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函数在高中数学知识体系中具有核心地位,有关函数的恒成立问题,涉及到一次函数、二次函数等函数的性质、图象,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,在培养思维的灵活性、创造性等方面起到了积极的作用。因此也成为历年高考的一个热点。在求解定义域为R或值域为R的函数问题时,都是依据题意,对问题进行转化,转化为不等式的恒成立问题进行解决,而解决不等式的恒成立问题,一是利用判别式法,二是利用分离系数法,有时还利用数形结合法。
1.若函数f(x)=■的定义域为R,求a的取值范围。
思路点拨:函数的定义域为R,即2x22ax-a-1≥0对x∈R恒成立,亦即x2+2ax-a≥0恒成立,从而用判别式法求解。
解:∵函数f(x)=■的定义域为R
∴2x22ax-a-1≥0对x∈R恒成立
即x2+2ax-a≥0恒成立
∴△=(2a)2+4a≤0
∴-1≤a≤0
变式训练①:若函数f(x)=■的定义域为R,求a的取值范围。
解:∵函数f(x)=■的定义域为R
2ax2+2x+a-1≥0对x∈R恒成立
即ax2+2x+a≥0恒成立
∴a>0△=22-4a2≤0
∴a≥1
变式训练②:若函数f(x)=■的定义域为R,求a的取值范围。
解:∵函数f(x)=■的定义域为R
∴2ax2+ax+2-1≥0对x∈R恒成立
即ax2+ax+2≥0恒成立
(1)a=0时,2≥0∴a=0成立
(2)a≠0时, a>0△=22-8a≤0∴0<a≤8
由(1),(2)可知,0≤a≤8
2.已知函数f(x)=x2+bx,且f(x)≤1在区间(0,1)恒成立,求b的取值范围。
思路点拨:原命题等价于-1≤x2+bx≤1在区间(0,1)恒成立,即b≤■-x且b≥-■-x在区间(0,1)恒成立,转化成求■-x的最小值和-■-的最大值。
解:∵f(x)≤1在区间(0,1)恒成立
-1≤x2+bx≤1在区间(0,1)恒成立
即b≤■-x且b≥-■-x在区间(0,1)恒成立
(1)∵f(x)=■和f(x)=-x在区间(0,1)都是减函数
f(x)=■-x在区间(0,1)单调递减
当x=1时,(■-x)mn=0
(2)∵x∈(0,1)
∴x>0,■>0
∴x+■≥2■x=2
∴■-x=(■+x)≤-2
即(■-x)max=-2
由(1),(2)可知-2≤b≤0,
变式训练:已知函数f(x)=ax2+x,且f(x)≤1在区间(0,1)恒成立,求b的取值范围。
解:∵f(x)≤1在区间(0,1)恒成立
-1≤ax2+x≤1在区间(0,1)恒成立-1-x≤ax2≤1-x
(1)当x=0时,-1≤0≤1恒成立;
(2)当x∈(0,1),同例2可解得-2≤a≤0。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
1.若函数f(x)=■的定义域为R,求a的取值范围。
思路点拨:函数的定义域为R,即2x22ax-a-1≥0对x∈R恒成立,亦即x2+2ax-a≥0恒成立,从而用判别式法求解。
解:∵函数f(x)=■的定义域为R
∴2x22ax-a-1≥0对x∈R恒成立
即x2+2ax-a≥0恒成立
∴△=(2a)2+4a≤0
∴-1≤a≤0
变式训练①:若函数f(x)=■的定义域为R,求a的取值范围。
解:∵函数f(x)=■的定义域为R
2ax2+2x+a-1≥0对x∈R恒成立
即ax2+2x+a≥0恒成立
∴a>0△=22-4a2≤0
∴a≥1
变式训练②:若函数f(x)=■的定义域为R,求a的取值范围。
解:∵函数f(x)=■的定义域为R
∴2ax2+ax+2-1≥0对x∈R恒成立
即ax2+ax+2≥0恒成立
(1)a=0时,2≥0∴a=0成立
(2)a≠0时, a>0△=22-8a≤0∴0<a≤8
由(1),(2)可知,0≤a≤8
2.已知函数f(x)=x2+bx,且f(x)≤1在区间(0,1)恒成立,求b的取值范围。
思路点拨:原命题等价于-1≤x2+bx≤1在区间(0,1)恒成立,即b≤■-x且b≥-■-x在区间(0,1)恒成立,转化成求■-x的最小值和-■-的最大值。
解:∵f(x)≤1在区间(0,1)恒成立
-1≤x2+bx≤1在区间(0,1)恒成立
即b≤■-x且b≥-■-x在区间(0,1)恒成立
(1)∵f(x)=■和f(x)=-x在区间(0,1)都是减函数
f(x)=■-x在区间(0,1)单调递减
当x=1时,(■-x)mn=0
(2)∵x∈(0,1)
∴x>0,■>0
∴x+■≥2■x=2
∴■-x=(■+x)≤-2
即(■-x)max=-2
由(1),(2)可知-2≤b≤0,
变式训练:已知函数f(x)=ax2+x,且f(x)≤1在区间(0,1)恒成立,求b的取值范围。
解:∵f(x)≤1在区间(0,1)恒成立
-1≤ax2+x≤1在区间(0,1)恒成立-1-x≤ax2≤1-x
(1)当x=0时,-1≤0≤1恒成立;
(2)当x∈(0,1),同例2可解得-2≤a≤0。
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