13、零的情形,以便確定解集的形式;
(3)對方程的根進行討論,比較大小,以便寫出解集.
4.解關(guān)于x的不等式:ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
[解析]原不等式變?yōu)?ax-1)(x-1)<0,
因為a>0,所以a(x-1)<0.
所以當a>1,即<1時,解為<x<1;
當a=1時,解集為?;
當0<a<1,即>1時,解為1<x<.
綜上,當0<a<1時,不等式的解集為;
當a=1時,不等式的解集為?;
當a>1時,不等式的解集為.
含參不等式恒成立問題
角度一:形如f(x)≥0(f(x)≤0)(x∈R)確定參數(shù)的范圍
例4 已知不等式mx2-2x-m+1<0,
14、是否存在實數(shù)m對所有的實數(shù)x,不等式恒成立?若存在,求出m的取值范圍;若不存在,請說明理由.
[解析]要使不等式mx2-2x-m+1<0恒成立,
即函數(shù)f(x)=mx2-2x-m+1的圖象全部在x軸下方.
當m=0時,1-2x<0,則x>,不滿足題意;
當m≠0時,函數(shù)f(x)=mx2-2x-m+1為二次函數(shù),
需滿足開口向下且關(guān)于x的方程mx2-2x-m+1=0無解,
即
不等式組的解集為空集,即m無解.
綜上可知,不存在這樣的實數(shù)m使不等式恒成立.
角度二:形如f(x)≥0(x∈[a,b])確定參數(shù)范圍
例5 設函數(shù)f(x)=mx2-mx-1(m≠0),若對于x∈[1,
15、3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范圍.
[解析]要使f(x)<-m+5在[1,3]上恒成立,
則mx2-mx+m-6<0,
即m+m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.
有以下兩種方法:
法一:令g(x)=m+m-6,x∈[1,3].
當m>0時,g(x)在[1,3]上是增函數(shù),
所以g(x)max=g(3)=7m-6<0,
所以m<,則0<m<;
當m<0時,g(x)在[1,3]上是減函數(shù),
所以g(x)max=g(1)=m-6<0,
所以m<6,即m<0.
綜上所述,m的取值范圍是(-∞,0)∪.
法二:因為x2-x+1=+>0,
又因為m(x2-x+1
16、)-6<0,
所以m<.
因為函數(shù)y==
在[1,3]上的最小值為,
所以只需m<即可.
因為m≠0,
所以m的取值范圍是(-∞,0)∪.
角度三:形如f(x)≥0(參數(shù)m∈[a,b])確定x的范圍
例6 對任意m∈[-1,1],函數(shù)f(x)=x2+(m-4)x+4-2m的值恒大于零,求x的取值范圍.
[解析]由f(x)=x2+(m-4)x+4-2m
=(x-2)m+x2-4x+4,
令g(m)=(x-2)m+x2-4x+4.
由題意知在[-1,1]上,g(m)的值恒大于零,
∴
解得x<1或x>3.
故當x∈(-∞,1)∪(3,+∞)時,對任意的m∈[-1,1]
17、,函數(shù)f(x)的值恒大于零.
[小結(jié)](1)對于一元二次不等式恒成立問題,恒大于0就是相應的二次函數(shù)的圖象在給定的區(qū)間上全部在x軸上方;恒小于0就是相應的二次函數(shù)的圖象在給定的區(qū)間上全部在x軸下方.另外常轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)的最值或用分離參數(shù)法求最值.
(2)解決恒成立問題一定要搞清誰是主元,誰是參數(shù),一般地,知道誰的范圍,誰就是主元;求誰的范圍,誰就是參數(shù).
角度四:對?x1,x2∈D都有f(x1)≤g(x2)?[f(x)]max≤[g(x)]min.(這里假設[f(x)]max,[g(x)]min存在)
例7 已知函數(shù)f(x)=x2-2x+3,g(x)=log2x+m,對?x1,x2∈
18、[1,4]有f(x1)>g(x2)恒成立,求實數(shù)m的取值范圍.
[解析]f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2,
當x∈[1,4]時,[f(x)]min=f(1)=2,[g(x)]max=g(4)=2+m.
由題意得,[f(x)]min>[g(x)]max,則2>2+m.
∴m<0.
角度五:?x1∈D1,?x2∈D2,使f(x1)≥g(x2)?[f(x)]min≥[g(x)]min.(這里假設[f(x)]min,[g(x)]min存在).
例8 已知f(x)=ln(x2+1),g(x)=-m,若?x1∈[0,3],?x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),求實數(shù)m的取值范
19、圍.
[解析]當0≤x≤3時,[f(x)]min=f(0)=0,
當1≤x≤2時,[g(x)]min=g(2)=-m,
由題意:則[f(x)]min≥[g(x)]min,0≥-m,
∴m≥.
5.函數(shù)f(x)=x2+ax+3.
(1)當x∈R時,f(x)≥a恒成立,求實數(shù)a的取值范圍;
(2)當x∈[-2,2]時,f(x)≥a恒成立,求實數(shù)a的取值范圍;
(3)當a∈[4,6]時,f(x)≥0恒成立,求實數(shù)x的取值范圍.
[解析] (1)∵當x∈R時,x2+ax+3-a≥0恒成立,
需Δ=a2-4(3-a)≤0,即a2+4a-12≤0,
∴實數(shù)a的取值范圍是[-6,2
20、].
(2)當x∈[-2,2]時,設g(x)=x2+ax+3-a≥0,分如下三種情況討論(如圖所示):
①如圖1,當g(x)的圖象恒在x軸上方且滿足條件時,有Δ=a2-4(3-a)≤0,即-6≤a≤2.
②如圖2,g(x)的圖象與x軸有交點,
但當x∈[-2,+∞)時,g(x)≥0,
即
即可得
解得a∈?.
③如圖3,g(x)的圖象與x軸有交點,
但當x∈(-∞,2]時,g(x)≥0.
即
即可得
∴-7≤a≤-6,
綜上,實數(shù)a的取值范圍是[-7,2].
(3)令h(a)=xa+x2+3.
當a∈[4,6]時,h(a)≥0恒成立.
只需即
解得x≤-3-或x≥-3+.
∴實數(shù)x的取值范圍是(-∞,-3-]∪[-3+,+∞).
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