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文檔簡介
1、 7/7 眾所周知,不等式解法是不等式這一板塊的高考備考重點,其中,含有參數的不等式的問題,是主考命題的熱點,又是復習提高的難點。(1)解不等式,尋求新不等式的解集;(2)已知不等式的解集(或這一不等式的解集與相關不等式解集之間的聯系),尋求新含參數的值或取值范圍。(3)注意到上述題型(2)的難度與復雜性,本專題對這一類含參不等式問題的解題策略作以探索與總結。一、立足于“直面求解”解不等式的過程是一系列等價轉化的過程,對于有關不等式的“解”的問題,直面不等式求解,有時是問題解決的需要,有時是解決問題的基礎或手段。所給問題需要在獲得不等式的解集或最簡形成后,方可延伸或突破時,則要果斷地從求解不等
2、式切入。例1.設關于x的不等式(1)解此不等式;(2)若不等式解集為(3,+),求m的取值范圍;(3)若x=3屬于不等式的解集,求m的取值范圍分析:著眼于不等式的等價變形,注意到這里m20,m2同乘以不等式兩邊,則不等式轉化為axb型,于是可以x的系數a的取值為主線進行討論。解:(1)由題設,原不等式 m(x+2)m2+(x-3) (m R,m0) (m-1)xm2-2m-3 (1)當m1時,由(1)解得當m=1時,由(1)得x R;當m1時,原不等式的解集為當m=1時,原不等式的解集為R當mm2-2m-3 m2-5m0 0m0以及, m的取值或取值范圍由此而產生。例2已知關于x的不等式組的整
3、數解的集合為-2,求實數R的取值范圍。分析:由題設知,這一不等式組的解集只含有一個整數-2,那么當x= -2屬于這一成員不等式時,該不等式的解集是何種情形,這需要解出不等式后方可作出結論,故考慮以求解這一成員不等式切入并延伸。解:不等式x2-x-20 (x+1)(x-2)0 x2不等式 x2-x-20的解集A=(-,-1)(2,+ ),顯然-2A不等式2x2+(2R+5)x+5R0 (x+R)(2x+5)0設這一不等式的解集為B,則由-2 B,得:(-2+R)(-4+5)0 R2注意到(x+R)(2x+5)=0的根為x1= -R,(1)當時, 由得 ,即此時-2 B(2)當時,由得x|x AB
4、,x Z=-2于是由、得所求實數的取值范圍為-3,2)點評:在這里,考察的重點是含有參數的成員不等式,設含參不等式2x2+(2R+5)x+5R0的解集為B,而后首先由-2 B獲得一個必要的R的取值范圍,進而立足于這一范圍。以含參不等式左邊(x+R)(2x+5)=0的根的大小為主線引入討論。首先由整數元素的從屬獲得問題存在的必要條件,而后立足于必要條件對應的范圍進行討論,這是解決含數元素的集合問題的基本策略。二、致力于“化生為熟”化生為熟是解題的通用方略,正如一位俄羅斯女數學家所言:解題,就是把“要解的題”轉化為“已經解過的題”。而對所給出的具體問題,如何化生為熟?則要根據問題的具體的條件與目標
5、來決定問題轉化的手段方向。1、化生為熟之一:轉化為二次不等式或整式不等式問題。二次不等式是我們所熟知的事物,因此,如果問題可轉化為二次不等式或整式不等式問題,則解題便勝券在握。例1.若不等式的解集為(-,1)(2,+),求a的取值范圍。分析:注意到所給不等式,故想到利用分式不等式的基本變形轉化為整式不等式的解集問題。解:不等式 (a-1)x+1(x-1)0解法一:(分類討論):由已知不等式解集的形式得:1-a0且1-a1以下以式左邊多項式的根與1的大小為主線展開討論:(1)當01-a1即0a1時,由得x1,即a1這與題設條件不符于是由(1)、(2)所得a的取值范圍為 解法二:(利用對一元二次不
6、等式解集的認知)原不等式 (1-a)x-1(x-1)0又原不等式的解集為(-,1)(2,+)注意到一元二次不等式解集端值必為相應方程的根所求a的取值范圍為點評:這里“化生為熟”的手段是“不等式的等價變形”一般地,若一元二次不等式(ax+b)(cx+d)0的解集為(-,x1) (x2 ,+),則必需(1)ac0 (2)x1為方程ax+b=0或cx+d=0的實根;x2為方程ax+b=0或cx+d=0的實根;例2.若不等式的解集為(-3,-1) 2,+ ),求實數a的值分析:對于這類不等式或比較復雜的分式不等式問題,例2的解題思路能起重要的啟示作用.解:原不等式 (x+a)(x2+4x+3) 0(x
7、2+4x+30) (x+1)(x+3)(x+a)0(x-1,且x-3)設f(x)=(x+1)(x+3)(x+a)(x-3且x-1)則原不等式 f(x) 0由題設知 x=2為方程f(x)=0的根, f(2)=0 a=-2所求實數a=-2點評:利用一元二次不等式ax2+bx+c0的解集與一元二次方程ax2 +bx+c=0的根之間的關系,可使問題簡單化。2、化生為熟之二:轉化為集合間的關系問題,集合既是數學中的原始概念,又是數學問題的基本載體。同樣,集合間的關系既是數學理論的基礎,又是問題轉化的目標,關于兩個不等式(或方程)的解的關系問題,向著集合間的關系問題轉化,是化生為熟的主要方向之一。例1.若
8、對中的一切實數a,滿足不等式 b的x也滿足不等式 ,求正實數a的取值范圍。分析:注意到各不等式的解組成集合,為將已知的兩不等式的“解”之間的關系轉化為兩個集合之間的關系,首先從化簡兩個不等式的解集切入解:設集合A=x| |x-a|0,于是由(5)、(6)得b的取值范圍為。點評:當解題過程中出現二次三項式時,配方成為解題的基本方法與基本技巧。例2.要使滿足關于x的不等式2x2-9x+a0(解集非空)的每一個x的值至少滿足不等式x2-4x+30和x2-6x+80中的一個,求實數a的取值范圍。分析:根據例1的解題經驗,我們以求出有關不等式的解集切入,而后利用有關解集之間的關系突破。解:設A=x|x2
9、-4x+30,則A=(1,3);B=x|x2-6x+80,則B=(2,4);AB=(1,4)設C=x|2x2-9x+a0, 則由題設得 C AB,即C(1,4)又設f(x)= 2x2-9x+a則f(x)的圖象是以直線為對稱軸且開口向上的拋物線由C(1,4)得x|f(x)0 (1,4)于是可知實數a的取值范圍為點評:上述解答進行了兩次轉化:第一次是轉化為集合間的關系: C AB;第二次是注意到2x2-9x+a0為二次不等式,于是在C AB=(1,4)的基礎上,進一步將問題轉化為已知一元二次不等式的解集,而這樣的問題恰是我們所熟悉的,于是解題勝利在望。配伍練習:已知三個不等式:(1)|2x-4|5
10、-x;(2)(3)2x2+mx-10對任何x R恒成立 a0且=b2-4ac0;ax2+bx+c0對任何x R恒成立 a0且=b2-4acm對一切實數x恒成立,求實數m的取值范圍。解:(1)注意到對任意x R,總有x2+x+10對任意x R 恒成立對任意x R 恒有3x2+2x+2m(x2+x+1)成立對任意x R 恒(3-m)x2+(2-m)x+(2-m)0成立注意到m N*,m=1(2)設f(x)=|x+1|+|x-2|,則f(x)m對一切實數x恒成立mf(x)的最小值(1)f(x)=|x+1|+|x-2|(x+1)-(x-2)|=3 (當且僅當-1x2時等號成立)f(x)的最小值為3(當
11、且僅當x -1,2時所得)(2)于是由(1)(2)得m3,即所求的取值范圍為。例2.若不等式對一切x R恒成立,求實數的取值范圍。分析:為化生為熟,首先考慮在不等式的等價變形過程中去掉絕對值,而后再轉化為二次三項式大于0(或小于0恒成立問題)。解:不等式注意到原不等式對一切x R恒成立 5(3x2-2x+3)x2+2mx+15(3x2-2x+3)對一切x R恒成立所求m的取值范圍為(-11,9)點評:在原不等式等價變形過程中,化整為零,使各個部分都歸結為二次型不等式恒成立的問題,這也是在應用解決數學問題通用的化整為零,靈活機動的戰略戰術.例3.已知三個關于x的不等式:(1)|2x-4|5-x;
12、(2) ;(3)2x2+mx-10若同時滿足不等式(1)(2)的x也滿足不等式(3),試求m的取值范圍。分析:本例的條件與結論與例2頗為相似,于是考慮由例2的解題思路切入并延伸。解:將(1)(2)聯立,得: 0 x1或2x3設不等式(1)的解集為A,(2)的解集為B(3)的解集為C則有AB=0,1)(2,3)由題設知,即0,1)(2,3) C再由題設知,當x 0,1)(2,3)時,不等式(3)恒成立當x 0,1)2,3,時,不等式2x2+mx-10恒成立注意到當x=0時,2x2+mx-10顯然成立,當x 0,1)2,3,時,不等式2x2+mx-10恒成立設則由1)得mg(x)恒成立 mg(x)
13、的最小值或mg(x)的下確界注意到g(x)在(0,1)(2,3)內為減函數g(x)g(3)又g(x)的下確界為由(2)(3)得,即所求m的取值范圍為點評:題面與第一步的轉化都與前面的例2“有著驚人的相似之處”,但是第二步的轉化卻有著明顯的差異:前者是轉化為已知二次函數f(x)0的解集為(x1, x2) a0的解集為(-, x1)(x2,+) a0且x1, x2為一元二次方程ax2+bx+c=0的實根。于是由此不等式所含的數和ax想到:借助換元,將所給問題,轉化為一元二次不等式問題。解:設t=,則t0且原不等式由題設知關于t的不等式 (t0)的解集為(2,)一元二次方程的兩根為2,由韋達定理得由
14、此解得點評:這里“化生為熟”的手段是“換元”,變量轉換,是使問題完成從“無理”向“有理”的質的轉變的重要手段.例2定義在R上的函數f(x)既是奇函數,又是減函數,當x 0, 時,f(sin2x-msinx+m)+f(-2)0恒成立,求m的取值范圍.分析:注意到這里含有抽象的函數符號“f”,故首先想到通過“反用”單調性的定義脫去“f”,將所給問題轉化為普通的不等式恒成立的問題;又注意到“f ”之下是關于sinx的二次三項式,為使有關不等式以及解題過程雙雙簡明,考慮第二次轉化時運用變量轉換.解:由f(x)為奇函數得-f(-2)=f(2)f(sin2x-msinx+m)-f(-2)當x 0, 時恒成
15、立 f(sin2x-msinx+m)f(2)當x 0, 時恒成立令sinx=t,則由x 0, 得0t1由得f(t2-mt+m)f(2) 當t 0,1時恒成立又f(x)在R上為減函數,由得 t2-mt+m2當t 0,1時恒成立 m(1-t)2-t2當t 0,1時恒成立當t=1時,對任意m R都有m(1-t)2-t2成立當t1時,令 g(x)= (0t1)則由得mg(t)(0t1)恒成立 mg(t)(0t1)的最小值g(t)= =易知g(t)在0,1)內遞增,g(t)有最小值g(0)=2由得 m2于是由,得所求m的取值范圍為(-,2)點評:回顧上述解題過程,在脫去符號“f“之后,首先借助換元,促使
16、關于sinx的二次不等式恒成立的問題,轉化為關于t的二次不等式恒成立的問題,完成化繁為簡的第一次轉化;在此基礎上進而由對式的“主元轉換”切入,使問題進一步轉化為g(x)= (0tm(x2-1)對于m -2,2成立,求x的取值范圍分析:注意到這里限定m的范圍,所以若將已知不等式視為關于m的一次型不等式,則所給問題便轉化為:已知關于m的一次型不等式在m -2,2上恒成立,求其系數中所含x的取值范圍,于是,利用一次函數的單調性便可輕易破解解:原不等式(1-x2)m+(2x-1)0f(m)=(1-x2)m+2x-1則f(m)為m的一次函數或常數函數,其幾何意義為直線,于是原不等式對任意m -2,2成立
17、x點評:上述解法的詳細過程為分類討論:(i)當1-x20 -1x0(-2m2)得f(-2)0(ii)當1-x20 x1時,f(m)在-2,2上為減函數由f(m)0(-2m2)得(iii)當1-x2=0 x=1時當x=1時f(m)=10當x=-1時f(m)=-30不成立,綜上(i)(ii)(iii)得所求的x的取值范圍為例2. 已知對于滿足p=16sin3,且 - , 的所有實數p,不等式log22x+plog2x+12log2x+p恒成立,求實數x的取值范圍.分析:由題設易得p -2,2,所給不等式為log2x的二次不等式,也可視為P的一次型不等式,由此想到以P為主元考察并轉化問題.解:由P=
18、16sin3, 又不等式log22x+plog2x+12log2x+p log22x+(P-2) log2x+(1-P)0 (以x為主元)(log2x-1)P+(log22x- 2log2x+1)0 (以P為主元)設f(p)=(log2x-1)p+(log2x-1)2注意到當log2x=1即x=2時原不等式不成立故f(p)為p的一次函數,并且由得所給問題等價于f(p)在區間-2,2上恒大于0所求實數x的取值范圍為點評:在這里不可忽略考察(3)中P的關系log2x-1=-0的料情形,事實上,當log2x-1=0即x=2時原不等不成立,故這里x2,即這里的f(p)不存在為常數求的情形若a,b -1
19、1且ab,則有(1)判斷f(x)在區間-1,1的單調性;(2)解不等式(3)若f(x)m2-2am+1對所有x -1,1,a -1,1恒成立,求m的取值范圍。分析:注意到這里f(x)為軸象數,故(1)的數解只能運用數的單調性定義,而f(x)的單調性一經確定,便為(2)的推理以及(3)的轉化奠定理論基礎。解:(1)設x1, x2-1,1且x10并且由題設得f(x1)-f(x2)0 ,即 f(x1)f(x2)f(x)在區間-1,1上的增區數。(2)注意到f(x1)定義域為-1,1,且f(x)在用區間-1,1遞增,利用增數定義為原不等式的解集為(3)由(1)知f(x)在閉區間-1,1上為增函數 f(
20、x) m2-2am+1在x -1,1, -1,1上恒成立 m2-2am+1(-1a1)f(x) (-1 x1) m2-2am+1f(1)在a -1,1上恒成立 m2-2am+10在a -1,1上恒成立 (以m為主元 (-2m)a+m2 0在a -1,1上恒成立 (以m為主元當g(a)=(-2m)a+m2,則g(a)為a的一次函數由(5)(6)得 g(a)0在a -1,1上恒成立 g(1) 0且g(-1) 0 m-2 或m2所求m的取值范圍為(-,-m)2,+ 點評:這里的解題經歷三次視角的轉化:第一次是由到,將f(x)在給定區間上遞增,視為相關不等式在給定區間上恒成立;第二次是以到,將不等式與
21、f(x)的最大值建立聯系;第三次是從到,將關于m的二次不等式視為關于a的一次型不等式,由此,解題一步步轉化,一步步走向熟悉與簡明.五、練習(高考真題)1、(2005-遼寧卷)在R上定義運算 :x y=x(1-y),若不等式(x-a) (x+a)1對任意實數x成立,則()A-1a1 B. 0a0,設x0(0,+),y=kx+m是曲線y=f(x)在點(x0 f(x0))處的切線方程,并設函數g(x)=kx+m (1)用x0 f(x0),f(x0)表示m;(2)證明:當x(0,+)時,g(x)f(x);(3)若關于x的不等式在0,+)上恒成立,其中a,b為實數,求b的取值范圍及a與b所滿足的關系。分
22、析與解答:1、分析:注意到我們對上面定義的陌生,故首先想到從本題對運算的定義切入,將有關不等式轉化為普通不等式:由所給定義(x-a) (x+a)1對任意x R成立(x-a)(1-x-a)0對x R恒成立 =1-4(1-a2+a)0 4a2-4a-30故應選C2、分析:由P正確且Q正確推出m的范圍首先需要尋找命題P與命題Q成立時,變量m所滿足的等價條件,故從命題P、Q的轉化切入。解:由x1, x2為方程x2-ax-2=0的兩個實根,得x1+x2=a, x1x2=-2命題P正確不等式對任意實數a -1,1成立(1)-1a1,8a2+89,由(1)得命題P正確 |m2-5m-3|3 m2-5m-3-3或m2-5m-33 m-1或0m5或m6即當m(-,-10,5 6,+時,命題P正確(2)又f(x)的圖象是開口向上的拋物線要使f(x)在(-,+)上有極值,只需f(x)的最小值小于零 m4即當m(-,-1)(4,+ )時 ,命題Q正確(3)于是由(2)、(3)知,當命題P、Q同時正確時,m的取值范圍由(-,-1)(4,5 6,+)。點評:在這里命題Q的轉化:注意到f(x)在R上可導,所以f(x)在R上存在極值,只需f(x)可取正值、負數與零值,又f(x)是二次項系數為正數的二次函數,且在R上連續,故只f(x)的最小值小于0,這一步步化隱為明的轉化,值得我們
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