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1、《汤阴一中高三数学学习材料》编写人:苗丽敏2011-9-4不等式恒成立问题基本类型及常用解法类型1:设f(x)=ax+bf(x)>0在x∈上恒成立f(x)<0在x∈上恒成立.例1.设y=(log2x)2+(t-2)log2x-t+1,若t在[-2,2]上变化,y恒取正值,求实数x的取值范围。解:设f(t)=y=(log2x-1)t+(log2x)2-2log2x+1,t∈[-2,2]问题转化为:f(t)>0对t∈[-2,2]恒成立0<x<或x>8。故实数x的取值范围是(0,)∪(8,+∞)。例2.对于-1≤a≤1,求使不等式()<()恒成立的x的取值范围。解:原不等式等价于x2+ax<2x+
2、a-1在a∈[-1,1]上恒成立.设f(a)=(x-1)a+x2-2x+1,则f(a)是a的一次函数或常数函数,要使f(a)>0在a∈[-1,1]上恒成立,则须满足x>2或x<0故实数的取值范围是(-∞,0)∪(2,+∞).类型2:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0)f(x)>0在x∈R上恒成立a>0且△<0;f(x)<0在x∈R上恒成立a<0且△<0.说明:①.只适用于一元二次不等式②.若未指明二次项系数不等于0,注意分类讨论.-7-《汤阴一中高三数学学习材料》编写人:苗丽敏2011-9-4例3.不等式<1对一切实数x恒成立,求实数m的取值范围。解:由4x2+6x+3=(2x+)2+>0
3、,对一切实数x恒成立,从而,原不等式等价于2x2+2mx+m<4x2+6x+3,(x∈R)即:2x2+(6-2m)x+(3-m)>0对一切实数x恒成立。则△=(6-2m)2-8(3-m)<0解得:1<m<3故实数m的取值范围是(1,3)。类型3:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0)(1)当a>0时①f(x)>0在x∈上恒成立或或或△<0或.②f(x)<0在x∈上恒成立.(2)当a<0时①f(x)>0在x∈上恒成立②f(x)<0在x∈上恒成立或或-7-《汤阴一中高三数学学习材料》编写人:苗丽敏2011-9-4或△<0或.说明:只适用于一元二次不等式.类型4:a>f(x)恒成立对x∈D恒成立a
4、>f(x),a<f(x)对x∈D恒成立a<f(x).说明:①.f(x)可以是任意函数②.这种思路是:首先是---分离变量,其次用---极端值原理。把问题转化为求函数的最值,若f(x)不存在最值,可求出f(x)的范围,问题同样可以解出。例4.(2000.上海)已知f(x)=>0在x∈上恒成立,求实数a的取值范围。分析1:当x∈时,f(x)>0恒成立,等价于x2+2x+a>0恒成立,只需求出g(x)=x2+2x+a在上的最小值,使最小值大于0即可求出实数a的取值范围。解法1:∵f(x)=>0对x∈恒成立x2+2x+a>0对x∈恒成立。设g(x)=x2+2x+ax∈问题转化为:g(x)>0g(x)
5、=x2+2x+a=(x+1)2+a-1,x∈∴g(x)在上是增函数。∴g(x)=g(1)=3+a∴3+a>0a>-3-7-《汤阴一中高三数学学习材料》编写人:苗丽敏2011-9-4即所求实数a的取值范围为a>-3。分析2:分离变量,转化为a>f(x)或a<f(x)恒成立问题,然后利用极端值原理:a>f(x)恒成立a>f(x)a<f(x)恒成立a<f(x).解法2:∵f(x)=>0对x∈恒成立x2+2x+a>0对x∈恒成立。a>-(x2+2x)对x∈恒成立。设(x)=-(x2+2x)x∈问题转化为:a>(x)(x)=-(x2+2x)=-(x+1)2+1x∈∴(x)在上是减函数。∴(x)=(1)
6、=-3∴a>-3即所求实数a的取值范围为a>-3。例5.已知x∈时,不等式1+2x+(a-a2).4x>0恒成立,求实数a的取值范围。分析:要求a的取值范围,如何构造关于a的不等式是关键,利用分离变量的方法可达到目的。解:设2x=t,∵x∈,∴t∈原不等式可化为:a-a2>.要使上式对t∈恒成立,只需:a-a2>().t∈=-()2+-7-《汤阴一中高三数学学习材料》编写人:苗丽敏2011-9-4由∴()=-∴a-a2>-即:4a2-4a-3<0从而-<a<类型5:①.f(x)>g(x)对任意x∈D恒成立②.f(x1)>g(x2)对任意x1、x2∈D恒成立例6已知f(x)=-x3+ax,其中
7、a∈R,g(x)=-x,且f(x)<g(x)在x∈上恒成立,求实数a的取值范围。分析:有的同学把“f(x)<g(x)在x∈上恒成立”转化为:“当x∈时,f(x)<g(x),”然后求出a的取值范围。这种方法对吗?1g(x)=-x+f(x)=-2x2我们先来看一个例子,如图,当x∈[0,1]时,f(x)=0,g(x)=-,并不满足f(x)<g(x)显然这种转化方式是不对的。错在哪里呢?原因在于用分离变量方法得到的