高中函数恒成立专题,高一函数恒成立问题

  • 高中数学
  • 2025-12-12

高中函数恒成立专题?题型概述:对数函数型不等式恒成立问题主要考察对数函数的性质,包括函数的定义域、单调性、最值等。解题策略:根据对数函数的性质,将不等式转化为关于某个变量的不等式,然后利用函数的单调性或最值求解。关键知识点:对数函数的单调性、最值公式。七、那么,高中函数恒成立专题?一起来了解一下吧。

两个函数的恒成立问题

(1)f`(x)=(2kxe^x-kx^2e^x)/e^2x=kx(2-x)/e^x,

1)若k>0,x∈(-∞,0)∪(2,+∞)为减函数;x∈(0,2)为增函数

1)若k<0,x∈(-∞,0)∪(2,+∞)为增函数;x∈(0,2)为减函数.

(2)当k=1时,f(x)=x^2/e^x,

lnf(x)=ln[x^2/e^x]=2lnx-x

x>0时,lnf(x)>ax,即(2lnx)/x-1=lnf(x)/x>a

令g(x)=(2lnx)/x-1,g`(x)=2(1-lnx)/x^2,

当x0,

当x>e时,g`(x)<0,

所以当x>0时,g(x)最大值=g(e)=(2-e)/e

所以a<(2-e)/e

分段函数恒成立问题

高中数学必考知识点——恒成立与存在性问题

一、基础知识

恒成立问题

对于$x in D$,$f(x) geq a$恒成立:这意味着在定义域D内,函数$f(x)$的值始终大于或等于a。根据函数的性质,我们可以得出$f(x)_{min} geq a$,即函数在定义域内的最小值也要大于或等于a。

对于$x in D$,$f(x) leq b$恒成立:这表示在定义域D内,函数$f(x)$的值始终小于或等于b。同理,我们可以得出$f(x)_{max} leq b$,即函数在定义域内的最大值也要小于或等于b。

存在性问题

对于$x in D$,$f(x) geq a$存在:这意味着在定义域D内,至少存在一个x使得$f(x)$的值大于或等于a。根据函数的性质,我们可以得出$f(x)_{max} geq a$,即函数在定义域内的最大值要大于或等于a(但不一定所有x都满足)。

对于$x in D$,$f(x) leq b$存在:这表示在定义域D内,至少存在一个x使得$f(x)$的值小于或等于b。

函数恒成立问题解法

高考数学中不等式恒成立与能成立问题是重难点之一,这类问题通常涉及不等式、函数、三角、几何等多方面的知识,综合性强且解法灵活。以下是七大典型题型及其解析:

一、一次函数型不等式恒成立问题

答案

题型概述:此类问题通常涉及一次函数在某个区间上的单调性,通过判断函数的增减性来确定不等式的恒成立条件。

解题策略:利用一次函数的单调性,结合区间端点处的函数值,确定不等式的解集。

二、二次函数型不等式恒成立问题

答案

题型概述:此类问题主要考察二次函数的图像与性质,特别是开口方向、顶点坐标以及判别式等知识点。

解题策略:根据二次函数的开口方向和顶点坐标,结合不等式恒成立的条件,确定参数的取值范围。

关键知识点:二次函数的顶点公式、判别式公式。

三、分式不等式恒成立问题

答案

题型概述:分式不等式恒成立问题通常涉及分式的性质、函数的单调性以及最值问题。

有关函数恒成立的例题

高三数学复习中的恒成立与存在性问题,涉及一次函数、二次函数等函数的性质、图像,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,在培养学生思维的灵活性、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.恒成立与存在性问题的处理途径有多种,下面通过实例来谈谈对它们的处理方法.

一、恒成立问题

1.?坌x∈D,f(x)>g(x)型

对于形如?坌x∈D,f(x)>g(x)的问题,需要先设函数y=f(x)-g(x),再转化为?坌x∈D,y>0.

例1:已知函数f(x)=x|x-a|+2x,求所有的实数a,使得对任意x∈[1,2]时,函数f(x)的图像恒在函数g(x)=2x+1图像的下方.

解:由题意得对任意的实数x∈[1,2],f(x)<g(x)恒成立,即x|x-a|<1在[1,2]上恒成立,也即x-<a<x+在[1,2]上恒成立,故当x∈[1,2]时,只要x-的最大值小于a且x+的最小值大于a即可,而当x∈[1,2]时,x-′=1+>0,从而x-为增函数,由此得(x-)=;当x∈[1,2]时,x+′=1->0,从而x+为增函数,由此得(x+)=2,所以<a<2.

【点评】在处理f(x)>c的恒成立问题时,如果函数f(x)含有参数,一般有两种处理方法:一是参数分离,将含参数函数转化为不含参数的函数,再求出最值即可;二是如果不能参数分离,可以用分类讨论处理函数f(x)的最值.

2.?坌x,x∈D,|f(x)-f(x)|≤C型

对于形如?坌x,x∈D,|f(x)-f(x)|≤C的问题,因为|f(x)-f(x)|≤f(x)-f(x),所以原命题等价为f(x)-f(x)≤C.

例2:已知函数f(x)=ax+bx-3x(a,b∈R),在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.(1)求函数f(x)的解析式;(2)若对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x,x,都有|f(x)-f(x)|≤c,求实数c的最小值.

解:(1)∵f′(x)=3ax+2bx-3,

根据题意,得f(1)=-2f′(1)=0即a+b-3=-23a+2b-3=0,解得a=1b=0,∴f(x)=x-3x.

(2)令f′(x)=3x-3=0,即3x-3=0,解得x=±1.

∵f(-1)=2,f(1)=-2,∴当x∈[-2,2]时,f(x)=2,f(x)=-2.

则对于区间[-2,2]上任意两个自变量的值x,x,都有 |f(x)-f(x)|≤f(x)-f(x)=4,所以c≥4,即c的最小值为4.

【点评】在处理这类问题时,因为x,x是两个不相关的变量,所以可以等价为函数f(x)在区间D上的函数差的最大值小于c,如果x,x是两个相关变量,则需要代入x,x之间的关系式转化为一元问题.

3.?坌x,x∈D,|f(x)-f(x)|≤a|x-x|型

形如?坌x,x∈D,|f(x)-f(x)|≤a|x-x|这样的问题,首先需要根据函数f(x)的单调性去掉|f(x)-f(x)|≤a|x-x|中的绝对值符号,再构造函数g(x)=f(x)-ax,从而将问题转化为新函数g(x)的单调性.

例3:已知函数f(x)=x-1-alnx(a∈R).若a<0,且对任意x,x∈(0,1],都有|f(x)-f(x)|≤4-,求实数a的取值范围.

解:f′(x)=1-=,其中x>0.∴当a<0时,f′(x)>0恒成立,函数f(x)在(0,1]上是增函数,又函数y=在(0,1]上是减函数.

不妨设0<x≤x≤1,则|f(x)-f(x)|=f(x)-f(x),-=-,所以|f(x)-f(x)|≤4-等价于f(x)-f(x)≤-,即f(x)+≤f(x)+.

设h(x)=f(x)+=x-1-alnx+.则|f(x)-f(x)|≤4-等价于函数h(x)在区间(0,1]上是减函数.因为h′(x)=1--=,所以所证命题等价于证x-ax-4≤0在x∈(0,1]时恒成立,即a≥x-在x∈(0,1]时恒成立,即a不小于y=x-在区间(0,1]内的最大值.而函数y=x-在区间(0,1]上是增函数,所以y=x-的最大值为-3,所以a≥-3.又a<0,所以a∈[-3,0).

[点评]?坌x,x∈D,|f(x)-f(x)|≤a|x-x|等价为k=≤a,再进一步等价为f′(x)≤a的做法由于缺乏理论支持,解题时不可以直接使用.况且本题的第(2)问不能把 |f(x)-f(x)|≤4-转化为≤4,所以这类问题还是需要按照本题第(2)问的处理手段来处理.

在处理恒成立问题时,首先应该分辨所属问题的类型,如果是关于单一变量的恒成立问题,首先考虑参数分离;如果不能参数分离或者参数分离后所形成函数不能够处理,那么可以选择分类讨论来处理;如果是关于两个独立变量的恒成立问题处理,只需要按照上探究点中所讲类型的处理方法来处理即可.

二、存在性问题

1.?坌x∈D,?埚x∈D,f(x)=g(x)型

对于?坌x∈D,?埚x∈D,f(x)=g(x)的研究,若函数f(x)的值域为C,函数g(x)的值域为C,则该问题等价为C?哿C.

例1:设函数f(x)=-x-x+x-4.

设a≥1,函数g(x)=x-3ax-2a.若对于任意x∈[0,1],总存在x∈[0,1],使得f(x)=g(x)成立,求a的取值范围.

解:f′(x)=-x-x+,令f′(x)>0,可知:当x∈[0,1]时,f(x)单调递增,

∴当x∈[0,1]时,f(x)∈[f(0),f(1)],即f(x)∈[-4,-3].

又g′(x)=3x-3a,且a≥1,∴当x∈[0,1]时,g′(x)≤0,g(x)单调递减,

∴当x∈[0,1]时,g(x)∈[g(1),g(0)],即g(x)∈[-3a-2a+1,-2a],

函数参数恒成立问题

1、由题目知,要使x在区间[1,+∞)上,f(x)﹥0恒成立,则f(x)在区间[1,+∞)上必为增函数,且f(1)=3+a﹥0恒成立,设1≦x2<x1,则f(x1)-f(x2)代入化简得,f(x1)-f(x2)=(x1-x2)(x1*x2-a)/(x1x2)﹥0恒成立,即x1*x2-a﹥0恒成立,则必须a≦1,结合3+a﹥0,得,-3

讨论

若a>0,则,x在区间[1,+∞),f(x)=x+2+a/x>0亦恒成立

综合得,a>-3

2、同理,设2≦x2<x1,则f(x1)-f(x2)代入化简得,可知,f(x1)-f(x2)=(x1-x2)(x1*x2-3)/(x1x2)﹥0恒成立,故,f(x)为增函数,要使x在区间[2,+∞)上,f(x)﹥a恒成立,且f(x)在区间[2,+∞)上为增函数,则,f(2)=11/2﹥a恒成立即可,得,a<11/2

3、设2≦x2<x1≦5,可得,f(x1)-f(x2)=(x2-x1)/[(x1-1)(x2-1)]<0,可知,函数为减函数,要使f(x)

以上就是高中函数恒成立专题的全部内容,恒成立问题 对于$x in D$,$f(x) geq a$恒成立:这意味着在定义域D内,函数$f(x)$的值始终大于或等于a。根据函数的性质,我们可以得出$f(x)_{min} geq a$,即函数在定义域内的最小值也要大于或等于a。对于$x in D$,$f(x) leq b$恒成立:这表示在定义域D内,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。

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