○ 从江县第一民族中学 杨再财
函数对于很多高中生来说是最害怕的,也是觉得最难学、难懂的,但函数又贯穿于整个高中数学,甚至以后大学学习的内容,所以只有好好地学习函数,去了解它;最重要的是高考中函数恒成立的问题也是经常考。因此,对于二次函数(函数)恒成立的问题,我们是否有一些合适方法去解决呢,让我们一起来探讨学习吧。
一、在R上的恒成立问题
这类题型一般出现在选择题中,主要考察学生对二次函数的理解以及函数图像的应用,但是当二次项含有参数时,很多学生容易出现漏解的情况。
例1 若一元二次不等式[~公式~]对于一切实数[~公式~]都成立,则[~公式~]的取值范围为( )
A.([~公式~]] B.[[~公式~]) C.[[~公式~]] D.([~公式~])
解:分析,此题中明确为一元二次不等式,因此不存在[~公式~]等于0的情况, 所以,[~公式~],又[~公式~]对于一切实数[~公式~]都成立,根据二次函数的图像,也就说函数必须开口向下,且与[~公式~]轴无交点:
则必有[~公式~]解得[~公式~]故答案为[~公式~]。
例2 设[~公式~]为常数,对于[~公式~]则[~公式~]的取值范围是( )
A.[~公式~] B.[~公式~] C.[~公式~] D.[~公式~]
解:分析,此题中没有明确不等式为一元二次不等式,因此要对二次项系数进行讨论:(1)若[~公式~]时,则原不等式变为[~公式~],则不等式恒成立。
(2)若[~公式~]时,根据二次函数的图像得函数必须开口向上,且与[~公式~]轴无交点:
则必有[~公式~]解得[~公式~],综合以上得[~公式~],故答案为B。
二、在给定的区间上的恒成立问题
这类题型一般出现在函数综合解答题中,解决这类型题目采用的方法通常有:1.分离参数;2.变形,对参数进行分类讨论。
例3 设函数[~公式~],若对于[~公式~],[~公式~]恒成立,求[~公式~]的取值范围。
解:方法一 :分离参数
把[~公式~]带入[~公式~]移项得,[~公式~]
这就把问题转化为求函数的值域问题, 令[~公式~],只要[~公式~]比函数[~公式~]的最小值还要小,则原不等式就成立,而函数[~公式~]可以变为[~公式~]
在[~公式~]上函数[~公式~]为单调递减,因此[~公式~],因此[~公式~]。
方法二:[~公式~]带入[~公式~]移项得,[~公式~],令[~公式~],[~公式~]
⑴当[~公式~][~公式~]在[~公式~]上单调递增,所以[~公式~][~公式~][~公式~]所以,[~公式~],所以[~公式~];
⑵当[~公式~]时,[~公式~]恒成立;
⑶当[~公式~][~公式~]在[~公式~]上单调递减,所以[~公式~][~公式~][~公式~],所以[~公式~],所以[~公式~]。
综合上述,[~公式~] 的取值范围是[~公式~] . 三、在给定参数范围的恒成立问题
这类题型中是恒成立中比较难的,如果不掌握方法,按照常规思路去解决,那样会花费很多时间,而且得到的答案可能不完整。那么解决这类题型的方法是要弄清楚谁是主元,谁是参数。一般地,知道谁的范围,谁就是主元,求谁的范围,谁就是参数。
例4 对任意[~公式~],函数[~公式~]的值恒大于零,求[~公式~]的取值范围。
解:分析,按照解题的方法知道[~公式~]的范围,[~公式~]就是主元,求[~公式~]的范围,[~公式~]就是参数,因此要把原来的函数变为以 [~公式~]为变量,[~公式~]为参数的方程。所以,由[~公式~],令[~公式~],这时候[~公式~]就可以看成是以[~公式~]为变量的一次函数,由题意得,[~公式~],函数[~公式~]的值恒大于零
所以[~公式~]
解得[~公式~][~公式~]
故当[~公式~]的取值范围为[~公式~]时,对任意的[~公式~],函数[~公式~]的值恒大于零。
以上简单介绍了常见的二次函数恒成立问题解决的常用方法,这只是解决问题的一个方面。除了掌握方法以外,在平时做题中我们还有结合题目的实际问题理解题目的本质,还要注重一题多解,找到解决问题的最佳方法,在实际解决问题中要综合考虑,灵活运用。更重要的是在学习和解题中要做到知其然亦知其所以然。