专题一 压轴填空题
第七关 以恒成立或有解为背景的填空题
【名师综述】
含参数不等式的恒成立或有解问题,是高考的热点.它往往与函数、数列、三角函数、解析几何综合考查.解决这类问题,主要是运用分离变量法,等价转化为求具体函数的最值;运用数形结合法,等价转化为临界点;运用分类讨论法,等价转化为研究含参函数的最值. 类型一 分类讨论差函数最值
典例1 若不等式?x?1?1n?x?1??ax?2ax在?0,+??上恒成立,则a的取值范围是
2________. 【答案】?,???
?1?2??(x)?f('x),?'?x?=(ⅱ)当a>0时,令?且
1?2a, x?11??0,,1? x?1112a?1,?2a?0, 即a?时, ?'?x?=
2x?1(0,??)于是?在x? 上单调递减, (x)(0,??)所以? 即f(上成立. (x)<(?0)?1?2a?0,'x)<0 在x?(0,??)则f?x?在x?上单调递减,
故(fx)<(f0)?0在?0,+??上成立,符合题意.
??1???2a?x???1??111??2a??,0<2a<1,即0<a< 时, ?1>0,?'?x?=?2a=22ax?1x?1若x??0,?1?, 则?( 在x??0,?1?上单调递增; 'x)>0,(?x)??12a????12a??若在x???1??1? 则?(在x??'x)<0,(?x)?1,???,?1,???上单调递减,
?2a??2a???12a??又? 则?(0)?1?2a>0,(x)>0在x??0,?1?上成立,即f('x)>0 在
?1??1?fx)>(f0)?0在x??0,?1?上恒成立,所以f?x?在x??0,?1?上单调递增,则(?2a??2a?1?1?x??0,?1?上恒成立.与已知不符,故0<a<不符合题意.综上所述, a的取值范围
2?2a??1?,???. ??2?即答案为?,???.
【名师指点】f(x)?g(x)恒成立等价与f(x)?g(x)?0恒成立,记G(x)?f(x)?g(x),则G(x)max?0,本题中由于G(x)有参数,需要分类讨论,利用导数求最值.
【举一反三】已知函数f(x)?x2(ex?1)?ax3若当x?0时,f(x)?0恒成立,则a的取值范围______. 【答案】[?1,??)
?1?2??类型二 参变分离求具体函数最值
典例2 若不等式ksin2B?sinAsinC?19sinBsinC对任意?ABC都成立,则实数k的最小值为________. 【答案】100
【解析】由正弦定理得kb?ac?19bc?k??2?19bc?ac?? 2b??max219bc?ac?19b?a?c?19b?a??a?b??a??????9???100?100 222bbb?b?因此k?100 ,即k的最小值为100
【名师指点】本题通过不等式恒成立问题考查利用导数研究函数的最值,考查转化思想、分类与整合思想,按照自变量讨论,最后要对参数范围取交集.若按照参数讨论则取并集,是中档题.不等式恒成立时求参数的取值范围,常常采用分离参数法把不等式变形为如“g(a)?h(x)”形式,则只要求出h(x)的最大值M,然后解g(a)?M即可.
22【举一反三】若不等式x?2y?cx?y?x?对任意满足x?y?0的实数x, y恒成立,则
实数c的最大值为__________. 【答案】22?4
当t?2?2时,f′(t)>0,函数f(t)单调递增; 当1?t?2?2时,f′(t)<0,函数f(t)单调递减。
∴当t?2?2时,f(t)取得最小值, f2?2?22?4. ∴实数c的最大值为22?4.
类型三 数形结合求临界点
??g?x1?f?x2?x2?1xfx?,gx?,?典例3 设函数????x对任意x1,x2??0,???,不等式
xekk?1恒成立,则正数k的取值范围是__________. 【答案】k?1 2e?1【解析】对任意x1,x2??0,???,不等式
g?x1?k?f?x2?k?1恒成立,则等价为
g?x1?f?x2??k恒k?1x2?1111?x??2x??2,当且仅当x?,即x?1时取等号,即f?x?成立, f?x??xxxxxex?xex1?x的最小值是2,由g?x??x,则g'?x???x,由g'?x??0得0?x?1,此时2xeee??函数g?x?为增函数,由g'?x??0得x?1,此时函数g?x?为减函数,即当x?1时, g?x?1g?x1?1k11?取得极大值同时也是最大值g?1??,则的最大值为e?,则由,得
ek?12e22ef?x2?2ek?k?1,即k?2e?1??1,则k?11,故答案为k?. 2e?12e?1【名师指点】f(x)?g(x)等价于在公共定义域区间内,函数y?f(x)的图像落在y?g(x)的下方,这样在平面直角坐标系中画出相应函数的图像,根据图像上下关系,确定参数取值范
围.
??x2?2x,x?0【举一反三】已知函数f(x)??,若|f(x)|≥ax,则a的取值范围是__________.
?ln(x?1),x?0【答案】[?2,0]. 【解析】
【精选名校模拟】
1.对任意的实数x,都存在两个不同的实数y,使得e的取值范围为__________. 【答案】?0,? 【解析】因为e2x?y2x?y?y?x??ae2y?x?0成立,则实数a??1?3e??y?x??ae2y?x?0,所以a?e3x?3y?y?x?,令t?y?x ,则a?e3t
1??1??t?1 ;当时a?0,a???0,3?
e3??e?1? 3?e?t?a??1?t?0?t?1 3te当t?1时a??0,a????,??因此要有两个y,需a??0,??2.定义在R上的函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,且f(x-2)是偶函数,若对一切实数x,不等式f(2sinx-2)>f(sinx-1-m)恒成立,则实数m的取值范围为________. 【答案】???,?2???4,???
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