細(xì)解高考中的熱點難點

孫成田 劉本玲

【中圖分類號】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）12-0222-02

恒成立問題包容性強，涵蓋初等數(shù)學(xué)的各個方面，滲透著換元、化歸、構(gòu)造函數(shù)、分類討論、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程思想，體現(xiàn)著在變化中把握不變量的數(shù)學(xué)特征，有利于考查學(xué)生的綜合解題能力，在培養(yǎng)思維的靈活性、創(chuàng)造性等方面起到了積極的作用，故而在考試中被廣泛采用。

一、變量分離型結(jié)合極端值原理

1.不等式的恒成立問題與函數(shù)最值有密切的關(guān)系，解決不等式恒成立問題，通常先分離參數(shù)，再轉(zhuǎn)化為最值問題來解。

2.極端值原理：m≥f（x）恒成立，則m≥f（x）max；n≤f（x）恒成立，則n≤f（x）min。

例1.設(shè)函數(shù)f（x）=x2-1，對任意x∈[ ，+∞），f（ ）-4m2f（x）≤f（x-1）+4f（m）恒成立，求實數(shù)m的取值范圍。解答：依據(jù)題意得 -1-4m2（x2-1）≤（x-1）2-1+4（m2-1）在x∈[ ，+∞）上恒成立，即 -4m2≤- - +1在x∈[ ，+∞）上恒成立。當(dāng)x= 時函數(shù)y=- - +1取得最小值- ， 所以 -4m2≤- ，即（3m2+1）（4m2-3）≥0， 解得m≤- 或m≥ 。

例2.已知函數(shù)f（x）=xe2x-lnx-ax，若？坌x>0，不等式f（ ）-1≥ e + 恒成立，求a的取值范圍。解答：由題意可知，f（ ）-1≥ e + ，？圯 e -ln - -1≥ e + ？圯a≤xlnx-x- 對任意x>0成立， 令函數(shù)g（x）=xlnx-x- ，所以g'（x）=lnx+ ，當(dāng)x>1時，g'（x）>0，當(dāng)時0

小結(jié)：（1）利用導(dǎo)數(shù)工具求出函數(shù)的單調(diào)性從而求出函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的最值；（2）將恒成立問題轉(zhuǎn)化為最值問題求解即可得出a的取值范圍。

二、函數(shù)思想結(jié)合函數(shù)模型

1.一次函數(shù)模型結(jié)合主輔元變換

給定一次函數(shù)y=f（x）=kx+b（k≠0），若y=f（x）在[m，n]內(nèi)恒有f（x）>0，則根據(jù)函數(shù)的圖像（線段）可得k>0f（m）>0或k<0f（n）>0，也可合并成f（m）>0f（n）>0，同理，若在[m，n]內(nèi)恒有f（x）<0，則有f（m）<0f（n）<0。

2.二次函數(shù)模型

若二次函數(shù)y=ax2+bx+c，（a≠0）的函數(shù)值大于（或小于）0恒成立，則有a>0△<0（或a<0△<0），若是二次函數(shù)在指定區(qū)間上的恒成立問題，還可以利用韋達(dá)定理以及二次函數(shù)的圖像求解。

例3.已知函數(shù)f（x）=x2+2ax-a+2.

（1）若對于任意x∈[-1，1]，f（x）≥0恒成立，求實數(shù)a的取值范圍；（2）若對于任意a∈[-1，1]，x2+2ax-a+2>0恒成立，求實數(shù)x的取值范圍。解答：（1）由于對于任意x∈[-1，1]，f（x）≥0恒成立，故f（x）min≥0。又函數(shù)f（x）的圖像的對稱軸方程為x=-a，當(dāng)-a<-1時，f（x）min=f（-1）=3-3a≥0，求得a無解；當(dāng)-a>1時，f（x）min=f '（1）=3+a≥0，求得-3≤a<-1；當(dāng)-a∈[-1，1]時，f（x）min=f '（-a）=-a2-a+2≥0，求得-1≤a≤1。綜上可得，a的范圍為[-3，1]。

（2）若對于任意a∈[-1，1]，x2+2ax-a+2>0恒成立，等價于g（a）=（2x-1）a+x2+2>0， ∴g（-1）=x2-2x+3>0g（1）=x2+2x+1>0，求得x≠-1，即x的范圍為{x|x≠-1}。

小結(jié)：

（1）對于任意x∈[-1，1]，f（x）≥0恒成立，故f（x）min≥0.利用二次函數(shù)的性質(zhì)，分類討論求得a的范圍。

（2）變換主輔元將不等式轉(zhuǎn)化為關(guān)于參數(shù)a的一次函數(shù)，然后求x的范圍。

三、數(shù)形結(jié)合思想，結(jié)合熟悉函數(shù)圖像間的上下關(guān)系求解

“數(shù)缺形時少直觀，形缺數(shù)時難入微”，數(shù)形結(jié)合在不等式恒成立問題中起著重要作用，構(gòu)造圖像法求解。

（1）f（x）>g（x）？圳函數(shù)f（x）圖像恒在函數(shù)g（x）圖像上方；

（2）f（x）

例4.對于函數(shù)f（x）=sinπx，x∈[0，2] f（x-2），x∈（2，+∞），有下列4個命題：①任取x1，x2∈[0，+∞）都有|f（x1）-f（x2）|≤2恒成立；②f（x）=2kf（x+2k）（k∈N？鄢），對于一切x∈[0，+∞）恒成立；③函數(shù)y=f（x）-ln（x-1）有3個零點；④對任意x>0，不等式f（x）≤ 恒成立，則其中所有真命題的序號是____。

解答：f（x）=sinπx，x∈[0，2] f（x-2），x∈（2，+∞）的圖像如圖所示： ①f（x）的最大值為1，最小值為-1，∴任取x1，x2∈[0，+∞），都有|f（x1）-f（x2）|≤2恒成立，正確；②f（ ）=2f（ +2）=4f（ +4）=6f（ +6）≠8f（ +8），故不正確；③如圖所示，函數(shù)y=f（x）-ln（x-1）有3個零點； ④由題意，可得，x∈（2k，2k+2），f（x）max= ，（ ）min= 。證明 ≥ ，即證明2k≥k+1，構(gòu)造f（k）=2k-k-1，則f '（k）=2kln2-1≥0（k≥1）。

∴ ≥ ，∴對任意x>0，不等式f（x）≤ 恒成立，∴對任意x>0，不等式f（x）≤ 恒成立正確。

故答案為①③④ 。

小結(jié)：本題考查分段函數(shù)的應(yīng)用，考查數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想，正確作出函數(shù)的圖像是關(guān)鍵。