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有关恒成立问题的初步探究

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高中数学中的恒成立问题把不等式、函数、数列、三角、几何等内容有机地结合起来,渗透着换元、化归、数形结合、函数与方程等思想方法,有利于考查学生的综合解题能力,在培养思维灵活性、创造性等方面起到了积极的作用,其覆盖知识点多、方法多种多样,是历年数学高考、竞赛中考查的热点。笔者从教多年,专对“恒成立”问题作一初步探究,现整理成文,望同行多加指导。

思想方法

首先对于很成立的不等式进行参数分离,若得 恒成立,则只需 ;而 恒成立,则只需 ,进而将恒成立问题转化成求 的最值。

1、与二次函数有关的恒成立问题:

例1:已知函数 定义域为 ,求 的取值范围。

解析:由题意得 在 上恒成立,则只需 ,所以 ,解得 。

例2(08.全国卷一):已知函数

(Ⅰ)、讨论函数 的单调区间;

(Ⅱ)、设函数 在区间 内是减函数,求 的取值范围。

解析:(Ⅱ)、(思路一)由题意

在 上恒成立,则分析 的图像得

,得 。

(思路二)将 参数分离得 在 上恒成立,

令 ,利用双对勾函数单调性知 在 上单调减,

在 上单调增,所以 或 ,而 , ,所以得。

2、参数无法分离问题

例3:不等式 对于任意 都成立,则求实数 的取值范围。

解析:由题意可得

3、双重恒成立问题

例4(08.天津):已知函数 ,其中

(1)、若曲线 在点 处的切线方程为 ,求函数 的解析式;

(2):讨论函数 的单调性;

(3):若对于任意 的,不等式 在 上恒成立,求 的取值范围。

解析:(3) 关于是一个单调递增函数, , 在 上恒成立。又 在 上单调递减, , 。

4、与自然数有关的等式恒成立问题

例4、设 为

的展开式中 项的系数,问是否存在常数 使得对于不小于 的自然数 ,等式 恒成立,并证明你的结论。

解析:应用 作为特殊值探路,可得 ,然后再用数学归纳法证明即可。

5、多参数的恒成立问题

例5、设函数 ,对于一切 ,都有 ,求证:对一切 ,都有 。

解析:由题意易得 , , ,则 然后再证,当

时这四种情况下均有 。

收稿日期:2012-08-20