当前位置:文档之家› 在导数中常使用的参数不等式恒成立问题的一些常用方法

在导数中常使用的参数不等式恒成立问题的一些常用方法

在导数中常使用的参数不等式恒成立问题的一些常用方法
在导数中常使用的参数不等式恒成立问题的一些常用方法

在导数中常使用的参数不等式恒成立问题的一些常用方法

1 分离参数法

例 1:设()()()

???

???+-+++=n a n n x f x x x 121lg ,其中a 是实数,n 是任意给定的自然数且n ≥2,若()x f 当(]1,∞-∈x 时有意义, 求a 的取值范围。

例 2: 已知定义在R 上函数f(x)为奇函数,且在[)+∞,0上是增函数,对于任意R x ∈求实数m 范围,

使()()0cos 2432cos >-+-θθm m f f 恒成立。 例 3: 设0

1

2<-a x 求正实数b 的取值范围。

2 主参换位法 例4:若对于任意a (]1,1-∈,函数()()a x a x x f 2442

-+-=的值恒大于0,求x 的取值范围。

例 5: 对于(0,3)上的一切实数x,不等式()122-<-x m x 恒成立,求实数m 的取值范围。 3 构建函数法

(1) 构造一次函数 例6: 若对一切2≤p ,不等式()p x x p x +>++222

2log 21log log 恒成立,求实数x 的取值范围。 (2) 造二次函数 例7: 对于??????∈2,0πθ,022sin 2cos 2

<--+m m θθ恒成立,求实数m 的范围。

4 数形结合法 例8、已知对于一切x ,y ∈R ,不等式021828122

2

≥--+-+a y x xy x

x 恒成立,求实数a 的取值范围。

例9:若不等式0log 32

<-x x a 在??

? ??∈31,0x 内恒成立,求实数a 的取值范围。

观察.试探.猜想.证明

例10: 已知对一切实数θ,不等式()03cos sin 424>+-+-a a θθ恒成立,试求实数a 的取值范围。

参考答案

1 分离参数法

分析一下这道题的特征:因为分母n 是正数,要使得()x f 当(]1,∞-∈x 有意义,分子

()()

a n n x x

x

+-+++12

1 就必须也是正数。并容易看出,可以将a 分离出来。

分析: 当(]1,∞-∈x 时,()x f 有意义,故有()???????

???? ??-++??? ??+?

?? ??->?>+-+++x

x x

x x x n n n a a n n 11210121 令()???????

???? ??-++??? ??+??? ??-=x

x x n n n x 1121 ?,只要对()x ?

在(]1,∞-上的最大值,此不等式成立即可。故我们可以利

用函数的最值分离出参数a 。

解:由(]1,∞-∈x 时,()x f 有意义得:()0121>+-+++a n n x x x ??

?

???????? ?

?-++??

? ??+??

? ??->?x

x x n n n a 1121 ,由指数函数单调性知上式右边的函数()???

???????? ??-++??? ??+??? ??-=x

x x n n n x 1121 ?的最大值是

()?

????????

??-++??

? ??+??? ??-=n n n n 1211 ?=()n -12

1,故 a>()n -121

一般地,利用最值分离参数法来确定不等式 ()0,≥λx f , ( D x ∈λ为实参数)恒成立中参数取值范

围的基本步骤:

(1) 将参数与变量分离,即化为()()()()()x f f x f f 2221≤≥λλ或的形式; (2) 求()x f 2在∈x D 时的最大(或最小)值;

(3) 解不等式()()()()x f x f f min 2max 21≤≥或λ 得λ的取值范围。

思想方法:把不等式中恒成立问题转化为求函数最值问题。适用题型:(1) 参数与变量能分离;(2) 函数的最值易求出。

例 2:解:∵ f(x)在R 上为奇函数,且在[)+∞,0上是增函数,∴f(x)在()+∞∞-,上为增函数,又 ∵ ()()0c o s 2432c o s >-+-θθm m f f ,∴ ()32cos -θf >-()θcos 24m m f -=()m m f 4cos 2-θ ∴ m m 4cos 232cos ->-θθ 即()θθ2cos 3cos 22->-m , ∵ 2-cos θ[]3,1∈,

∴ 2θθθθcos 2cos 24cos 22cos 32

--=-->m ,∴m>θ

θθ

θcos 22cos 2cos 2cos 22--

+=--]cos 22

cos 2[4θθ-+--=

令2-[]3,1,cos ∈=t t θ, ∴ m>4-???

?

?+t t 2,即4-m

3,1∈t 上的最小值,∵()t

t t g 2

+=≥22等号成立条件t=t 2,即[]3,12∈=t 成立,∴()22min =t g ,∴4-

m<22即m>4-22,∴m 的取值范围为(4-22,+∞)

例 3:简析略解:此例看不出明显的恒成立问题,我们可以设法转化: 设集合A =}(){b a b a b a x x +-=<-,|,

B=?

?????

??+-=???<-21,2121|222a a a x x

由题设知A ?B ,则:

21

2-≥-a b

a

21

2+≤+a b a

于是得不等式组: 21

2++-≤a a b

2

1

2+-≤a a b

又 =-+-212

a a 43212

+??? ?

?

--a ,最小值为163; ,4121212

2+??? ??-=+-a a a 最小值为41;

∴ 163≤b , 即 :b 的取值范围是??

?

??163,0

2 主参换位法

分析:若把它看成x 的二次函数,由于a, x 都要变,则函数的最小值很难求出,思路受阻。若视a 为主元,则给解题带来转机。

例4 :解:设 ()()4422+-+-=x x a x a g ,把它看成关于a 的直线,题意知,直线恒在横轴下方。 所以 ()01≥-g ()01>g ,解得: 1

例 5:分析: 一般的思路是求x 的表达式,利用条件求m 的取值范围。但求x 的表达式时,两边必须除以有关m 的式子,涉及对m 讨论,显得麻烦。

解:若设()()()()()m x m x m x x f 212122-+-=---=,把它看成是关于x 的直线

3 构建函数法

(1) 构造一次函数

例6:解: 原不等式变形为()()01log 2log 1log 22

22>+-+-x x x p ,现在考虑p 的一次函数:

()()()1l o g 2l o g 1l o g 22

22+-+-=x x x p p f ∴ ()0>p f 在(]2,2-∈p 上恒成立

()()()01l o g 2l o g 1l o g 2222

22>+-+--=-x x x f

()()01l o g 2l o g 1l o g 222

22>+-+-=x x x , 解得:

8>x 或2

1

0<

的一次函数型。

(2) 造二次函数

例7:解: 原不等式变形为: 012sin 2sin 2<--+-m m θθ,即012sin 2sin 2>++-m m θθ,令 t =θsin ,[]1,0∈t ,∴ 01222>++-m mt t ,令()t f =1222++-m mt t ,∴ 题意为()t f >0在[]1,0∈t 上恒成立。

01

22

m

()01

20>+=m f ,11220≤?--≤m ,?=()22m --4×1×(12+m )<0, 1122>?--m ()12211++-=m m g >0,解得 : 021<<-m 或10≤≤m 或1>m ∴ 2

1

->m ,

4 数形结合法

例8解:222222218

2810218281y x xy x

x a a y x xy x x -+-+≤?≥--+-+要使原不等式恒成立min 222

}218281{y x xy x

x a -+-+≤?,又2]22)9(2)9[(2222

22

2--+-+++-y y x

x y xy x

=2)29

()(222--++-y x

y x ,考虑到点M (x,x 9),N (y,-22y -)则点M 在曲线C 1:xy=9上,

点N 在曲线C 2:x 2+y 2=2(y ≤0)上。显然|MN|min =22223=-,此时a 6≤.故满足条件的a 的取值范围为]6,(-∞

评析:对一些不等式两边的式子,函数模型较明显、函数图象较容易作出的,可以考虑作出函数图象,用函数图像的直观性解决不等式或方程的恒成立的问题,也非常容易得到意想不到的效果。

例9:解: 由题意知 : x x a log 32< 在??

?

??∈31,0x 内恒成立。在同一坐标系内

分别作出23x y = 和 x y a

l o g =的图象,因为???

??∈31,0x 时,x y a log =的图象位于函数23x y =的图象上方, 当 a> 1时,显见不成立。故 0

可知:x y a log =的图象必须过点??

?

??31,31

或在这个点的上方,则: 3131log ≥a ,∴271≥a ②,由 ①,② 知 :

127

1

<≤a ,∴ a 的取值范围为??

?

???1,271 5. 观察.试探.猜想.证明法

例10:分析: 取θ=2π,则由032cos 2sin 424

>+-+??? ?

?

-a a ππ解得: a>823。又取θ=0,π时均得:

,257

3>a

由此猜想: ,82

3

>a 由于当 823>a 时,对一切R ∈θ,∵0cos 2≥θ,3sin 4≥-θ,∴

()03033c o s s i n 4424>+-+?>+-+-a a a a θθ恒成立,故 82

3

>

a 为所求。 或

相关主题
文本预览
相关文档
最新文档