a ∴-≤≤ 变式1:若[]2,2x ∈-时,()0f x ≥恒成立,求a 的取值范围.分析:要使[]2,2x ∈-时,()0f x ≥恒成立,只需)(x f 的最小值0)(≥a g 即可.解:22()324a a f x x a ⎛⎫=+--+ ⎪⎝⎭,令()f x 在[]2,2-上的最小值为()g a .⑴当22a -<-,即4a >时,()(2)730g a f a =-=-≥73a ∴≤又4a >Q a ∴不存在.⑵当222a-≤-≤,即44a -≤≤时,2()()3024a a g a f a ==--+≥62a ∴-≤≤又44a -≤≤Q 42a ∴-≤≤⑶当22a->,即4a <-时,()(2)70g a f a ==+≥7a ∴≥-又4a <-Q 74a ∴-≤<- 综上所述,72a -≤≤. 变式2:若[]2,2x ∈-时,()2f x ≥恒成立,求a 的取值范围.解法一:分析:题目中要证明2)(≥x f 在[]2,2-上恒成立,若把2移到等号的左边,则把原题转化成左边二次函数在区间[]2,2-时恒大于等于0的问题.略解:2()320f x x ax a =++--≥,即2()10f x x ax a =++-≥在[]2,2-上成立.⑴()2410a a ∆=--≤222222a ∴--≤≤-+⑵24(1)0(2)0(2)02222a a f f a a ⎧∆=-->⎪≥⎪⎪⎨-≥⎪⎪-≥-≤-⎪⎩或2225--≤≤-∴a 综上所述,2225-≤≤-a . 解法二:(运用根的分布)2—2⑴当22a -<-,即4a >时,()(2)732g a f a =-=-≥()54,3a ∴≤∉+∞a ∴不存在.⑵当222a-≤-≤,即44a -≤≤时,2()()3224a a g a f a ==--+≥,222222-≤≤-a -2224-≤≤-∴a ⑶当22a->,即4a <-时,()(2)72g a f a ==+≥,5a ∴≥-54a ∴-≤<-综上所述2225-≤≤-a .此题属于含参数二次函数,求最值时,轴变区间定的情形,对轴与区间的位置进行分类讨论;还有与其相反的,轴动区间定,方法一样.对于二次函数在R 上恒成立问题往往采用判别式法(如例4、例5),而对于二次函数在某一区间上恒成立问题往往转化为求函数在此区间上的最值问题策略四、变量分离型——分离变量,巧妙求解 运用不等式的相关知识不难推出如下结论:若对于x 取值范围内的任何一个数都有f(x)>g(a)恒成立,则g(a)<f(x)min ;若对于x 取值范围内的任何一个数,都有f(x)<g(a)恒成立,则g(a)>f(x)max .(其中f(x)max 和f(x)min 分别为f(x)的最大值和最小值)例 6.已知三个不等式①0342<+-x x ,②0862<+-x x ,③0922<+-m x x .要使同时满足①②的所有x 的值满足③,求m 的取值范围.略解:由①②得2<x<3,要使同时满足①②的所有x 的值满足③,即不等式0922<+-m x x 在)3,2(∈x 上恒成立,即)3,2(922∈+-<x x x m 在上恒成立,又,上大于在9)3,2(922∈+-x x x 所以9≤m例7. 函数)(x f 是奇函数,且在]1,1[-上单调递增,又1)1(-=-f ,若12)(2+-≤at t x f 对所有的]1,1[-∈a 都成立,求t 的取值范围 .解:据奇函数关于原点对称,,1)1(=f 又1)1()(]1,1[)(max ==-f x f x f 上单调递增在Θ12)(2+-≤at t x f Θ对所有的]1,1[-∈a 都成立.因此,只需122+-at t 大于或等于上在]1,1[)(-x f 的最大值1,0211222≥-⇒≥+-∴at t at t 都成立对所有又]1,1[-∈a Θ,即关于a 的一次函数在[-1,1]上大于或等于0恒成立,2020202{22-≤=≥⇒≥+≥-∴t t t t t t t 或或即:),2[}0{]2,(+∞--∞∈Y Y t利用变量分离解决恒成立问题,主要是要把它转化为函数的最值问题.策略五、数形结合——直观求解例8. a a x x x 恒成立,求实数,不等式对任意实数>--+21的取值范围. 分析:设y=|x+1|-|x-2|,恒成立,不等式对任意实数a x x x >--+21即转化为求函数y=|x+1|-|x-2|的最小值,画出此函数的图象即可求得a 的取值范围.解:令⎪⎩⎪⎨⎧≥<<---≤-=--+=2321121321x x x x x x y在直角坐标系中画出图象如图所示,由图象可看出,要使a x x x >--+21,不等式对任意实数恒成立,只需3-<a .故实数.3),的取值范围是(-∞-a 本题中若将a a x x x 恒成立,求实数,不等式对任意实数>--+21改为①a a x x x 恒成立,求实数,不等式对任意实数<--+21,同样由图象可得a>3;②a a x x x 恒成立,求实数,不等式对任意实数>-++21,构造函数,画出图象,得a<3.利用数形结合解决恒成立问题,应先构造函数,作出符合已知条件的图形,再考虑在给定区间上函数与函数图象之间的关系,得出答案或列出条件,求出参数的范围.恒成立的题型和解法还有很多,只要我们充分利用所给定的函数的特点和性质,具体问题具体分析,选用恰当的方法,对问题进行等价转化,就能使问题获得顺利解决. 只有这样才能真正提高分析问题和解决问题的能力.。
至此,《恒成立问题中的连锁反应》已写了三讲,举例17个,练习4个,不知读者掌握得怎么样了。
就新课标Ⅰ卷的导数压轴题来看:2012年,指数+多项式,多元函数最值;2013年,指数+多项式,恒成立问题;2014年,指对混搭,证明函数不等式;2015年,对数+多项式,讨论函数零点个数;2016年,指数+多项式,零点个数讨论+极值点偏移。
笔者大胆预测,2017年新课标卷的导数大题可能会回归恒成立的主旋律,考察分类讨论等思想方法和能力;在函数类型上,可能会融入三角函数。
(个人观点,仅供参考;如若言中,不胜荣幸)。
这就是笔者撰写专题《恒成立问题中的连锁反应》的原因;这就是前三讲的17道题目全用分类讨论的方法来解的原因;这就是笔者安排第八讲“三角函数的连锁反应”的原因。
好了,是时候总结一下“连锁反应”的一般方法和步骤了。
纵观前面诸例,解题过程无非就是——多次求导,关注端点值,直到导函数比较简单或端点值不是0为止。