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文檔簡介
函數在給定取值范圍內“恒成立”及“存在性”問題的解決方法課前導入:如對于恒成立,其實是求的最小值;若存在,使得成立,應求的最大值。新課內容:設a為實常數,是定義在R上的奇函數,當時,,若對一切成立,求a的取值范圍。解:由于,故;當時,,(并且僅當時取等號)因此應恒成立,但,例2、設(1)如果存在使得成立,求滿足上述條件的最大整數M;(2)如果對于任意的,都有成立,求實數a的取值范圍。解:(1)存在使得成立,等價于由于,在區間上,,,則滿足條件的最大整數。(3)對于任意的,都有成立,等價于在上,函數由于在上,。,即恒成立。而在[,2]上,例3、已知是定義在上的奇函數,且,若,時,有成立。(1)判斷在上的單調性,并證明;(2)解不等式:;(3)若對所有的恒成立,求實數m的取值范圍。解:(1)任取,且,則。為奇函數由已知得,又,,即在上單調遞增。(2)在上單調遞增,(3),在上單調遞增,在上,問題轉化為,即對恒成立。設,則,綜上所述,實數m的取值范圍是例4、若函數在區間上恒為正數,求實數a的取值范圍。解:由題意,問題等價于①或②解法一(討論法)令,其對稱軸當時,,在上單調遞增。得。當時,,則解得當,即時,在上單調遞增,,得,故。當,即時,,得,矛盾,舍去。(3)當,即時,在上單調遞減,,得,矛盾,舍去。因此,使不等式組②成立的a的取值范圍為。綜上,a的取值范圍為解法二由解法一,當時,對恒成立,故解得。此時,,則在上單調遞增,,即。綜合方法一,可得a的取值范圍為解法三(等價轉化法)當時,不等式組②可化為,即在上恒成立。令,即當時,對上恒成立,即,如圖:(以下數形結合)結合解法一,實數a的取值范圍為解法四(分離變量法)當時不等式組②等價于<<對恒成立,即[]max<<[]min,.綜合,實數a的取值范圍為解法五(數形結合法)當時,,當時,,即,當時,,即.綜上,實數a的取值范圍為例5、設,若時均有,求a的取值。解法一由等價關系,可以把已知不等式化為以下兩種情況:,(2)對(1),有易知,函數在上為增函數,在區間右端點取到最大值,而函數在上是減函數,.對(2),有這時,對,有,即即當,(1)在上恒成立,而(2)在恒成立,即原不等式在恒成立。因此,所求解法二將已知看成關于a的不等式,對有比較與的大小,當時,有;當時,有當時,恒成立,即當時,恒成立,即綜上,當時,原不等式對恒成立,所以即為所求。解法三(1)當時,原不等式為,不對恒成立.不是解。當時,即,原不等式化為.但當時,恒有,,故原不等式為,在上,不恒成立,無解。當時,由已知有但當時,恒有,故上式有當且僅當時,上式對恒成立,即為方程的解,有綜上,所求解法四當時,有,取,得,無解;以下同解法三解法五由解法三、四知時無解;當時,方程有兩個異號的實根,不妨設是它的兩根,且,原不等式化為對恒成立。即對恒成立。也是方程的根,.解法六作出函數與的圖象如圖:可知:兩函數圖象過定點。在的右半平面上,繞定點旋轉直線,應當兩函數圖象或者同時在X軸下方,或者同時在X軸上方,滿足條件的情況只有兩圖象的另一交點在X軸的正半軸上,所以即為所求。解法七對,已知條件可以變化為關于a的不等式,即直線介于兩函數與的圖象之間,如圖故直線過兩圖象與的交點解法八取,有當時,,有即為所求。小結函數在給定取值范圍內“恒成立”及“存在性”的問題,如能分離成型,就可轉化為最值問題來求解;或者采用命題轉換的方式解決問題,而用數形結合更為直觀;而例5給出的是多個區間上恒成立的問題就應分段求解,綜合分析。課內練習,若對任意實數都有,求實數a的取值范圍。時,不等式恒成立,求a的取值范圍。無解,求實數a的取值范圍。課
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