浅谈恒成立问题的解题方法

来源:岁月联盟 作者: 时间:2014-10-15
        函数与不等式既是知识的结合,又是数学思想和方法的交汇处,因此成为高考的热点。恒成立问题就是其中一种比较常见的题型。恒成立问题在解法上是灵活多样的,其某些解法及解题思想,对解决其它数学问题也有一定的指导性作用。本文旨在通过对具体问题的解析,来帮助学生加强对这一类问题的掌握。
        一、变换主元
        例1、设不等式mx2-2x+1-m<0对于满足|m|≤2的一切实数m的值都成立,求x的取值范围。
        分析:若本题改为“不等式mx2-2x+1-m<0对于任意的实数x恒成立,求m的取值范围”,则问题可化归为文[1]中的例2进行求解。但对于本题学生则难于下手,这是因为学生的思维定势,将x看成自变量,m看成是参数,求解确实困难。但如果我们能够换位思考,变换主元,将m看成自变量,x看成是参数,将原不等式变形为(x2-1)m+1-2x<0,这样就可以将问题转化为关于m的一元一次不等式来求解,则问题可迎刃而解。
解:原不等式转化为(x2-1)m+1-2x<0,记f(m)=(x2-1)m+(1-2x),其中-2≤m≤2。
        根据题意得
        说明:本题将m视为主变量,则f(m)的图像是一条线段,即f(m)为一次函数,可利用一次函数的单调性求解。
        二、巧用等号
        例2、已知二次函数f(x)=ax2+bx+c的图像过点(-1,0),问是否存在常数a、b、c使得对于任意的x,不等式x≤f(x)≤(1+x2)恒成立?
分析(一):本题也为恒成立问题,需将不等式x≤f(x)≤ (1+x2)看成“对于任意的x,x≤f(x)与f(x)≤(1+x2)同时恒成立”,故需两次利用恒成立思想来求解。
        解:由题意知:对于任意的x,x-f(x)≤0与f(x)- (1+x2)≤0恒成立,
即ax2+(b-1)x+c≥0……(1)与x2+bx+c- ≤0……(2)恒成立。
        又函数f(x)=ax2+bx+c的图像过点(-1,0),故a-b+c=0,即a+c=b。
        所以a=c,2(a+c)-1=0。
        所以存在常数a=c= 、b= 满足题意。 
        分析(二):如果我们能观察不等式x≤f(x)≤ (1+x2) 的特征,巧妙利用其中的两个等号,则问题将会变得简单得多。