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时间:2020-04-26
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1、函数中的恒成立问题江苏省江安高级中学数学组执教人:明建军【教学目标】:1.了解函数中恒成立问题常见的几种题型。2.理解并掌握函数恒成立问题的解题策略。活动一:自主探究(1)∀x时,恒成立,求a的取值范围。(2)∀x时,,求a的取值范围。(3)∀x时,不等式(x-1)22、都有恒成立,求实数的取值范围.订正区域:例3.已知函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都有3、f(x1)-f(x2)4、≤c,求实数c的最小值.订正区域:活动三:课堂检测:1.函数f(x)是奇函数,且在[-1,1]是单调增函数,又f(-1)=-1,则满足f(x)≤t2+2t+1对所有的x∈[-1,1]]都成立的t的范围是________.2.已知,当时,恒成立,则实数的取值范围.3.已知,若对一切的恒成立,5、则实数a的取值范围为.活动四课堂小结:1.恒成立问题常用的解题策略有哪些?2.常见的恒成立问题有哪些题型,各自如何转化?1.在代数综合问题中常遇到恒成立问题.恒成立问题涉及常见函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,恒成立问题的解题的基本思路是:根据已知条件将恒成立问题向基本类型转化,正确选用函数法、最小值法、数形结合法等解题方法求解.2.恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型:(1)∀x∈D,f(x)>C;(2)∀x∈D,f(x)>g(x);(3)∀x1,x2∈D,6、f(x1)-f(x2)7、≤C;(4)∀x1,x28、∈D,9、f(x1)-f(x2)10、≤a11、x1-x212、.3.不等式恒成立问题的处理方法(1)转换求函数的最值①若不等式Af(x)在区间D上恒成立,则等价于在区间D上B>f(x)max⇔f(x)的上界小于B.(2)分离参数法①将参数与变量分离,即化为g(λ)≥f(x)(或g(λ)≤f(x))恒成立的形式;②求f(x)在x∈D上的最大(或最小)值;③解不等式g(λ)≥f(x)max(或g(λ)≤f(x)min),得λ的取值范围.(3)转换成函数图象问题①若不13、等式f(x)>g(x)在区间D上恒成立,则等价于在区间D上函数y=f(x)和图象在函数y=g(x)图象上方;②若不等式f(x)C例1:已知不等式对恒成立,求实数的取值范围.分析:思路1、通过化归最值,直接求函数的最小值解决,即。思路14、2、通过分离变量,转化到解决,即。思路3、通过数形结合,化归到作图解决,即图像在的上方.变式:已知不等式对恒成立,求实数x的取值范围.【小结:】解决恒成立问题的实质是合理转化到函数,通过函数性质(最值)或图像进行求解.活动三:∀x∈D,f(x)>g(x)例2:已知函数,,其中,.对任意,都有恒成立,求实数的取值范围解:由成立,只需满足的最小值大于即可.对求导,,故在是增函数,,所以的取值范围是.活动四:∀x1,x2∈D,例3:已知函数,,其中,.对任意,都有恒成立,求实数的取值范围解:活动四:∀x1,x2∈D,15、f(x1)-f(x2)16、≤C例4:已知17、函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都有18、f(x1)-f(x2)19、≤c,求实数c的最小值.【解答】(1)∵f′(x)=3ax2+2bx-3,根据题意,得即解得∴f(x)=x3-3x.(2)令f′(x)=3x2-3=0,即3x2-3=0,解得x=±1,x-2(-2,-1)-1(-1,1)1(1,2)2f′(x)+0-0+f(x)-2↗极大值↘极小值↗2∵f(-1)=2,f(1)=-2,∴当x∈[-220、,2]时,f(x)max=2,f(x)min=-2.则对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都
2、都有恒成立,求实数的取值范围.订正区域:例3.已知函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都有
3、f(x1)-f(x2)
4、≤c,求实数c的最小值.订正区域:活动三:课堂检测:1.函数f(x)是奇函数,且在[-1,1]是单调增函数,又f(-1)=-1,则满足f(x)≤t2+2t+1对所有的x∈[-1,1]]都成立的t的范围是________.2.已知,当时,恒成立,则实数的取值范围.3.已知,若对一切的恒成立,
5、则实数a的取值范围为.活动四课堂小结:1.恒成立问题常用的解题策略有哪些?2.常见的恒成立问题有哪些题型,各自如何转化?1.在代数综合问题中常遇到恒成立问题.恒成立问题涉及常见函数的性质、图象,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,恒成立问题的解题的基本思路是:根据已知条件将恒成立问题向基本类型转化,正确选用函数法、最小值法、数形结合法等解题方法求解.2.恒成立问题在解题过程中大致可分为以下几种类型:(1)∀x∈D,f(x)>C;(2)∀x∈D,f(x)>g(x);(3)∀x1,x2∈D,
6、f(x1)-f(x2)
7、≤C;(4)∀x1,x2
8、∈D,
9、f(x1)-f(x2)
10、≤a
11、x1-x2
12、.3.不等式恒成立问题的处理方法(1)转换求函数的最值①若不等式Af(x)在区间D上恒成立,则等价于在区间D上B>f(x)max⇔f(x)的上界小于B.(2)分离参数法①将参数与变量分离,即化为g(λ)≥f(x)(或g(λ)≤f(x))恒成立的形式;②求f(x)在x∈D上的最大(或最小)值;③解不等式g(λ)≥f(x)max(或g(λ)≤f(x)min),得λ的取值范围.(3)转换成函数图象问题①若不
13、等式f(x)>g(x)在区间D上恒成立,则等价于在区间D上函数y=f(x)和图象在函数y=g(x)图象上方;②若不等式f(x)C例1:已知不等式对恒成立,求实数的取值范围.分析:思路1、通过化归最值,直接求函数的最小值解决,即。思路
14、2、通过分离变量,转化到解决,即。思路3、通过数形结合,化归到作图解决,即图像在的上方.变式:已知不等式对恒成立,求实数x的取值范围.【小结:】解决恒成立问题的实质是合理转化到函数,通过函数性质(最值)或图像进行求解.活动三:∀x∈D,f(x)>g(x)例2:已知函数,,其中,.对任意,都有恒成立,求实数的取值范围解:由成立,只需满足的最小值大于即可.对求导,,故在是增函数,,所以的取值范围是.活动四:∀x1,x2∈D,例3:已知函数,,其中,.对任意,都有恒成立,求实数的取值范围解:活动四:∀x1,x2∈D,
15、f(x1)-f(x2)
16、≤C例4:已知
17、函数f(x)=ax3+bx2-3x(a,b∈R),在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都有
18、f(x1)-f(x2)
19、≤c,求实数c的最小值.【解答】(1)∵f′(x)=3ax2+2bx-3,根据题意,得即解得∴f(x)=x3-3x.(2)令f′(x)=3x2-3=0,即3x2-3=0,解得x=±1,x-2(-2,-1)-1(-1,1)1(1,2)2f′(x)+0-0+f(x)-2↗极大值↘极小值↗2∵f(-1)=2,f(1)=-2,∴当x∈[-2
20、,2]时,f(x)max=2,f(x)min=-2.则对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x1,x2,都
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