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1、-解析不等式恒成立问题-第 5 页解析不等式恒成立问题纵观近年来各地高考数学试题,有关不等式恒成立问题屡见不鲜,这类问题既含参数又含变量,往往与函数、数列、方程、几何有机结合起来,具有形式灵活、思维性强、知识交汇点多等特点.考题通常有两种设计方式:一是证明某个不等式恒成立,二是已知某个不等式恒成立,求其中的参数的值或取值范围.解决这类问题的关键是转化,通过等价转化能使问题起到“柳暗花明”的功效.而等价转化过程往往渗透着换元、化归、数形结合、分类讨论、函数与方程等数学思想方法,其常用方法主要有:更换主元法、分离参数法、数形结合法、最值法等,笔者试图通过本文能对学生突破这一难点有所启迪.一、更换主
2、元法在解决不等式恒成立问题时,一种最重要的思想方法就是构造适当的函数,利用函数的图象和性质解决问题,同时注意在一个含多个变量的数学问题中,需要确定合适的变量和参数,从而揭示函数关系,使问题更加明朗化,一般地,已知存在范围的量为变量,而待求范围的量为参数.对满足的一切实数恒成立,求的取值范围.解:设则不等式对满足的一切实数恒成立对时,即解得故的取值范围是. 注:此类问题常因思维定势,学生易把它看成关于的不等式讨论,此种解法因计算繁琐易出错;若变换一个角度,以为变量,使则问题转化为求一次函数(或常数函数)的值在内恒为负时,参数应满足的条件“换位”思考优势明显.二、分离参数法当不等式中的参数(或关于
3、参数的代数式)能够与其它变量完全分离出来,且分离后不等式另一边的函数(或代数式)的最值可求时,常用分离参数法.(为常数)是实数集上的奇函数,函数在区间上是减函数.()求的值与的范围;()若对()中的任意实数都有在上恒成立,求实数的取值范围.()若,试讨论关于的方程的根的个数.解:()、()略()由题意知,函数在区间上是减函数.在上恒成立注:此类问题可把要求的参变量分离出来,单独放在不等式的一侧,将另一侧看成新函数,于是将问题转化成新函数的最值问题:若对于取值范围内的任一个数都有恒成立,则;若对于取值范围内的任一个数都有恒成立,则.三、数形结合法如果不等式中涉及的函数、代数式对应的图象、图形较易
4、画出时,可通过图象、图形的位置关系建立不等式求得参数范围.若不等式恒成立,则实数的取值范围是 .解:在同一个平面直角坐标系中分别作出函数及的图象,由于不等式恒成立,所以函数的图象应总在函数的图象下方,因此,当时,所以故的取值范围是注:解决不等式问题经常要结合函数的图象,根据不等式中量的特点,选择适当的两个函数,利用函数图像的上、下位置关系来确定参数的范围.利用数形结合解决不等式问题关键是构造函数,准确做出函数的图象.如:不等式,在时恒成立,求的取值范围.此不等式为超越不等式,求解时一般使用数形结合法,设然后在同一坐标系下准确做出这两个函数的图象,借助图象观察便可求解.四、最值法当不等式一边的函
5、数(或代数式)的最值较易求出时,可直接求出这个最值(最值可能含有参数),然后建立关于参数的不等式求解.()当时,求的单调区间;()若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.解:()略()当时,不等式即,亦即,所以.令,则,由得.且当时,;当时,即在上单调递增,在上单调递减,所以在处取得极大值,也就是函数恒成立,需要,所以的取值范围为.注:恒成立问题多与参数的取值范围问题联系在一起,是近几年高考的一个热门题型,它以“参数处理”为主要特征,以“导数”为主要解题工具.往往与函数的单调性、极值、最值等有关,所以解题时要善于将这类问题与函数最值联系起来,通过函数最值求解相关问题.不等式恒成立问题,因题目涉及知识面广,解题方法灵活多样,技巧性强,难度大等特点,要求有较强的思维灵活性和创造性、较高的解题能力,上述方法是比较常用的,但因为问题形式千变万化,考题亦常考常新,因此在备考的各个阶段都应渗透恒成立问题的教与学,在平时的训练中不断领悟和总结,教师也要介入心理辅导和思想方法指导,从而促使学生在解决此类问题的能力上得到改善和提高.沁园春雪北国风光, 千里冰封, 万里雪飘。望长城内外,惟余莽莽;大河上下,顿失滔滔。山舞银蛇, 原驰蜡象, 欲与天公试比高。须晴日, 看红装素裹,分外妖娆。江山如此多娇, 引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武,略输文采;唐宗宋祖,稍逊风骚。一代天骄,成吉思汗,只识弯弓射大雕。
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