例谈不等式恒成立中参数范围的确定
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论文关键词:例谈不等式恒成立中参数范围的确定
确定恒成立不等式中参数的取值范围,常需灵活应用函数与不等式的基础知识在两者间进行合理的交汇,因此此类问题属学习的重点;然而,怎样确定恒成立不等式中参数的取值范围?课本中从未论及,但它却成为近年来命题测试中的常见题型,因此此类问题又属学习的热点;在确定恒成立不等式中参数的取值范围时,需要在函数思想与数形结合思想指引下,灵活地进行代数变换、综合地运用所学知识初中数学论文,方可取得较好的解题效果,因此此类问题的求解当属学习的难点.笔者试对此类问题的求解策略与方法作一提炼总结.
一、不等式解集法
不等式在集合A中恒成立等价于集合A是不等式解集B的子集;通过求不等式的解集并研究集合间的关系便可求出参数的取值范围.
例1 已知时,不等式|x2-5|<4恒成立,求正数a的取值范围.
解 由得;由| x2-5 | < 4得1< x2< 9,-3 < x <-1或1 < x < 3.记A =, B = (-3,-1)∪(1, 3), 则AB.∴-3 ≤<≤-1(无解)或1≤<≤3,∴0< a≤,故正数a的取值范围(0, ].
二、函数最值法
已知函数f(x)的值域为 [m, n],则f (x)≥a恒成立f (x)min≥a,即m > a;f (x) ≤a恒成立n≤a.据此,可将恒成立的不等式问题,转化为求函数的最大、最小值问题.
例2 若不等式2x-1 > m (x2-1)对满足-2≤m≤2的一切m都成立,求实数x的取值范围.
分析 若将原问题转化为集合[-2, 2 ]是关于m的不等式(x2-1) m<2x-1的解集的子集,则解不等式需分类讨论.若今f (m) = (x2-1) m- (2x-1),则可将问题转化为f (m)在[-2, 2 ]上的最大值小于零,而f (m)是“线性”函数初中数学论文,则最值在区间端点处取得,便有如下简解.
解 令 f(m) = (x2-1) m-(2x-1), 则 f (m) < 0 恒成立 f (m)max< 0
,解之得<x<,即x 的取值范围为(,).
例3 若不等式x2-m(4xy-y2) + 4m2y2≥0对一切非负的x, y值恒成立,试求实数m的取值范围.
解 若y = 0,则原不等式恒成立;若y≠0,则原不等式可化为
≥0;令t =,则t≥0且g(t) = t2-4mt + m + 4m2≥0.问题转化为二次函数g(t)在区间[0,+∞)上的最小值非负.
故有 或 .解得m的范围为(-∞, -] ∪[0,+∞) .
说明 二次函数的图象与性质是中学数学中的重点内容,利用二次函数在区间上的最值来研究恒成立问题,可使原本复杂的问题变得易于解决.
三、参数分离法
将参变元与主变元从恒不等式中分离,则在求函数最值时可避免繁冗的分类讨论,从而更好地实施“函数最值法”.
例4 若不等式2x + 2≤a (x + y) 对一切正数x, y恒成立,求正数a的最小值.
解 参数分离,得a≥= f (x, y).∵x +3y≥2,∴3 (x+y)≥2x + 2,∴f(x, y) ≤3初中数学论文,∴a≥f (x, y)max=3,∴a的最小值为3.
例5 奇函数 f(x)是R上的增函数,若不等式f (m·3x) + f (3x-9x-2) < 0对一切实数x恒成立,求实数m的取值范围.
解 ∵f(x)为奇函数,∴原不等式等价于:f (m·3x)< f(3x-9x-2),又f(x)在R上为增函数,∴m·3x<3x-9x-2,不等式两边同除以3x,得m<3 x +-1= f (x).
∵3 x +≥2,当且仅当3 x =时取“=”,∴f (x)min =2-1,故所求m的取值范围为(-∞, 2-1).
说明 (1)在求解本例时,若无分离参数的求简意识,则必转化为含参二次函数在区间上的最值问题,不可避免地要进行分类讨论.
(2)诸多数学问题在通过代数变形后均可转化为形如f (x) = ax+型函数的最值问题,其最值的求解通常用重要不等式或函数单调性来完成.
四、数形结合法
将恒成立的不等式问题,合理转化为一函数图像恒在另一函数图象的上(下)方初中数学论文,进而利用图形直观给出问题的巧解.
例6 若不等式 3 | x + a |-2x + 6 > 0 在R中恒成立,求实数a的取值范围.
解 尝试前述方法均较麻烦,而将原不等式变为
| x + a | >x-2,令f (x) = | x + a |,g(x) =x-2,作
出它们的图象如右图所示,便有-a < 3即a >-3,所
求范围为(-3,+∞) .
综上所述,求恒成立不等中参数的取值范围固然有四类彼此相联的思考方法,但是,只有在函数思想的指导下,树立数形结合与参数分离的求简意识,面对具体问题时才能取得良好的解题效果.
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