一、結合圖象務必理解掌握下面幾個重要結論!
設函數(shù)的值域為或,或或中之一種,則
①若恒成立(即無解),則;
②若恒成立(即無解),則;
③若有解(即存在使得成立),則;
④若有解(即存在使得成立),則;
⑤若 有解(即無解),則;
⑥若無解(即有解),則.
【說明】
(1)一般來說,優(yōu)先考慮分離參數(shù)法,其次考慮含參轉化法.
(2)取值范圍都與最值或值域(上限、下限)有關,另外要注意①②③④中前后等號的取舍!(即端點值的取舍)
二、分離參數(shù)的方法
①常規(guī)法分離參數(shù):如;
②倒數(shù)法分離參數(shù):如;
【當?shù)闹涤锌赡苋〉?,而的值一定不?時,可用倒數(shù)法分離參數(shù).】
③討論法分離參數(shù):如:
④整體法分離參數(shù):如;
⑤不完全分離參數(shù)法:如;
⑥作商法凸顯參數(shù),換元法凸顯參數(shù).
【注意】
(1)分離參數(shù)后,問題容易解決,就用分離參數(shù)法(大多數(shù)題可以使用此方法). 但如果難以分離參數(shù)或分離參數(shù)后,問題反而變得更復雜,則不分離參數(shù),此時就用含參轉化法.
(2)恒成立命題對自變量的范圍有時有一部分或端點是必然成立的,應該考慮先去掉這一部分或端點,再分離參數(shù)求解.【否則往往分離不了參數(shù)或以至于答案出問題.】
三、其他恒成立類型一
①在上是增函數(shù),則恒成立.(等號不能漏掉).
②在 上是減函數(shù),則恒成立.(等號不能漏掉).
③在上是單調函數(shù),方法一:分上述兩種情形討論;(常用方法)
四、其他恒成立類型二
①,使得方程成立.
②,使得方程成.
五、其他恒成立類型三
①,;
②,;
③,;
④,.
【方法】處理時,把當常數(shù);處理時,把當常數(shù).
①基本不等式恒成立問題
【例1】當時,不等式恒成立,則實數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】將問題化為,利用基本不等式求左側的最小值,注意取值條件,即可得參數(shù)范圍.
【詳解】由題意,只需在時即可,又,則,
故,當且僅當時等號成立,故,所以,即.故選:A
【變式1-1】若對于任意的,不等式恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】變換,設,均值不等式計算最值得到答案.
【詳解】不等式可化為,,令,由題意可得,
,當且僅當,即時等號成立,,所以實數(shù)a的取值范圍為.故選:C.
【變式1-2】若存在,使不等式成立,則實數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】當時,由參變量分離法可得,利用基本不等式求出的最大值,即可求得實數(shù)的取值范圍.
【詳解】當時,由,可得,則,
因為,當且僅當時,即當時,等號成立,
所以,當時,的最大值為,故.故選:A.
【變式1-3】設,且不等式恒成立,則正實數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)基本不等式,建立了不等式,可得答案.
【詳解】由題意可知,則,
當且僅當,即,等號成立;由題意可得,解得.故選:C.
【變式1-4】設,若恒成立,則的最大值為( )
A.16 B.2 C.8 D.1
【答案】C
【分析】根據(jù)條件推出,即可將化為,展開后利用基本不等式,即可求得的最小值,結合不等式恒成立即得答案.
【詳解】因為,故,
則,
當且僅當,即時取得等號,由于恒成立,故,
即的最大值為8,故選:C.
②函數(shù)不等式恒成立(有解)問題
【例2】若對于任意的,不等式恒成立,則實數(shù)a的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】變換,設,均值不等式計算最值得到答案.
【詳解】不等式可化為,,令,由題意可得,
,當且僅當,即時等號成立,,所以實數(shù)a的取值范圍為.故選:C.
【變式2-1】已知函數(shù),若恒成立,則實數(shù)的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】參變分離可得恒成立,結合基本不等式求出的最小值,即可求出參數(shù)的取值范圍.
【詳解】因為恒成立,即恒成立,所以恒成立,又由(當且僅當時取等號),所以.故選:A.
【變式2-2】設偶函數(shù)在上是增函數(shù),且,若對所有的及任意的都滿足,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題意,轉化為對任意的恒成立,令,列出不等式組,即可求解.
【詳解】因為偶函數(shù)在上是增函數(shù),且,所以的最大值為2,由對所有的及任意的都滿足,則只需,即對任意的恒成立,令,則滿足,解得或,所以實數(shù)的取值范圍是.故選:C.
【變式2-3】已知,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由題意得出求解即可.
【詳解】,,所以,,
在上單調遞減,所以,
當時,,即,取成立.
當時,,即,得,所以
當時,,即,得,所以,
綜上: 的取值范圍是.故選:A
【變式2-4】已知函數(shù),不等式在區(qū)間上恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】確定出分段函數(shù)的單調性,由單調性確定不等式的解,再根據(jù)恒成立得結論.
【詳解】是減函數(shù),也是減函數(shù),時,,所以在上是減函數(shù),
因此不等式等價于,即,因此有.故選:A.
③一元二次不等式恒成立(有解)問題
策略方法 一元二次不等式恒成立問題
(1)轉化為一元二次不等式解集為的情況,即恒成立恒成立
(2)分離參數(shù),將恒成立問題轉化為求最值問題.
【例3】若命題“”是假命題,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由題意“,”為真命題,然后利用即可求解.
【詳解】由題意得:“,”是假命題,得:“,”為真命題,
所以:,解得:,故A項正確.故選:A.
【變式3-1】若關于的不等式在區(qū)間內(nèi)有解,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】不等式在區(qū)間內(nèi)有解,轉化為,求出的最大值可得答案.
【詳解】因為,所以由不等式得,不等式在區(qū)間內(nèi)有解,只需,因為在上單調遞增,
所以的最大值為,可得,解得.故選:D.
【變式3-2】若存在,使得成立,則實數(shù)的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由于,所以問題轉化為有解,再由可求得結果.
【詳解】因為恒成立,所以原不等式等價于有解,即有解,所以,解得,即實數(shù)的取值范圍為,
故選:C
【變式3-3】若不等式恒成立,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根據(jù)題意,由指數(shù)函數(shù)的單調性化簡,轉化為一元二次不等式恒成立,列出不等式,即可得到結果.
【詳解】不等式恒成立,即恒成立,所以恒成立,
即恒成立,所以,即,解得,所以實數(shù)a的取值范圍是.故選:B
【變式3-4】若函數(shù),使不等式成立,則實數(shù)a的取值范圍為
【答案】
【分析】由題意可得在上有解,然后求出的最小值即可.
【詳解】因為函數(shù),使不等式成立,所以在上有解,所以,,因為,所以,所以當時,取得最小值,所以,即實數(shù)a的取值范圍為,故答案為:.
不等式中的恒成立(有解)問題 隨堂檢測
1.若命題“,”是假命題,則的取值范圍為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由題意可知恒成立,只需,結合基本不等式可求得實數(shù)的取值范圍.
【詳解】由題可知恒成立,只需,因為,當且僅當時,即當時取等號,所以的取值范圍為.故選:B.
2.已知,且為真命題,則是的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
【答案】A
【分析】判斷充分必要條件,一般先就兩個命題求出它們的等價命題,再根據(jù)要求判斷即可.
【詳解】由題意,,即;又由“”為真命題當且僅當,即,解得:或,即或.所以是的充分不必要條件.故選:A.
3.已知命題“,使”是假命題,則實數(shù)m的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)條件,將問題轉化成恒成立,分和兩種情況討論,即可得出結果.
【詳解】由題意知,“,使”是真命題,當,即時,不等式可化為,符合題意;當,即時,則且,解得,綜上,實數(shù)m的取值范圍為,故選:C.
4.已知函數(shù)在上單調遞減,則a的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根據(jù)函數(shù)定義可得在上恒成立,利用參變分離結合恒成立問題可得,再根據(jù)復合函數(shù)單調性結合二次函數(shù)性質可得.
【詳解】由題意可知:在上恒成立,整理得在上恒成立,
因為在上單調遞減,則在上單調遞減,且,可得,又因為在定義域內(nèi)單調遞增,且函數(shù)在上單調遞減,可得在上單調遞減,則,可得,綜上所述:a的取值范圍是.故選:C.
5.若存在正數(shù)x,使得關于x的不等式成立,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】問題轉化為在上能成立,根據(jù)右側的單調性求值域,進而求參數(shù)范圍.
【詳解】由題意知成立,即成立.令,顯然在上單調遞增,所以,,所以實數(shù)a的取值范圍是.故選:C
6.已知定義在R上的奇函數(shù)在時滿足,且在有解,則實數(shù)m的最大值為( )
A. B.2 C. D.4
【答案】D
【分析】化簡,得到在上單調遞增,再化簡得到,把不等式轉化為,得到在有解,結合,即可求解.
【詳解】當時,函數(shù),可得函數(shù)在上單調遞增,
因為,所以,所以,所以,
即在有解,又由當時,,所以,所以實數(shù)最大值為.故選:D.
7.已知不等式對滿足的所有正實數(shù)都成立,則正實數(shù)的最小值為( )
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【分析】先利用基本不等式證得(此公式也可背誦下來),從而由題設條件證得,結合題意得到,利用二次不等式的解法解之即可得到正數(shù)的最小值.
【詳解】因為,當且僅當時,等號成立,所以,因為,為正實數(shù)且,
所以,當且僅當,即時,等號成立,
所以,即,因為對滿足的所有正實數(shù),都成立,
所以,即,整理得,解得或,由為正數(shù)得,
所以正數(shù)的最小值為.
故選:B.
8.已知關于的不等式在上有解,則實數(shù)的取值范圍是 .
【答案】
【分析】求出在的最大值,然后可得關于a的不等式,解出即可.
【詳解】設,則在的最大值為4,因為關于的不等式在上有解,即,解得,故答案為:.
9.設,,若,且不等式恒成立,則的取值范圍是 .
【答案】
【分析】首先根據(jù)已知條件得到,然后結合基本不等式即可求得最小值,再解關于的一元二次不等式即可求得的取值范圍.
【詳解】因為,,,所以,
則,當且僅當時,即時取等號,所以,解得.故答案為:
10.已知函數(shù),若,恒成立,則實數(shù)的取值范圍是 .
【答案】
【分析】令,結合對勾函數(shù)單調性可求得,根據(jù)恒成立的思想可求得結果.
【詳解】,當時,,
令,則在上單調遞增,,,當時,恒成立,即實數(shù)的取值范圍為.故答案為:.
11.已知正實數(shù)a,b滿足,若恒成立,則實數(shù)m的取值范圍是 .
【答案】
【分析】利用基本不等式求解即可.
【詳解】因為正實數(shù)a,b滿足,
所以,當且僅當時取等號,
故的最大值為,所以.故答案為:
12.已知函數(shù),,若對任意的,總存在使得成立,則實數(shù)a的取值范圍為 .
【答案】
【分析】根據(jù)雙變量不等式轉化為函數(shù)最值問題,即,先根據(jù)二次函數(shù)知識求得,然后根據(jù)a的符號討論,利用單調性求得最值,列不等式即可求解.
【詳解】因為對任意的,總存在與使得成立,所以,
,對稱軸為,因為,所以當時,,
當時,函數(shù)在上單調遞增,所以,
所以,解得;當時,函數(shù)在上為常數(shù)函數(shù),滿足;
當時,函數(shù)在上單調遞減,所以,
所以,解得;綜上,,即實數(shù)a的取值范圍為.
故答案為:
13.若關于的不等式在上有解,則實數(shù)的最小值為 .
【答案】
【分析】參變分離得到關于的不等式在上有解,利用對勾函數(shù)的性質求出,即可求出的取值范圍.
【詳解】因為關于的不等式在上有解,
所以關于的不等式在上有解,所以,,
因為,所以,令,則,,令,,
因為對勾函數(shù)在上單調遞減,則,所以,當且僅當時取等號,所以,則,即實數(shù)的最小值為.
故答案為:
14.已知函數(shù),且,若對任意的,存在使得成立,則實數(shù)的取值范圍是 .
【答案】
【分析】根據(jù)題意,由函數(shù)在上的最小值小于函數(shù)在上的最小值求解.
【詳解】解:當時,,則,
對任意的,存在,使得成立,函數(shù)在上的最小值小于函數(shù)在上的最小值.又當,時,,不符合題意,則,函數(shù)在上單調遞增,所以,所以,即,所以實數(shù)的取值范圍是.
故答案為:.
15.已知定義在上的奇函數(shù)在滿足:當時,.若不等式對任意實數(shù)恒成立,則實數(shù)的取值范圍是 .
【答案】
【分析】根據(jù)函數(shù)單調性將不等式對任意實數(shù)恒成立,轉化為對于恒成立,列出不等式組進而求解即可.
【詳解】因為時,,所以由函數(shù)圖象可知,函數(shù)在上遞增,
又是上的奇函數(shù),所以在上單調遞增,若不等式對任意實數(shù)恒成立,
即對任意實數(shù)恒成立,即對于恒成立,當時,不恒成立,
當時,則,解得.綜上可得.
故答案為:
①基本不等式恒成立問題
②函數(shù)不等式恒成立(有解)問題
③一元二次不等式恒成立(有解)問題

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