含参不等式练习题及解法.docx

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资源描述

1、1众所周知,不等式解法是不等式这一板块的高考备考重点,其中,含有参数的不等式的问题,是主考命题的热点,又是复习提高的难点。 (1)解不等式,寻求新不等式的解集;(2)已知不等式的解集(或这一不等式的解集与相关不等式解集之间的联系),寻求新含参数的值或取值范围。(3)注意到上述题型(2)的难度与复杂性,本专题对这一类含参不等式问题的解题策略作以探索与总结。一、立足于“直面求解”解不等式的过程是一系列等价转化的过程,对于有关不等式的“解” 的问题,直面不等式求解,有时是问题解决的需要,有时是解决问题的基础或手段。所给问题需要在获得不等式的解集或最简形成后,方可延伸或突破时,则要果断地从求解不等式切

2、入。 例 1.设关于 x 的不等式 (1)解此不等式; (2)若不等式解集为(3,+ ),求 m 的取值范围;(3)若 x=3 属于不等式的解集,求 m 的取值范围分析:着眼于不等式的等价变形,注意到这里 m20,m2 同乘以不等式两边,则不等式转化为 axb 型,于是可以 x 的系数 a 的取值为主线进行讨论。解: (1)由题设,原不等式 m(x+2)m 2+(x-3) (m R,m0)(m-1)xm2-2m-3 (1) 当 m1 时,由(1)解得 当 m=1 时,由(1)得 x R; 当 m1 时,原不等式的解集为 当 m=1 时,原不等式的解集为 R当 mm 2-2m-3 m2-5m0

3、以及 , m 的取值或取值范围由此而产生。例 2已知关于 x 的不等式组 的整数解的集合为-2,求实数 R 的取值范围。分析:由题设知,这一不等式组的解集只含有一个整数-2, 那么当 x= -2 属于这一成员不等式时,该不等式的解集是何种情形,这需要解出不等式后方可作出结论,故考虑以求解这一成员不等式切入并延伸。解:不等式 x2-x-20 (x+1)(x-2)0 x2不等式 x 2-x-20 的解集 A=(-,-1) (2,+ ),显然-2 A不等式 2x2+(2R+5)x+5R0 解法一:(分类讨论):由已知不等式解集的形式得:1-a0 且 1-a1以下以 式左边多项式的根 与 1 的大小为

4、主线展开讨论:(1)当 01,即 a1 这与题设条件不符 于是由(1)、(2)所得 a 的取值范围为 解法二:(利用对一元二次不等式解集的认知)原不等式 (1-a)x-1(x-1)0 又原不等式的解集为(- ,1)(2,+) 注意到一元二次不等式解集端值必为相应方程的根 所求 a 的取值范围为 点评:这里“化生为熟” 的手段是“ 不等式的等价变形”一般地,若一元二次不等式(ax+b)(cx+d)0 的解集为( -,x 1) (x 2 ,+),则必需(1)ac0 (2)x 1 为方程 ax+b=0 或 cx+d=0 的实根; x2 为方程 ax+b=0 或 cx+d=0 的实根;例 2.若不等式

5、 的解集为(-3,-1) 2,+ ),求实数 a 的值分析:对于这类不等式或比较复杂的分式不等式问题,例 2 的解题思路能起重要的启示作用.解:原不等式 (x+a)(x2+4x+3) 0(x2+4x+30) (x+1)(x+3)(x+a)0(x-1,且 x-3)设 f(x)=(x+1)(x+3)(x+a)(x-3 且 x-1) 则原不等式 f(x) 0由题设知 x=2 为方程 f(x)=0 的根, f(2)=0 a=-2 所求实数 a=-2 点评:利用一元二次不等式ax2+bx+c0 的解集与一元二次方程 ax2 +bx+c=0 的根之间的关系,可使问题简单化。2、化生为熟之二:转化为集合间的

6、关系问题,集合既是数学中的原始概念,又是数学问题的基本载体。同样,集合间的关系既是数学理论的基础,又是问题转化的目标,关于两个不等式(或方程)的解的关系问题,向着集合间的关系问题转化,是化生为熟的主要方向之一。例 1.若对 中的一切实数 a,满足不等式 0,于是由(5)、(6)得 b 的取值范围为 。点评:当解题过程中出现二次三项式时,配方成为解题的基本方法与基本技巧。例 2.要使满足关于 x 的不等式 2x2-9x+a0 对任何 x R 恒成立 a0 且 =b2-4acm 对一切实数 x 恒成立,求实数 m 的取值范围。解: (1)注意到对任意 x R,总有 x2+x+10 对任意 x R

7、恒 成立对任意 x R 恒有 3x2+2x+2m(x 2+x+1)成立 对任意 x R 恒(3-m)x 2+(2-m)x+(2-m)0 成立注意到 m N*, m=1(2)设 f(x)=|x+1|+|x-2|,则 f(x)m 对一切实数 x 恒成立m0 的解集为(x 1, x2) a0 的解集为(-, x 1)(x 2,+) a0 且 x1, x2 为一元二次方程 ax2+bx+c=0 的实根。于是由此不等式所含的数 和 ax 想到:借助换元,将所给问题,转化为一元二次不等式问题。解:设 t= ,则 t0 且原不等式 由题设知关于 t 的不等式 (t0)的解集为( 2, )一元二次方程 的两根

8、为 2, 由韦达定理得 由此解得 点评:这里“化生为熟” 的手段是“ 换元”,变量转换,是使问题完成从“无理”向“ 有理”的质的转变的重要手段.例 2定义在 R 上的函数 f(x)既是奇函数,又是减函数,当 x 0, 时,f(sin 2x-msinx+m)+f(-2)0 恒成立,求 m 的取值范围.分析:注意到这里含有抽象的函数符号“f”,故首先想到通过“反用” 单调性的定义脱去“f”,将所给问题转化为普通的不等式恒成立的问题;又注意到“f ”之下是关于 sinx 的二次三项式,为使有关不等式以及解题过程双双简明,考虑第二6次转化时运用变量转换.解:由 f(x)为奇函数得-f(-2)=f(2)

9、 f(sin 2x-msinx+m)-f(-2) 当 x 0, 时恒成立f(sin2x-msinx+m)f(2) 当 x 0, 时恒成立 令 sinx=t, 则由 x 0, 得 0t1由得 f(t2-mt+m)f(2) 当 t 0,1时恒成立 又f(x) 在 R 上为减函数, 由得 t 2-mt+mm(x 2-1)对于 m -2,2 成立,求 x 的取值范围分析:注意到这里限定 m 的范围,所以若将已知不等式视为关于 m 的一次型不等式,则所给问题便转化为:已知关于 m 的一次型不等式在 m -2,2上恒成立,求其系数中所含 x 的取值范围,于是,利用一次函数的单调性便可轻易破解 解:原不等式

10、 (1-x 2)m+(2x-1)0 f(m)=(1-x 2)m+2x-1则 f(m)为 m 的一次函数或常数函数,其几何意义为直线,于是原不等式对任意 m -2,2成立x 点评:上述解法的详细过程为分类讨论:7(i)当 1-x20 -10(-2m2)得 f(-2)0 (ii)当 1-x21 时,f(m)在-2,2上为减函数由 f(m)0(-2m2)得 (iii)当 1-x2=0 x=1 时 当 x=1 时 f(m)=10 当 x=-1 时 f(m)=-30 不成立,综上(i)(ii)(iii)得所求的 x 的取值范围为 例 2. 已知对于满足 p=16sin3,且 - , 的所有实数 p,不等

11、式 log22x+plog2x+12log2x+p 恒成立,求实数 x 的取值范围. 分析:由题设易得 p -2,2,所给不等式为 log2x 的二次不等式 ,也可视为 P 的一次型不等式,由此想到以 P 为主元考察并转化问题. 解:由 P=16sin3, 又不等式 log22x+plog2x+12log2x+p log22x+(P-2) log2x+(1-P)0 ( 以 x 为主元)(log 2x-1)P+ (log 22x- 2log2x+1)0 ( 以 P 为主元) 设 f(p)=(log2x-1)p+(log2x-1)2 注意到当 log2x=1 即 x=2 时原不等式不成立故 f(p

12、)为 p 的一次函数,并且由 得所给问题等价于 f(p)在区间-2,2上恒大于 0所求实数 x 的取值范围为 点评:在这里不可忽略考察(3)中 P 的关系 log2x-1=-0 的料情形,事实上,当 log2x-1=0 即 x=2 时原不等不成立,故这里 x2,即这里的 f(p)不存在为常数求的情形若 a,b -11且 ab,则有 (1)判断 f(x)在区间-1,1的单调性;(2)解不等式 (3)若 f(x)m2-2am+1 对所有 x -1,1,a -1,1恒成立,求 m 的取值范围。分析:注意到这里 f(x)为轴象数,故( 1)的数解只能运用数的单调性定义,而 f(x)的单调性一经确定,便

13、为(2)的推理以及(3)的转化奠定理论基础。解:(1)设 x1, x2 -1,1且 x10并且由题设得 f(x 1)-f(x2)0,设x0 (0,+), y=kx+m 是曲线 y=f(x)在点(x 0 f(x0))处的切线方程,并设函数 g(x)=kx+m (1)用 x0 f(x0),f(x0)表示 m; (2)证明:当 x (0,+ )时,g(x)f(x);(3)若关于 x 的不等式 在0, +)上恒成立,其中 a,b 为实数,求 b 的取值范围及 a 与 b所满足的关系。 分析与解答: 1、 分析:注意到我们对上面定义的陌生,故首先想到从本题对运算的定义切入,将有关不等式转化为普通不等式:

14、 由所给定义(x-a) (x+a)0 对 x R 恒成立=1-4(1-a 2+a)4即当 m (-,-1)(4,+ )时 ,命题 Q 正确 (3)于是由(2)、(3)知,当命题 P、Q 同时正确时,m 的取值范围由(-,-1 )(4,5 6,+)。点评:在这里命题 Q 的转化:注意到 f(x)在 R 上可导,所以 f(x)在 R 上存在极值,只需 f(x)可取正值、负数与零值,又 f(x)是二次项系数为正数的二次函数,且在 R 上连续,故只 f(x)的最小值小于 0,这一步步化隐为明的转化,值得我们品悟与借鉴.3、 分析:(1)注意到导数的几何意义,考虑从写出曲线 y=f(x)在(x 0,f(

15、x0))处的切线方程切入;(2)注意到利用(1)的结果,有关函数的极值易于解决,故考虑设 h(x)=g(x)-f(x)(x0) ,而后证明 h(x)的最小值为 0;对于(3)中的连号不等式,容易想到对其“一分为二” 考察,而后“合二为一” 结论.解:(1)由导数的几何意义得: 曲线 y=f(x)在(x 0,f(x0))处的切线方程为y-f(x 0)=f(x0)(x-x 0) 即 y=xf(x0)+ f(x0)- x0f(x0) m= f(x 0)- x0f(x0)(2)证明:令 h(x)=g (x)- f(x) 则 h(x)= f(x0)- f(x), h(x 0)=0f(x)递减,h(x)递

16、增 当 xx0 时, h(x) h(x 0)=0当 00 且 0b1是所给不等式成立的必要条件,以下讨论设此条件成立。(i)关于 x 的不等式 x2+1ax+b 对任意 x 0, +)恒成立 (1)设 g(x)=x2-ax+(1-b), 则 g(x)=2x-a (ii) 设 , 关于 x 的不等式 ,对任意 x 0,+)恒成立p(x) 0对任意 x 0,+)成立 (4)令 p(x)=0 得 x=a-3 当 0a-3 时 p(x)0 当 x=a-3 时,p(x)取得最小值 P(a -3) (5)p(x) 0 对任意 x 0,+)成立 p(a-3) 0于是综合(i),(ii)不等式 的充要条件是: 易见存在 a,b 使 成立的充要条件是不等式 解此不等式得: 所求 b 的取值范围为 a 与 b 所满足的关系式为 10点评:循着由“粗略” 到“精细”的顺序,首先考察所给连号不等式的某一局部成立的情形,从中寻出这一不等式成立的必要条件,于是,下面的讨论便可在这一条件下进行.如此,有效地减少了讨论的头绪,从而简化了整个解题过程 .

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