1、选修223恒成立问题 基础 知识点+典型例题教师版恒成立问题知识讲解一、不等式的恒成立问题1. 若在上恒成立,等价于在上的最小值成立2. 若在上恒成立,等价于在上的最大值成立3. 对任意,都有成立,等价于构造,4. 对任意,都有成立,等价于构造,5. 对任意,都有成立的充要条件是6. 对任意,都有成立的充要条件是二、不等式的能成立(存在性)问题1. 若存在使得在上能成立,等价于在上的最大值成立2. 若存在使得在上能成立,等价于在上的最小值成立3. 若存在,使得成立,等价于构造,4. 若存在,使得成立,等价于构造,5. 若在,至少存在一个使得成立等价三、不等式的恒成立与存在性的综合问题1. 对任
2、意,存在,使得成立,等价于在上的最大值在上的最大值2. 对任意,存在,使得成立,等价于在上的最小值在上的最小值. 典型例题一选择题(共5小题)1(2018北京模拟)在ABC中,D为AB的中点,点F在线段CD(不含端点)上,且满足=x+y,若不等式a2+at对t2,2恒成立,则a的最小值为()A4 B2 C2 D4【解答】解:=x+y=2x+y,因为点F在线段CD(不含端点)上,所以C,F,D三点共线,所以2x+y=1且x0,y0,则=()(2x+y)=4+4+2=8,当且仅当=,即x=,y=时,上式取等号,故有最小值8,不等式a2+at对t2,2恒成立,就是8a2+at对t2,2恒成立,即a2
3、+at80对t2,2恒成立,可得:,解得a2,2则a的最小值为2故选:B2(2017秋姚安县校级期中)对一切实数x,若关于x的不等式ax2x+a0恒成立,实数a的取值范围()Aa2或a2 B2a2 Ca Da【解答】解:关于x的不等式ax2x+a0恒成立,则,解得,即a;实数a的取值范围是(,+)故选:C3(2013昆明模拟)a为常数,xR,f(x)=a2x2+ax+10,则a的取值范围是()Aa0 Ba0 Ca0 DaR【解答】解:当a=0时符合条件,当a0时,a20,=a24a21=3a20,综上aR故选:D4已知函数f(x)=x2+ax+b2b+1(a,bR)对任意实数x都有f(1x)=
4、f(1+x)成立,若存在x1,1,使得f(x)0成立,则实数b的取值范围是()A(,1)(2,+) B(2,+) C(1,0) D(1,2)【解答】解:对任意实数x都有f(1x)=f(1+x)成立函数f(x)的对称轴为x=1=,解得a=2函数f(x)的对称轴为x=1,开口向下函数f(x)在1,1上是单调递增函数,而存在x1,1,使得f(x)0成立,f(x)min=f(1)=b2b20,解得1b2,故选:D5已知x10,2,x20,2,使得(x+ax1a)exx21成立,则实数a的取值范围为()A(,2)3e4,+) B(,1)e24,+)C(,13e4,+) D(,2e24,+)【解答】解:由
5、y=x2x1在0,递减,在(,2递增,可得x=2处,函数y取得最大值1,x10,2,x20,2,使得(x+ax1a)exx21成立,可得(x2+axa)ex1在0,2成立,即有a(x1)+x2ex0,当x=1时,1e0,上式不成立;当0x1时,a成立,由g(x)=的导数为g(x)=,由y=exx的导数为y=ex1,可得x0时,函数y递增,x0时,函数y递减,可得exx的最小值为1,即exx0,可得g(x)在(0,1)递减,可得a=1,当1x2时,a成立,由g(x)=的导数为g(x)=,可得g(x)在(1,2递减,可得a=e24即有a1或ae24,故选:B二填空题(共2小题)6若关于x的不等式a
6、x2+x2a0的解集中有且仅有6个整数解,则实数a的取值范围是()【解答】解:关于x的不等式ax2+x2a0的解集中仅有6个整数解,解得a0,f(0)=2a0,f(2)=2+2a0,f(1)=1a,如果a1,则f(1)=1a0,不等式ax2+x2a0的解集中有且仅有6个整数解为:4,3,2,1,0,1;可得f(5)0,f(4)0,解得:a(),不满足题意;如果a(0,1),则f(1)=1a0,不等式ax2+x2a0的解集中有且仅有6个整数解为:5,4,3,2,1,0;可得f(6)0,f(5)0,即,解不等式得:a(),故答案为:()7已知f(x)=xsinx+cosx+x2,则不等式f(2)的
7、解集为(0,)(100,+)【解答】解:f(x)=xsinx+cosx+x2的定义域为R,且f(x)=(x)sin(x)+cos(x)+(x)2=xsinx+cosx+x2,即有f(x)=f(x),即f(x)为偶函数;又x0时,f(x)=sinx+xcosxsinx+2x=x(2+cosx)0,则f(x)在x0递增,不等式f(2),即为f(2),即有f(lgx)f(2),可得f(|lgx|)f(2),即有|lgx|2,即lgx2或lgx2,解得x100或0x,则解集为(0,)(100,+)故答案为:(0,)(100,+)三解答题(共8小题)8已知函数f(x)=(a0,a1)是定义在R上的奇函数
8、(1)求实数a的值;(2)判断f(x)在定义域上的单调性,并用单调性定义证明;(3)当x(0,1时,tf(x)2x2恒成立,求实数t的取值范围【解答】解:(1)f(x)是定义在R上的奇函数,f(0)=0,则f(0)=0,得a=2;(2)当a=2时,f(x)=1,则f(x)在定义域R上的单调递增;设x1x2,则f(x1)f(x2)=1(1)=,x1x2,则f(x1)f(x2)0,即f(x1)f(x2),即函数f(x)在R上是增函数(3)当x(0,1时,函数f(x)为增函数,则f(0)f(x)f(1),即0f(x),则tf(x)2x2恒成立等价为t=恒成立设g(x)=2x,下证明g(x)为增函数,
9、设0x1x21,则g(x2)g(x1)=+=()(1+)0,即g(x2)g(x1),则g(x)在(0,1上增函数,则g(x)的最大值为g(1)=0,则t09已知函数f(x)=x23x(1)若函数g(x)和f(x)的图象关于y轴对称,解不等式f(x)+g(x)|x|;(2)当x(0,+)时,不等式f(x)ax1恒成立,求实数a的取值范围【解答】解:(1)因为函数g(x)和f(x)的图象关于y轴对称所以g(x)=x2+3x,f(x)+g(x)=2x2|x|当x0时,2x2x,x当x0时,2x2x,x当x=0时,2x2|x|成立,所以不等式f(x)+g(x)|x|的解集为:x|x,或x,或x=0(2
10、)当x(0,+)时,不等式f(x)ax1恒成立,即:当x(0,+)时,x23xax1恒成立,可得ax+3,当x(0,+)时恒成立因为x323=1,当且仅当x=1时,等号成立,所以a1实数a的取值范围:(,1)10已知函数f(x)=x2+mx+4,g(x)=2x,(1)当m=1时,求不等式f(x)g(x)的解集(2)若关于x的不等式f(x)g(x)+|22x|的解集包含1,1,求m的取值范围?【解答】解:(1)当m=1时,不等式f(x)g(x),即为x23x+40,解得4x1,即解集为4,1;(2)关于x的不等式f(x)g(x)+|22x|的解集包含1,1,即有x2+mx+42x+|22x|在1
11、,1恒成立,即为x2+mx+42,即有x2mx20在1,1恒成立,可得1+m20,1m20,解得m1且m1,即1m1,可得m的取值范围是1,111若对任意x0,a恒成立,求实数a的取值范围【解答】解:x0时,=,设f(x)=x+3,x0,f(x)2+3=5,当且仅当x=1时取“=”,f(x)的最小值是5;x0时,的最大值是,对任意x0,a恒成立时,实数a的取值范围是a12已知函数f(x)=x2(3a+2)x+6(1)对任意x(1,+),不等式f(x)a(12x)恒成立,求a的取值范围;(2)解不等式:f(x)(1a)x2【解答】解:(1)任意x(1,+),不等式f(x)a(12x)恒成立,即有
12、x2(3a+2)x+6a(12x),即x22x+6a(x+1),可得a对x(1,+)恒成立,设t=x+1,即x=t1,设g(t)=t+4,由g(t)24=2,当且仅当t=3即x=2时,取得最小值2,则a2;(2)f(x)(1a)x2即为ax2(3a+2)x+60,即(ax2)(x3)0,当a=0时,x30,可得x3;当a0时,(x3)(x)0,可得x3或x;当a=时,(x3)20,可得x;当a时,(x3)(x)0,可得x3;当0a时,(x3)(x)0,可得3x综上可得,a=0时,原不等式的解集为x|x3;a0时,解集为x|x3或x;a=时,解集为;当a时,解集为x|x3;当0a时解集为x|3x13已知函数f(x)=|2x1|(1)求不等式f(x)3x的解集(2)若对任意xR,不等式f(x)+f(x+2)m恒成立【解答】解:(1)f(x)=|2x1|3x,当x时,2x13x,解得x1,即x,当x时,2x+13x,解得x,即 x,综上所述不等式f(x)3x的解集为,+),(2)f(x)+f(x+2)=|2x1|+|2x+3|12x+2x+3|=4,m4故m的范围为(,414已知a和b是非零实数(1)若存在a、b不等式|2a+b|+|2ab|a|成立,求实数的取值范围;(2)若对任意a、b不等式|a+b|+|ab|a|(|2x+1|x1|)恒成立,求实数x的取值范围【解答】解:(
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