高中数学沪教版高中一年级 第一学期2.5不等式的证明学案

专题研究之二（不等式中恒成立问题的解法研究）

在不等式的综合题中，经常会遇到当一个结论对于某一个字母的某一个取值范围内所有值都成立的恒成立问题。

恒成立问题的基本类型：

类型1：设，（1）上恒成立；（2）上恒成立。

类型2：设

（1）当时，上恒成立，

上恒成立

（2）当时，上恒成立

上恒成立

类型3：

。

类型4：

  恒成立问题的解题的基本思路是：根据已知条件将恒成立问题向基本类型转化，正确选用函数法、最小值法、数形结合等解题方法求解。

一、用一次函数的性质

   对于一次函数有：

例1：若不等式对满足的所有都成立，求x的范围。

解析：我们可以用改变主元的办法，将m视为主变元，即将元不等式化为：，；令，则时，恒成立，所以只需即，所以x的范围是。

二、利用一元二次函数的判别式

  对于一元二次函数有：

（1）上恒成立；

（2）上恒成立

例2：若不等式的解集是R，求m的范围。

解析：要想应用上面的结论，就得保证是二次的，才有判别式，但二次项系数含有参数m，所以要讨论m-1是否是0。

（1）当m-1=0时，元不等式化为2>0恒成立，满足题意；

（2）时，只需，所以，。

三、利用函数的最值（或值域）

（1）对任意x都成立；

（2）对任意x都成立。简单计作：“大的大于最大的，小的小于最小的”。由此看出，本类问题实质上是一类求函数的最值问题。

例3：在ABC中，已知恒成立，求实数m的范围。

解析：由

，，恒成立，，即恒成立，

例4：（1）求使不等式恒成立的实数a的范围。

解析：由于函，显然函数有最大值，。

如果把上题稍微改一点，那么答案又如何呢？请看下题：

（2）求使不等式恒成立的实数a的范围。

解析：我们首先要认真对比上面两个例题的区别，主要在于自变量的取值范围的变化，这样使得的最大值取不到，即a取也满足条件，所以。

   所以，我们对这类题要注意看看函数能否取得最值，因为这直接关系到最后所求参数a的取值。利用这种方法时，一般要求把参数单独放在一侧，所以也叫分离参数法。

四：数形结合法

   对一些不能把数放在一侧的，可以利用对应函数的图象法求解。

例5：已知，求实数a的取值范围。

解析：由，在同一直角坐标系中做出两个函数的图象，如果两个函数分别在x=-1和x=1处相交，则由得到a分别等于2和0.5，并作出函数的图象，所以，要想使函数在区间中恒成立，只须在区间对应的图象在在区间对应图象的上面即可。当才能保证，而才可以，所以。

     由此可以看出，对于参数不能单独放在一侧的，可以利用函数图象来解。利用函数图象解题时，思路是从边界处（从相等处）开始形成的。

例6：若当P(m,n)为圆上任意一点时，不等式恒成立，则c的取值范围是（   ）

A、    B、

C、            D、

解析：由，可以看作是点P(m,n)在直线的右侧，而点P(m,n)在圆上，实质相当于是在直线的右侧并与它相离或相切。，故选D。

  其实在习题中，我们也给出了一种解恒成立问题的方法，即求出不等式的解集后再进行处理。

   以上介绍了常用的五种解决恒成立问题。其实，对于恒成立问题，有时关键是能否看得出来题就是关于恒成立问题。下面，给出一些练习题，供同学们练习。

练习题：1、对任意实数x，不等式恒成立的充要条件是_______。
 

2、设上有意义，求实数a的取值范围.。

3、当恒成立，则实数a的范围是____。

4、已知不等式： 对一切大于1的自然数n恒成立，求实数a的范围。