狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式.ppt

狭义相对论的基本原理 洛伦兹变换式. 高一数学一元二次不等式解法练习题及答案 1 例若,,，则不等式,,,的解是1 0a1(xa)(x)0a [ ] 1Aax(,,a 1Bxa(,,a 1Cxa(,或,xa 1Dxxa(,或,a 1 分析比较与的大小后写出答案( aa 11解?,,，?,，解应当在“两根之间”，得,,( 0a1aax aa 选(A 2 例有意义，则的取值范围是(2 xx,,x6 分析 求算术根，被开方数必须是非负数( 2解 据题意有，x,x,6?0，即(x,3)(x，2)?0，解在“两根之外”，所以x?3或x?,2( 2例3 若ax，bx,1,0的解集为{x|,1,x,2}，则a,________，b,________( 2分析 根据一元二次不等式的解公式可知，,1和2是方程ax，bx,1,0的两个根，考虑韦达定理( 2解 根据题意，,1，2应为方程ax，bx,1,0的两根，则由韦达定理知 b,,,,，,()121,,a得 ,1,,,,,,()122×,a, 11 ab,,,，(22 例4 解下列不等式 (1)(x,1)(3,x),5,2x 2(2)x(x，11)?3(x，1) 2(3)(2x，1)(x,3),3(x，2) 322(4)3x,，,31xx,2 12()()51xxxx,，,,13 2分析 将不等式适当化简变为ax，bx，c,0(,0)形式，然后根据“解公 式”给出答案(过程请同学们自己完成)( 答 (1){x|x,2或x,4} 3 (2){x|1x}??2 (3), (4)R (5)R 说明:不能使用解公式的时候要先变形成形式( 1 例不等式，,的解集为5 1x1,x [ ] A({x|x,0} B({x|x?1} C({x|x,1} D({x|x,1 或x,0} 分析 直接去分母需要考虑分母的符号，所以通常是采用移项后通分( 1解不等式化为，,,， 1x0,x1 22,xx通分得,，即,，0011,,xx 2?x,0，?x,1,0，即x,1(选C( 说明:本题也可以通过对分母的符号进行讨论求解( x,3 例与不等式?同解的不等式是6 02,x [ ] A((x,3)(2,x)?0 B(0,x,2?1 2,x C(?0x,3 D((x,3)(2,x)?0 ,()()xx,,320?， 解法一原不等式的同解不等式组为 ,x,20?(, 故排除A、C、D，选B( x3, 解法二?化为,或,,,即,? 0x3(x3)(2x)02x32,x 两边同减去2得0,x,2?1(选B( 说明:注意“零”( ax 例不等式,的解为,或,，则的值为7 1{x|x1x2}ax,1 [ ] 11Aa Ba(,(,22 11Ca Da(,(,,22 ()ax,，11 分析可以先将不等式整理为,，转化为 0x,1 [(a,1)x，1](x,1),0，根据其解集为{x|x,1或x,2} 11 可知,,，即,，且,,，?,(a10a12aa,12答 选C( 说明:注意本题中化“商”为“积”的技巧( 37x, 例解不等式?(8 2223xx，, 解 先将原不等式转化为 37x, ,20?2xx，,23 22,,,2121，，xxxx即?，所以?(0022，,23，,23xxxx 1722由于，，,，，,，2xx12(x)048 2?不等式进一步转化为同解不等式x，2x,3,0， 即(x，3)(x,1),0，解之得,3,x,1(解集为{x|,3,x,1,( 说明:解不等式就是逐步转化，将陌生问题化归为熟悉问题( 22例9 已知集合A,{x|x,5x，4?0}与B,{x|x,2ax，a，2 ?，若，求的范围(0}BAa, 分析 先确定A集合，然后根据一元二次不等式和二次函数图像关 系，结合，利用数形结合，建立关于的不等式(BAa, 解 易得A,{x|1?x?4} 2设y,x,2ax，a，2(*) (1)BBA0若,，则显然，由,,Δ,得 24a,4(a，2),0，解得,1,a,2( (2)B(*)116若?，则抛物线的图像必须具有图,特征:, 应有????从而{x|xxx}{x|1x4},12 ,2,12a120,?，，?a,182 42a4a20,?，，? 12a解得??,7,,2a,14??,2, 18 综上所述得的范围为,,?(a1a7说明:二次函数问题可以借助它的图像求解( 例10 解关于x的不等式 2)(ax,2),0( (x, 分析 不等式的解及其结构与a相关，所以必须分类讨论( 解 1? 当a,0时，原不等式化为 x,2,0其解集为{x|x,2}; 222 a02(x2)(x)0?当,时，由于,，原不等式化为,,,，其解 aa 集为 2 {x|,,;x2}a 223 0a12(x2)(x)0?当,,时，因,，原不等式化为,,,，其解 aa 集为 2 {x|x2x},或,;a 24? 当a,1时，原不等式化为(x,2),0，其解集是{x|x?2}; 225 a12(x2)(x)0?当,时，由于,，原不等式化为,,,，其解 aa 集是 2 {x|xx2},或,(a从而可以写出不等式的解集为: a,0时，{x|x,2,; 2 a0{x|,时，,,,;x2a 2 0a1{x|x2x},,时，,或,;a a,1时，{x|x?2}; 2 a1{x|xx2},时，,或,(a 说明:讨论时分类要合理，不添不漏( 2例11 若不等式ax，bx，c,0的解集为{x|α,x,β}(0,α,β)，求2cx，bx，a,0的解集( 分析 由一元二次函数、方程、不等式之间关系，一元二次不等式的解集 实质上是用根来构造的，这就使“解集”通过“根”实现了与“系数”之间的 联系(考虑使用韦达定理: 解法一 由解集的特点可知a,0，根据韦达定理知: b,,,α，β，,,a ,c,,α?β(,a, b,,,()0α，β,，,,a即 ,c,,α?β,(0,a, ?a,0，?b,0，c,0( bab 又×，,acc b11?,,(，)?cαβ ca11由,α?β，?,??acαβ ba22 对，，,化为，，,，cxbxa0xx0cc 1111ba2 由??得，是，，,两个根且xx00,,，αβαβcc ba1122 ?，，,即，，,的解集为,xx0cxbxa0{x|xx}或,(αβcc 22解法二 ?cx，bx，a,0是ax，bx，a,0的倒数方程( 2且ax，bx，c,0解为α,x,β， 112 ?，，,的解集为,cxbxa0{x|xx} 或,(αβ 说明:要在一题多解中锻炼自己的发散思维( x 例解关于的不等式:,,?(12 x1a(aR)x,1 分析 将一边化为零后，对参数进行讨论( xaxa，,1 解原不等式变为,,,，即,， (1a)00x,1x,1 进一步化为(ax，1,a)(x,1),0( (1)当a,0时，不等式化为 a,,,11aa1(x)(x1)01{x|,,,，易见,，所以不等式解集为,x aaa ,;1} (2)a,0时，不等式化为x,1,0，即x,1，所以不等式解集为{x|x,1}; a,,11a(3)a0(x)(x1)01,时，不等式化为,?,,，易见,，所以aa a,1不等式解集为,或,({x|x1x}a 综上所述，原不等式解集为: a1,当,时，,,;当,时，,;当,时，,a0{x|x1}a0{x|x1}a0{x|xa a,1或,(x1}a 2例13 (2001年全国高考题)不等式|x,3x|,4的解集是________( 22分析 可转化为(1)x,3x,4或(2)x,3x,,4两个一元二次不等式( 由可解得,,或,，((1)x1x4(2), 答 填{x|x,,1或x,4}( 2例14 (1998年上海高考题)设全集U,R，A,{x|x,5x,6,0}，B,{x||x,5|,a}(a是常数)，且11?B，则 [ ] A((A)?B,R U B(A?(B),R U C((A)?(B),R UU D(A?B,R 2分析 由x,5x,6,0得x,,1或x,6，即 A,{x|x,,1或x,6}由|x,5|,a得5,a,x,5，a，即 B,{x|5,a,x,5，a} ?11?B，?|11,5|,a得a,6 ?5,a,,1，5，a,11 ?A?B,R( 答 选D( 说明:本题是一个综合题，涉及内容很广泛，集合、绝对值不等式、一元二次不等式等内容都得到了考查 不等式中恒成立问题的解法研究 在不等式的综合题中，经常会遇到当一个结论对于某一个字母的某一个取值范围 内所有值都成立的恒成立问题。 恒成立问题的基本类型: 2类型1:设，(1)上恒成立f(x),0在x,Rf(x),ax，bx，c(a,0) ;(2)上恒成立。 f(x),0在x,R,a,0且,,0,a,0且,,0 2类型2:设 f(x),ax，bx，c(a,0) (1)当时，f(x),0在x,[,,,]上恒成立a,0 bbb,,,,,,,,,,,,,,,,,或或,， aaa222,,, ,,,f,f,(),0,,0(),0,,, ,(),0f,上恒成立 f(x),0在x,[,,,],,f(,),0, ,(),0f,2)当时，上恒成立 (f(x),0在x,[,,,],a,0,f(,),0, bbb,,,,,,,,,,,,,,,,,上恒成立 或或,f(x),0在x,[,,,]aaa222,,, ,,,f,f,(),0,,0(),0,,,类型3: f(x),,对一切x,I恒成立,f(x),,min 。 f(x),,对一切x,I恒成立,f(x),,max 类型4: f(x),g(x)对一切x,I恒成立,f(x)的图象在g(x)的图象的上方或f(x),g(x)minmax (x,I) 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、数形结合等解题求解。 一、用一次函数的性质 对于一次函数有: f(x),kx，b,x,[m,n] f(m),0f(m),0,,f(x),0恒成立,,f(x),0恒成立, ,,f(n),0f(n),0,, 2例1:若不等式对满足的所有都成立，求x的范围。 2x,1,m(x,1)m,2,m,2 解析:我们可以用改变主元的办法，将m视为主变元，即将元不等式化为: 22，;令，则时，m(x,1),(2x,1),0f(m),m(x,1),(2x,1),2,m,2 2,f(,2),0,2(x,1),(2x,1),0,,恒成立，所以只需即，所以x的范f(m),0,,2f(2),0,2(x,1),(2x,1),0,, ,1，71，3围是。 x,(,)22 二、利用一元二次函数的判别式 2 对于一元二次函数有: f(x),ax，bx，c,0(a,0,x,R)(1)上恒成立; f(x),0在x,R,a,0且,,0 (2)上恒成立 f(x),0在x,R,a,0且,,0 2例2:若不等式的解集是R，求m的范围。 (m,1)x，(m,1)x，2,0 解析:要想应用上面的结论，就得保证是二次的，才有判别式，但二次项系数含有参 数m，所以要讨论m-1是否是0。 1)当m-1=0时，元不等式化为2>0恒成立，满足题意; ( ,1,0m,(2)时，只需，所以，。 m,[1,9)m,1,0,2,,(,1),8(,1),0mm, 三、利用函数的最值(或值域) (1)对任意x都成立; f(x),m,f(x),mmin (2)对任意x都成立。简单计作:“大的大于最大的，小,m,f(x)f(x),mmax 的小于最小的”。由此看出，本类问题实质上是一类求函数的最值问题。 B,2例3:在ABC中，已知恒,f(B),4sinBsin(，)，cos2B,且|f(B),m|,242 成立，求实数m的范围。 解析:由 ,B2，f(B),4sinBsin(，)，cos2B,2sinB，1,？0,B,,,？sinB,(0,1]42 m,f(B),2,，恒成立，，即f(B),(1,3]？|f(B),m|,2？,2,f(B),m,2,m,f(B)，2,恒成立， ？m,(1,3] 例4:(1)求使不等式恒成立的实数a的范围。 a,sinx,cosx,x,[0,,] 3,,,,解析:由于函，显然函数有a,sinx,cosx,2sin(x,),x,,[,,]4444最大值，。 2？a,2 如果把上题稍微改一点，那么答案又如何呢,请看下题: ,,(2)求使不等式恒成立的实数a的范围。 a,sinx,cosx,x,,(0,)42 解析:我们首先要认真对比上面两个例题的区别，主要在于自变量的取值范围的变化， 这样使得的最大值取不到，即a取也满足条件，所以y,sinx,cosx22 。 a,2 所以，我们对这类题要注意看看函数能否取得最值，因为这直接关系到最后所求参数a的取值。利用这种方法时，一般要求把参数单独放在一侧，所以也叫分离参数法。 四:数形结合法 对一些不能把数放在一侧的，可以利用对应函数的图象法求解。 2x1例5:已知，求实a,0,a,1,f(x),x,a,当x,(,1,1)时,有f(x),恒成立2数a的取值范围。 2x2x11，在同一直角坐标系中做出两个函解析:由f(x),x,a,，得x,,a22 数的图象，如果两个函数分别在x=-1和x=1处相交，则由 11122,1xx1(1)得到a分别等于2和0.5，并作出函数,,a及,,,ay,2及y,()222 1x2x的图象，所以，要想使函数在区间中恒成立，只须在x,(,1,1)x,,ay,22 12区间对应的图象在在区间对应图象的上面即可。当x,(,1,1)x,(,1,1)y,x,2 10,a,1时，只有a,才能保证，而才可以，所以a,1时,只有a,22 1。 a,[,1):(1,2]2 由此可以看出，对于参数不能单独放在一侧的，可以利用函数图象来解。利用函数图象解题时，思路是从边界处(从相等处)开始形成的。 22例6:若当P(m,n)为圆上任意一点时，不等式恒成立，x，(y,1),1m，n，c,0则c的取值范围是( ) A、 B、 ,1,2,c,2,12,1,c,2，1 C、 D、 c,,2,1c,2,1 解析:由，可以看作是点P(m,n)在直线的右侧，而点P(m,n)x，y，c,0m，n，c,0 2222在圆上，实质相当于是在直线的右侧并与它相离x，(y,1),1x，(y,1),1 0，1，c,0,,？？c,2,1或相切。，故选D。 |0，1，c|,,1,221，1, 其实在习题中，我们也给出了一种解恒成立问题的方法，即求出不等式的解集后再进行处理。 以上介绍了常用的五种解决恒成立问题。其实，对于恒成立问题，有时关键是能否看得出来题就是关于恒成立问题。下面，给出一些练习题，供同学们练习。 练习题:1、对任意实数x，不等式恒成立的充要asinx，bcosx，c,0(a,b,c,R) 22条件是_______。 [c,a，b] xxx2，3，9a52、设上有意义，求实数a的取值范围.。 y,lglg在(,,,1][,，,)97 113、当恒成立，则实数a的范围是____。 x,(,3)时，|Logx|,1[(0,]:[3,，,)]a33 11112，，......，,Log(a,1)，4、已知不等式: 对一切大于1的an，1n，2n，n123 1，5自然数n恒成立，求实数a的范围。 [a,(1,)]2 含参不等式恒成立问题的求解策略 “含参不等式恒成立问题”把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来，其以覆盖知识点多，综合性强，解法灵活等特点而倍受高考、竞赛命题者的青睐。另一方面，在解决这类问题的过程中涉及的“函数与方程”、“化归与转化”、“数形结合”、“分类讨论”等数学思想对锻炼学生的综合解题能力，培养其思维的灵活性、创造性都有着独到的作用。本文就结合实例谈谈这类问题的一般求解策略。 一、判别式法 若所求问题可转化为二次不等式，则可考虑应用判别式法解题。一般地，对于二次 2函数,有 f(x),ax，bx，c(a,0,x,R) a,0,1)对恒成立,; f(x),0x,R,,,0, a,0,2)对恒成立 f(x),0x,R,.,,,0, 22例1(已知函数的定义域为R，求实数的取值范围。 y,lg[x，(a,1)x，a]a 22解:由题设可将问题转化为不等式对恒成立，即有x，(a,1)x，a,0x,R 122a,,1或a,解得。 ,,(a,1),4a,03 1所以实数的取值范围为。 a(,,,,1):(,，,)3 若二次不等式中的取值范围有限制，则可利用根的分布解决问题。 x 2例2(设，当时，恒成立，求实数的取x,[,1,，,)f(x),mf(x),x,2mx，2m 值范围。 2解:设，则当时，恒成立 x,[,1,，,)F(x),0F(x),x,2mx，2,m 当时，显然成立; ,,4(m,1)(m，2),0即,2,m,1F(x),0y x 当时，如图，恒成立的充要条件为: F(x),0,,0 , ,,,0-1 O ,x F(,1),0解得。 ,3,m,,2, ,,2m,,,,12, 综上可得实数的取值范围为。 [,3,1)m 二、最值法 将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题的一种处理方法，其一般类型有: 1)恒成立 f(x),a,a,f(x)min 2)恒成立 f(x),a,a,f(x)max 232例3(已知，当时，x,[,3,3]f(x),7x,28x,a,g(x),2x，4x,40x 恒成立，求实数的取值范围。 f(x),g(x)a 32解:设， F(x),f(x),g(x),,2x，3x，12x,c则由题可知对任意恒成立 F(x),0x,[,3,3] '2令，得 F(x),,6x，6x，12,0x,,1或x,2而 F(,1),,7a,F(2),20,a,F(,3),45,a,F(3),9,a,? F(x),45,a,0max ?即实数的取值范围为。 [45,，,)aa,45 2x，2x，a例4(函数，若对任意，恒成立，x,[1,，,)f(x),0f(x),,x,[1,，,)x 求实数的取值范围。 a 解:若对任意，恒成立， x,[1,，,)f(x),0 2x，2x，a即对，恒成立， x,[1,，,)f(x),,0x 2考虑到不等式的分母，只需在时恒成立而得 x,[1,，,)x,[1,，,)x，2x，a,0 2而抛物线在的最小值得x,[1,，,)g(x),g(1),3，a,0g(x),x，2x，amin a,,3 a注:本题还可将变形为，讨论其单调性从而求出最小值。 f(x)f(x)f(x),x，，2x 三、分离变量法 若所给的不等式能通过恒等变形使参数与主元分离于不等式两端，从而问题转化为求主元函数的最值，进而求出参数范围。这种方法本质也还是求最值，但它思路更清晰，操作性更强。一般地有: 1)恒成立 ,g(a),f(x)f(x),g(a)(a为参数)max )恒成立 2f(x),g(a)(a为参数),g(a),f(x)max 实际上，上题就可利用此法解决。 22略解:在时恒成立，只要在x,[1,，,)x,[1,，,)x，2x，a,0a,,x,2x 2时恒成立。而易求得二次函数在上的最大值为，所以[1,，,)h(x),,x,2x,3 。 a,,3 2例5(已知函数时恒成立，求实数的取值f(x),0f(x),ax,4x,x,x,(0,4]a范围。 2xx4,解: 将问题转化为对恒成立。 ax,(0,4],x 2xx4,令gx，则 a,g(x)(),minx 24x,x4由可知在上为减函数，故g(x)(0,4]g(x),,,1xx g(x),g(4),0min ?即的取值范围为。 (,,,0)aa,0 注:分离参数后，方向明确，思路清晰能使问题顺利得到解决。 四、变换主元法 处理含参不等式恒成立的某些问题时，若能适时的把主元变量和参数变量进行“换位”思考，往往会使问题降次、简化。 2(对任意，不等式恒成立，求的取值范围。 例6a,[,1,1]x，(a,4)x，4,2a,0x 分析:题中的不等式是关于的一元二次不等式，但若把看成主元，则问题可转xa 2化为一次不等式在上恒成立的问题。 a,[,1,1](x,2)a，x,4x，4,0 2，则原问题转化为恒成立解:令f(a),0f(a),(x,2)a，x,4x，4 ()。 a,[,1,1] 当时，可得，不合题意。 f(a),0x,2 f(1),0,当时，应有解之得。 x,1或x,3x,2,f(,1),0, 故的取值范围为。 (,,,1):(3,，,)x 注:一般地，一次函数在上恒有的充要f(x),kx，b(k,0)[,,,]f(x),0 ,f(),0,条件为。 ,f(,),0, 四、数形结合法 数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观，形缺数时难入微”，这充分说明了数形结合思想的妙处，在不等式恒成立问题中它同样起着重要作用。我们知道，函数图象和不等式有着密切的联系: 1)函数图象恒在函数图象上方; f(x),g(x),f(x)g(x) 2)函数图象恒在函数图象下上方。 f(x),g(x),f(x)g(x) 42例7(设 , ,若恒有成立,求f(x),g(x)f(x),,x,4xg(x),x，1,a3 y 实数的取值范围. a 分析:在同一直角坐标系中作出及 的图象 f(x)g(x) 22如图所示，的图象是半圆 f(x)(x，2)，y,4(y,0)-2 -4 -4 x O 的图象是平行的直线系。 g(x)4x,3y，3,3a,0 要使恒成立， f(x),g(x) 则圆心到直线的距离 (,2,0)4x,3y，3,3a,0 ,8，3,3a满足 d,,25 5解得(舍去) a,,5或a,3 由上可见，含参不等式恒成立问题因其覆盖知识点多，方法也多种多样，但其核心思想还是等价转化，抓住了这点，才能以“不变应万变”，当然这需要我们不断的去领悟、体会和。 含参不等式恒成立问题中，求参数取值范围一般方法 恒成立问题是数学中常见问题，也是历年高考的一个热点。大多是在不等式中，已知一个变量的取值范围，求另一个变量的取值范围的形式出现。下面介绍几种常用的处理方法。 一、分离参数 在给出的不等式中，如果能通过恒等变形分离出参数，即:若恒成立，afx,，，只须求出，则;若恒成立，只须求出，则fxafx,afx,fx，，，，，，，，maxmaxmin ，转化为函数求最值。 afx,，，min a,,例1、已知函数fxx,，,lg2，若对任意恒有，试确定x,，,2,fx,0a，，，，，,,,x,, 的取值范围。 a解:根据题意得:在上恒成立， x,，,2,x，,,21，,x 2即:在上恒成立， x,，,2,axx,,，3，, 239,,2设，则 fxxx,,，3fxx,,,，，，，，,,24,, 当时， 所以 fx,2x,2a,2，，max 在给出的不等式中，如果通过恒等变形不能直接解出参数，则可将两变量分别置于不等式的两边，即:若恒成立，只须求出，则，fagx,gxfagx,，，，，，，，，，，maxmax然后解不等式求出参数的取值范围;若恒成立，只须求出，则fagx,gxa，，，，，，min ，然后解不等式求出参数的取值范围，问题还是转化为函数求最值。 fagx,a，，，，min xx2、已知时，不等式恒成立，求的取值范围。 例21240，，,,,aax,,,,1a，,，， t，1x2解:令， 所以原不等式可化为:， x,,,,1？,t0,22,taa,,，，,,2t t，1要使上式在上恒成立，只须求出在上的最小值即可。 t,0,2t,0,2ft,，，,，，,2t 2211t，111111，,,,,, ,，,,ft,,，,，,，，,,,,,2,t2tttt24，,,,,, 33132 ？,,aa？,,,a？,,ftf2，，，，min4224 二、分类讨论 在给出的不等式中，如果两变量不能通过恒等变形分别置于不等式的两边，则可利用分类讨论的思想来解决。 2、若时，不等式恒成立，求的取值范围。 例3x,,2,2xaxa，，,3a,, 2解:设，则问题转化为当时，的最小值非负。 fxxaxa,，，,3x,,2,2fx，，，，,, a7(1) 当即:时， 又所fxfa,,,,,2730,,,2a,4a,4？,a，，，，min23 以不存在; a 2aaa,,(2) 当即:时， fxfa,,,,,,30,,,22,,,44a，，,,min224,, 又 ？,,,62a,,,44a？,,,42a a(3) 当 即:时， 又fxfa,,，,270,,2a,,4？,,a7，，，，min2 a,,4？,,,,74a 综上所得: ,,,72a 三、确定主元 在给出的含有两个变量的不等式中，学生习惯把变量看成是主元(未知数)，而x把另一个变量看成参数，在有些问题中这样的解题过程繁琐。如果把已知取值范围的a 变量作为主元，把要求取值范围的变量看作参数，则可简化解题过程。 2例4、若不等式对满足的所有都成立，求的取值范围。 211xmx,,,m,2mx，， 2解:设，对满足的，恒成立， fmmxx,,,,121m,2fm,0m，，，，，，，， 2,,,,,,21210xx，，，，,f,,20，，,，，1713,, 解得: ,,x？？,,222f20,，，21210xx,,,,，，,，，,,, 四、利用集合与集合间的关系 在给出的不等式中，若能解出已知取值范围的变量，就可利用集合与集合之间的包 含关系来求解，即:，则且，不等式的解mnfaga,,,，，fam,gan,，，，，,,，，，，，， 即为实数的取值范围。 a 1,,例5、当时，恒成立，求实数的取值范围。 log1x,x,,3aa,,3,, 解: ,,,1log1xa a,3,111,,,,,(1) 当时，，则问题转化为 a,1,3,,a？,a3？,,xa11,,,,,3aa,,,,,,a3, 1(2) 当时，，则问题转化为01,,aax,,a 1,a,,111,,,,,3？ ,3,,a？,,0a,,,,,13a3,,,,,,3,a, 1综上所得:或 a,30,,a3 五、数形结合 数形结合法是先将不等式两端的式子分别看作两个函数，且正确作出两个函数的图象，然后通过观察两图象(特别是交点时)的位置关系，列出关于参数的不等式。 1,,2例6、若不等式在内恒成立，求实数的取值范围。 3log0xx,,ax,0,a,,3,, 1,,2解:由题意知:在内恒成立， 3logxx,x,0,a,,3,, 在同一坐标系内，分别作出函数 2和 yx,logyx,3a 1,,观察两函数图象，当时，若x,0,,,3,, 函数的图象显然在函yx,loga,1a 2数图象的下方，所以不成立; yx,3 11,,当时，由图可知，的图象必须过点或在这个点的上方，则，yx,log,01,,aa,,33,, 1111 ,？,a？,,1aloga272733 1综上得: 1,,a27 上面介绍了含参不等式中恒成立问题几种解法，在解题过程中，要灵活运用题设条件综合分析，选择适当方法准确而快速地解题。 含参数不等式恒成立问题的解题策略(专题探究) 一、教学目标: 理解含参不等式恒成立问题特征;能充分利用化归、数形结合、函数和分类讨论等数学思想解决含参不等式恒成立问题;培养学生分析解决综合问题的能力。 二、教学方法:启发、探究 三、教学过程:通过含参数不等式恒成立问题的求解，通过变式、启发、引导学生探究解题策略，培养学生利用化归、数形结合、函数和分类讨论等数学思想进行解题的意识。 例题1:已知不等式对x,0,3恒成立，求实数的取值范围。 (1)21xmx,,,m，， 变式:已知不等式对恒成立，求实数的取值范围。 m,0,3(1)21xmx,,,x，， 2:已知不等式对恒成立，求实数的取值范围。 例题2Rxax,，,220x,a 2变式1:已知不等式对恒成立，求实数的取值范围。 x,1,2xax,，,220a,, 2变式2:已知不等式对恒成立，求实数的取值范围。 x,,1,2xax,，,220a,, 2例题3:当x,1,2时，不等式xx,,1log恒成立，求实数的取值范围。 a，，，，a 12练习1:已知函数在区间上为减函数，求实数的,，,1,afxxax()ln(2),,，，，，2 取值范围。 2练习2:对于满足的所有实数，求使不等式恒成立的的||2p,pxpxpx，，,，12x取值范围。 思考: 21、若不等式对满足的所有都成立，求实数的取值范围。 ||2m,21(1)xmx,,,mx 5122、设，若满足不等式的一切实数，能使不等式恒成||xab,,x0,,a||xa,,42立，求正实数的取值范围。 b 常见不等式恒成立问题的几种求解策略 不等式恒成立问题是近几年高考以及各种考试中经常出现，它综合考查函数、方程和不等式的主要内容，并且与函数的最值、方程的解和参数的取值范围紧密相连，本文结合解题教学实践举例说明几种常见不等式恒成立问题的求解策略，以抛砖引玉。 1 变量转换策略 2例1 已知对于任意的a?[-1,1]，函数f(x)=ax+(2a-4)x+3-a>0 恒成立，求x的取值范围. 解析 本题按常规思路是分a=0时f(x)是一次函数，a?0时是二次函数两种情况讨论，不容易求x的取值范围。因此，我们不能总是把x看成是变量，把a看成常参数，我们可以通过变量转换，把a看成变量，x看成常参数，这就转化一次函数问题，问题就变 g(,1),0,2得容易求解。令g(a)=(x+2x-1)a-4x+3在a?[-1,1]时，g(a)>0恒成立，则，得,g(1),0, . ,3,13,x,,3，13 点评 对于含有两个参数，且已知一参数的取值范围，可以通过变量转换，构造以该参数为自变量的函数，利用函数图象求另一参数的取值范围。 2 零点分布策略 2例2 已知，若x,[,2,2],f(x),0恒成立，求a的取值范围. f(x),x，ax，3,a 解析 本题可以考虑f(x)的零点分布情况进行分类讨论，分无零点、零点在区间的 ,,0,,0,,,,aa,,,,,2,,2,,左侧、零点在区间的右侧三种情况，即Δ?0或或，即a的取值范22,,,,f(,2),0f(,2),0,,,,f(2),0f(2),0,, 围为[-7，2]. 点评 对于含参数的函数在闭区间上函数值恒大于等于零的问题,可以考虑函数的 要求对应闭区间上函数图象在x轴的上方或在x轴上就行了. 零点分布情况, 3 函数最值策略 2 例3 已知，若恒成立，求a的取值范围. f(x),x，ax，3,ax,[,2,2],f(x),2 解析 本题可以化归为求函数f(x)在闭区间上的最值问题,只要对于任意 .若恒成立x,[,2,2],f(x),2x,[,2,2],f(x),2min a,,,,2, ,x,[,2,2],f(x),2,,2,min,fxfa(),(,2),7,3,2min, a,,2,,,2a,,,,22,,或或，即a的取值范围为2,,2aa,,fxfa(),(2),7，,2fxfa(),(,),3,,,2min,min,24, . [,5,,2，22] 点评 对于含参数的函数在闭区间上函数值恒大于等于或小于等于常数问题,可以求函数最值的方法,只要利用恒成立;恒成立,f(x),mf(x),mf(x),mmin ,f(x),m.本题也可以用零点分布策略求解. max 4 变量分离策略 2 例4 已知函数，若在区间上，y,kx，3k的图象位于函数f(x),|x,4x,5|[,1,5] f(x)的上方，求k的取值范围. 2解析 本题等价于一个不等式恒成立问题,即对于恒,x,[,1,5],kx，3k,,x，4x，5成立,式子中有两个变量,可以通过变量分离化归为求函数的最值问题. 对于 2,x，4x，52恒成立对于恒成立,令,k,,x,[,1,5],kx，3k,,x，4x，5,x,[,1,5]x，3 2,x，4x，516,设,则,即x=1x，3,t,t,[2,8]y,,x,[,1,5]？当t,4y,,(t，)，10,t,[2,8],x，3t 时, k的取值范围是k>2. ？y,2max 2变式 若本题中将改为，其余条件不变，则也可以用变量分y,kx，3ky,k(x，3) 离法解. 2,x，4x，522恒成立,k,对于由题意得，对于,x,[,1,5],k(x，3),,x，4x，52(x，3) 2,x，4x，5恒成立,令,设,则y,,x,[,1,5],x,[,1,5]x，3,t,t,[2,8]2(x，3) 16104592， y,,，,1,,(,)，,t,[2,8]2tt416t 94519,, ？k的取值范围是k>. ？当,,即x,时y,max1616t45 点评 本题通过变量分离，将不等式恒成立问题转化为求函数的最值问题，本题构造的函数求最值对学生来说有些难度，但通过换元后巧妙地转化为“对勾函数”，从而求得最值. 变式题中构造的函数通过换元后转化为“二次函数型”，从而求得最值.本题也可以用零点分布策略和函数最值策略求解. 5 数形结合策略 2例5 设函数,,若恒有成立,试求实数g(x),ax，af(x),g(x)f(x),,a，,x，4x a的取值范围. 2解析 由题意得,令f(x),g(x),,x，4x,ax，2a 2?,?. y,ax，2ay,,x，4x21 22?可化为，它表示以(2,0)为圆心，2 为半径的上半圆;(x,2)，y,4(0,x,4,y,0)11 ?表示经过定点(-2,0)，以a为斜率的直线，要使f(x),g(x)恒成立，只需?所表示的半 |2a，2a|圆在?所表示的直线下方就可以了(如图所示)(当直线与半圆相切时就有，,221，a y 3即，由图可知，要使恒成立，实数af(x),g(x)a,,3 3的取值范围是( a,O x 3 点评 本题通过对已知不等式变形处理后，挖掘不等 式两边式子的几何意义，通过构造函数，运用数形结合的 思想来求参数的取值范围，不仅能使问题变得直观，同时也起到了化繁为简的效果. 6 消元转化策略 例6 已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若 f(m)，f(n)2，若对于所有的f(x),t,2at，1m,n,[,1,1],m，n,0时,0m，n 恒成立，求实数t的取值范围. x,[,1,1],a,[,1,1] 解析 本题不等式中有三个变量，因此可以通过消元转化的策略，先消去一个变量，容易f(x)是定义在[-1,1]上的增函数,故 f(x)在[-1,1]上的最大值为f(1)=1,则 22对于所有的恒成立对于所有的x,[,1,1],a,[,1,1]f(x),t,2at，1,1,t,2at，1 22恒成立，即对于所有的恒成立，令，只要a,[,1,1]a,[,1,1]g(a),2ta,t2ta,t,0 g(,1),0,，( ？t,,2或t,2或t,0,g(1),0, 点评 对于含有两个以上变量的不等式恒成立问题,可以根据题意依次进行消元转化,从而转化为只含有两变量的不等式问题,使问题得到解决. 以上介绍的几种常见不等式恒成立问题的求解策略，只是分别从某个侧面入手去探讨不等式中参数的取值范围。事实上，这些策略不是孤立的，在具体的解题实践中，往往需要综合考虑，灵活运用，才能使问题得以顺利解决。