微专题 函数不等式恒成立、能成立问题 学案-2023届高考数学一轮《考点·题型·技巧》精讲与精练
展开微专题:函数不等式恒成立、能成立问题
【考点梳理】
函数最值的重要结论
(1)设f(x)在某个集合D上有最小值,m为常数,则f(x)≥m在D上恒成立的充要条件是f(x)min≥m.
(2)设f(x)在某个集合D上有最大值,m为常数,则f(x)≤m在D上恒成立的充要条件是f(x)max≤m.
【题型归纳】
题型一:函数不等式恒成立问题
1.不等式恒成立,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若对任意的实数,不等()恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知函数,若对任意的,且恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型二:函数不等式能成立(有解)问题
4.已知函数,若有且只有两个整数解,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.若存在,使不等式成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.若关于x的方程有解,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【双基达标】
7.已知函数,若∃∈R,使得成立,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.已知向量,,,若,使不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
9.定义在上函数满足,且当时,.则使得在上恒成立的的最小值是( )
A. B. C. D.
10.已知函数,若恒成立.则a的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.已知函数,若对任意,,恒成立,则m的最大值为( )
A.-1 B.0 C.1 D.e
12.对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围为( ).
A. B.
C. D.
13.定义在R上的函数满足,当时,若对任意的,不等式恒成立,则实数t的取值范围是( )
A. B.
C. D.
14.已知函数,若,,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
15.已知,且,若恒成立,则实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
16.设函数的定义域为R,满足,且当时,.若对任意,都有,则m的最大值是( )
A. B. C. D.
17.若函数在上单调递增,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
18.函数满足,当有,且对任意的,不等式恒成立.则实的取值范围是( )
A. B. C. D.
19.已知命题:函数,且在区间上恒成立,则该命题成立的充要条件为( )
A. B.
C. D.
20.已知函数,若对于任意的实数x,不等式恒成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
21.当时,若关于的不等式有解,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
22.定义在上的函数满足,且当时,,若对任意的,不等式恒成立,则实数的最大值是( )
A.2 B. C. D.
23.设且,若对恒成立,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
24.已知函数.若对于任意的,都有,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
25.已知函数,若时,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【高分突破】
一、 单选题
26.若不等式(且)对任意都成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
27.设函数,,若对任意的,都存在实数,使得成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
28.已知,,若对,,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
29.若至少存在一个,使得关于x的不等式成立,则实数m的取值范围是
A. B. C. D.
30.已知函数,,若对任意,存在,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
31.若函数在区间内存在单调递增区间,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
32.设,若对任意的,都有恒成立,则的值可以为( )
A.0 B.1 C.3 D.5
33.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.是周期函数 B.满足
C. D.在上有解,则k的最大值是
34.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.
B.关于的方程有个不同的解
C.在上单调递减
D.当时,恒成立.
35.函数是定义在上的奇函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A.在上单调递减
B.关于的不等式的解集为
C.关于的方程有三个实数解
D.,
三、填空题
36.若函数在上是减函数,则实数的取值范围为___________.
37.存在实数使不等式 在 成立,则的范围为__________.
38.已知函数,若对任意,存在使得恒成立,则实数a的取值范围为____________.
39.意大利著名画家、数学家、物理学家达·芬奇在他创作《抱银貂的女子》时思考过这样一个问题:固定项链的两端,使其在重力的作用下自然下垂,那么项链所形成的曲线是什么?这就是著名的悬链线问题,连接重庆和湖南的世界第一悬索桥——矮寨大桥就采用了这种方式设计.经过计算,悬链线的函数方程为,并称其为双曲余弦函数.若对恒成立,则实数的取值范围为______.
40.若,,则实数的取值范围为___________.
41.设是定义在上的奇函数,且时,,若对于任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是_____________.
四、解答题
42.已知函数,分别是定义在上的偶函数和奇函数,且.
(1)求函数,的解析式;
(2)若对任意,不等式恒成立,求实数的最大值;
43.已知函数.
(1)若,求的值;
(2)若,对于任意恒成立,求实数的取值范围.
44.已知函数=logax,=loga(2x+m2),其中x∈[1,3],a>0且a≠1,m∈R.
(1)若m=6且函数F=+的最大值为2,求实数a的值.
(2)当a>1时,不等式<2在x∈[1,3]时有解,求实数m的取值范围.
45.设常数,函数.
(1)若a=1,求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)是奇函数,且关于x的不等式mx2+m>f[f(x)]对所有的x∈[-2,2]恒成立,求实数m的取值范围.
46.已知函数是定义域上的奇函数,且.
(1)求函数的解析式,判断函数在上的单调性并证明;
(2)令,若函数在上有两个零点,求实数的取值范围;
(3)令,若对,都有,求实数的取值范围.
参考答案
1.D
【解析】
【分析】
由题可得在区间上恒成立,然后求函数的最大值即得.
【详解】
由题可得在区间上恒成立,
令,则,
当时,,当时,,
所以的单调增区间为,单调减区间为;
所以,
所以.
故选:D.
2.C
【解析】
【分析】
根据对数函数的单调性得到,参变分离后换元,得到,利用在上的单调性求出最大值,从而得到实数m的取值范围.
【详解】
当时,要使得不等式有意义,
需要在恒成立,可得,
此时不等式恒成立等价于恒成立,
即.令,则,且,
所以.
因为在上单调递减,
所以,当时,取得最大值为1,
所以实数m的取值范围是.
故选:C.
3.D
【解析】
【分析】
不妨设,令,由题分析可得函数在上单调递减,讨论和时,要使在上单调递减时需要满足的条件,即可求出答案.
【详解】
不妨设,则,根据题意,可得恒成立,即恒成立.令,
则恒成立,所以函数在上单调递减.
当时,在上单调递减,符合题意;
当时,要使在上单调递减,
则解得.
综上所述,实数a的取值范围是.
故选:D.
4.C
【解析】
【分析】
将问题化为有且只有两个整数解,利用导数研究的性质,并画出与的图象,判断它们交点横坐标的范围,列不等式组求k的范围.
【详解】
由题设,定义域为,则可得,
令,则,
所以时,即递增,值域为;
时,即递减,值域为;
而恒过,函数图象如下:
要使有且只有两个整数解,则与必有两个交点,
若交点的横坐标为,则,
所以,即.
故选:C
【点睛】
关键点点睛:首先转化为有且只有两个整数解,导数研究函数性质,再应用数形结合法判断、交点横坐标范围,即可求参数范围.
5.B
【解析】
【分析】
作出函数和函数的图象,在轴右侧,的图象上存在点在图象下方,由此可得参数范围.
【详解】
作出函数和函数的示意图,其中的图象是过点的直线,是直线的斜率,的图象与轴交于点,
,
题意说明在轴右侧,的图象上存在点在图象下方,
由图象可知只要,即可满足题意.
故选:B.
6.C
【解析】
【分析】
将对数方程化为指数方程,用x表示出a,利用基本不等式即可求a的范围.
【详解】
,
,
当且仅当时取等号,
故.
故选:C.
7.B
【解析】
【分析】
问题等价于,求出解不等式即可.
【详解】
x<2时,f(x)=,
x>2时,f(x)=>1,
故,∴,解得.
故选:B.
8.C
【解析】
【分析】
根据向量数量积的坐标表示可得,将问题转化为当时,结合二次函数的性质可知函数的单调性,进而求出即可.
【详解】
由题意知,
,
因为,所以,
若,恒成立,
则当时,,
又由二次函数的性质知,当时,,
所以,即的取值范围为.
故选:C
9.D
【解析】
【分析】
由题意可得,在区间上,,作函数的图象,如图所示,然后结合图像可求出的最小值
【详解】
根据题设可知,当时,,故,
同理可得:在区间上,,
所以当时,.
作函数的图象,如图所示.
在上,由,得.
由图象可知当时,.
故选:D.
【点睛】
此题考查函数在给定区间上恒成立问题,考查数形结合思想,属于中档题
10.B
【解析】
【分析】
在时,由二次函数的最小值大于等于0确定a范围,在时,分离参数构造函数,求函数最小值即可推理作答.
【详解】
依题意,当时,,当时,,
解得,当时,在上单调递减,成立,则有,
当时,,令,,
,当时,,当时,,
则在上单调递减,在上单调递增,,于是得,
综上得,,
所以a的取值范围为.
故选:B
11.C
【解析】
【分析】
对任意,恒成立等价于对任意,恒成立;可换元,设,令,则,即在恒成立,求导由单调性即可求出最值.
【详解】
由题知对任意,恒成立,
等价于,即,即对任意,恒成立,
不妨设,令,则,
则原式等价于,即在恒成立,
设,,则,
所以在上为增函数,所以,
所以,即m的最大值为,当且仅当,即时取得最大值,
故选:C.
12.C
【解析】
【分析】
通过参变分离,利用导函数求函数的值域即可.
【详解】
原不等式可化为.
令,则.
令,则.
∵函数在区间上递增,∴,
∴.
,使得,即,,
,递减,,递增,
∴,
∴,恒有,在区间上递增,
∴,
∴.
故选:C.
13.D
【解析】
【分析】
由解析式得到函数的单调性和对称轴,结合条件可得,两边平方转为恒成立求解即可.
【详解】
当时,单调递减,;当时,单调递减,故在上单调递减:由,得的对称轴方程为.若对任意的,不等式恒成立,所以,即,即对任意的恒成立,所以解得.
故选:D.
14.C
【解析】
求出函数在时的值域,再根据题意求出m的取值范围.
【详解】
函数的图象开口向下,对称轴方程为,函数在区间上单调递增,,,即函数的值域为.
由方程有解知,,因此,且,解得.故选:C
【点睛】
本题考查了二次函数在闭区间上的最值,考查了函数在闭区间上的零点问题,考查了数学运算能力.
15.D
【解析】
【分析】
利用基本不等式求x+2y的最小值即可.
【详解】
因为,
所以.
当且仅当,即时取等号,
又因为恒成立,
所以,解得.
故选:D.
16.A
【解析】
【分析】
分别求得,,,,,,,时,的最小值,作出的简图,因为,解不等式可得所求范围.
【详解】
解:因为,所以,
当时,的最小值为;
当时,,,
由知,,
所以此时,其最小值为;
同理,当,时,,其最小值为;
当,时,的最小值为;
作出如简图,
因为,
要使,
则有.
解得或,
要使对任意,都有,
则实数的取值范围是.
故选:A.
17.D
【解析】
由题意可得对于恒成立,分离参数可得,即可求解.
【详解】
因为,所以;
又因为在上单调递增,
所以在上恒成立,
即在上恒成立,只需要,
因为在单调递增,所以,
所以.
故选:D.
【点睛】
关键点点睛:本题解题的关键点是由函数单调递增可得恒成立,再利用分离参数法转化为最值求解.
18.B
【解析】
【分析】
首先由定义判断的奇偶性和单调性,可得在,恒成立,两边平方可得在,恒成立,构造函数,再根据二次函数的性质分类讨论,计算可得;
【详解】
解:由函数满足,可得为偶函数;
当,,有,可得在单调递减.
由即,
可得在,恒成立,
即在,恒成立,
即在,恒成立,
显然当时,不等式不成立,故舍去;
当时,函数对称轴为,
当,即或时,函数在上单调递增,只需,解得或,所以或;
当,即时,函数在上单调递减,只需,解得或,所以;
当,即时,只需,显然不成立,
综上可得,的取值范围是.
故选:.
19.C
【解析】
【分析】
由题知,通过求导可得在上是增函数,结合条件可得函数在上是增函数,进而,即求.
【详解】
∵,
∴,,,
令,则,
∵,即
∴时,,函数在上是增函数,
要使在区间上恒成立,又,
则应满足在区间上为增函数,
∴当时,,又函数在上是增函数,
∴,即.
故选:C.
20.A
【解析】
【分析】
根据分段函数解析式画出函数图象,易知单调递增且关于对称,再将不等式转化为结合单调性求参数范围.
【详解】
由题设,,图象如下:
所以,
又是R上的增函数,所以对恒成立,
所以,则,即.
故选:A.
21.A
【解析】
【分析】
本题首先可根据题意得出当时不等式有解,然后令,求出当时的取值范围,即可得出结果.
【详解】
不等式有解即不等式有解,
令,
当时,,
因为当时不等式有解,
所以,实数的取值范围是,
故选:A.
【点睛】
方法点睛:本题考查根据不等式有解求参数,可通过构造函数并通过求函数的值域的方式求解,考查二次函数的值域的求法,考查推理能力,是中档题.
22.B
【解析】
【分析】
依题意可得为偶函数,且在上单调递减,根据奇偶性及单调性可得对任意的恒成立,两边平方即可得到,再对分类讨论,分别求出参数的取值范围,即可得解;
【详解】
解:因为定义在上的函数满足,所以为偶函数,当时,,则当时函数在定义域上单调递减,,当时,函数在上单调递减,且当时,所以函数在上单调递减,当时函数图象如下所示:
因为对任意的,不等式恒成立,即恒成立,即,平方可得;
①当,即时,即,对任意的,所以,即,所以;
②当,即时,显然符号题意;
③当,即时,即,对任意的,所以,即,与矛盾;
综上所述,,即实数的最大值为;
故选:B
23.D
【解析】
【分析】
由题设知在恒成立,结合正弦函数、对数函数性质可得,再根据正弦、对数函数的区间单调性及恒成立求参数范围.
【详解】
由题设,即在恒成立,
当时,上,不满足题设,
所以,此时在上递减,递增,
要使不等式恒成立,则,即,
综上.
故选:D
24.B
【解析】
根据对数函数性质把不等式变形为,即,设,问题转化为求二次函数的最小值即可得.
【详解】
本题考查对数型函数及其应用,以及利用分离变量法求参数的取值范围,考查数学转化思想.
由整理得,所以,即,令,则.令,其图像的对称轴为,所以,则.
故选:B.
【点睛】
方法点睛:本题考查对数不等式恒成立问题,解题方法利用对数运算法则和对数函数性质化去对数号,然后用分离参数得,再有换元法转化为求二次函数的最小值.解题关键是转化.
25.C
【解析】
【分析】
将不等式转化为,然后再求最值即可.
【详解】
不等式可化为,有,有,当时,(当且仅当时取等号),,故有.
故选:C
26.B
【解析】
【分析】
根据函数单调性先求出在的值域,进而数形结合得到不等关系,求出的取值范围.
【详解】
在上单调递增,且,,故在值域为,要想对任意都成立,则要满足,解得:;
故选:B
27.A
【解析】
【分析】
由题设可知值域为值域的子集,结合对数函数、二次函数的性质列不等式组,求参数范围.
【详解】
设的值域为A,而的值域为,由已知有,
所以是值域的子集,
当时,开口向下且对称轴,又,显然是值域上的子集,符合题设;
当时,,显然是值域上的子集,符合题设;
当时,开口向上且对称轴,此时只需,即时,是值域上的子集.
综上,.
故选:A.
28.A
【解析】
【分析】
由已知求得,将问题转化为存在使得成立,分离参数得需存在使得成立,由在上为增函数,可求得答案.
【详解】
解:因为,所以,
所以当时,,函数在上单调递减,当时,,函数在上单调递增,
所以函数在在当时,,
所以要使对,,使得,即是求实数的范围,使得存在使得成立,
即存在使得成立,
因此只需满足即可.又在上为增函数,因此.
故选:A.
29.D
【解析】
把不等式变形为,作出函数和的图象,由数形结合思想得出不等关系.
【详解】
原不等式可变形为,作出函数和的图象,由题意在时,至少有一点满足,
当与相切时,,,由得,
当过点时,,
∴.
故选:D.
【点睛】
本题考查不等式有解问题.变形后转化两个函数图象的关系问题,利用数形结合思想得到解法.
30.A
【解析】
【分析】
本题先将条件转化为不等式,再根据不等式求解即可.
【详解】
解:∵对任意,存在,使得,
∴
∵,∴ ,
∵,∴
∴ ,解得,
故选:A.
【点睛】
本题考查恒成立问题与存在性问题,关键在于问题的转化,是中档题.
31.D
【解析】
【分析】
求出函数的导数,问题转化为在有解,进而求函数的最值,即可求出的范围.
【详解】
∵,
∴,
若在区间内存在单调递增区间,则有解,
故,
令,则在单调递增,
,
故.
故选:D.
32.CD
【解析】
【分析】
根据给定条件可得,再分析函数式与的值的正负情况即可作答.
【详解】
显然,因对任意的不恒成立,
因对任意的,都有恒成立,则当时,,
当时,,必有,若,则,矛盾,若,当时,,矛盾,
因此,,当时,,当时,,
当时,若,则,此时,不符合题意,
因此,,当时,,当时,,
要恒成立,当且仅当,即,而,
从而得或,解得或,
所以或.
故选:CD
33.BCD
【解析】
【分析】
A选项,分子和分母分别考虑,看是否是周期函数,B选项,化简得到;CD选项,求出的值域进行判断.
【详解】
是周期函数,但不是周期函数,所以不是周期函数,A选项错误;
,故B选项正确;
因为,等号成立时,,所以,而,当时,,,此时,故,C选项正确;
当时,,故的最大值为,故在上有解,则k的最大值是,D选项正确
故选:BCD
34.ACD
【解析】
【分析】
求的值判断选项A;当时验证结论是否正确去判断选项B;由在上的解析式去判断选项C;分析法证明不等式去判断选项D.
【详解】
选项A:.判断正确;
选项B:
画出部分图像如下:
当时,由,可得或
由,可得或;由,可得
即当时,由可得3个不同的解,不是5个. 判断错误;
选项C:当时,,
若即,则
则,为减函数;
当时,
若即,则
则,为减函数;
当时,
若即,则
则,为减函数;
综上,在上单调递减. 判断正确;
选项D:当时,可化为,
同一坐标系内做出与的图像如下:
等价于
即,而恒成立. 判断正确.
故选:ACD
【点睛】
(1)求分段函数的函数值,要先确定要求值的自变量属于哪一段区间,然后代入该段的解析式求值,当出现f(f(a))的形式时,应从内到外依次求值.
(2)当给出函数值求自变量的值时,先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验,看所求的自变量的值是否满足相应段自变量的取值范围.
35.BCD
【解析】
【分析】
先判断时的单调性,再根据奇函数关于原点对称点区间单调性相同可判断A;求出的解析式作出图象可判断在上的单调性,根据单调性和奇函数解不等式可判断B;作出函数与的图象,由图象交点的个数可判断C,根据,可判断D,进而可得正确选项.
【详解】
对于A:当时,单调递增,
又因为是奇函数,所以当时,单调递增,故选项A不正确;
对于B:设,则, ,
当时,,所以 ,
作函数的图象如图所示,
由图可知函数在上单调递增,
不等式,即,
故不等式等价于,解得,所以不等式的解集为,故选项B正确;
对于C:在同一直角坐标性中作函数与的图象,如图:
由图知:两个函数图象有三个交点,所以方程有三个实数根,故选项C正确;
由函数的图象可知函数的值域为,故,,,
恒成立,故选项D正确;
故选:BCD.
36.
【解析】
【分析】
先求导,根据题意在上恒成立,整理得在上恒成立,即求.
【详解】
由知,
,
∵函数在上是减函数,
,又,
∴,即在上恒成立,
而,,
.
故答案为:.
37.##a≤4##{a|a≤4}
【解析】
【分析】
利用函数的单调性求出它在上的最大值即可.
【详解】
函数在R上单调递减,当时,,
因存在实数使不等式 在 成立,则.
所以的范围为.
故答案为:
38.
【解析】
【分析】
恒成立存在性共存的不等式问题,需要根据题意确定最值比大小解不等式即可.
【详解】
根据题意可得只需即可,由题可知a为对数底数且或.当时,此时在各自定义域内都有意义,由复合函数单调性可知在上单调递减,在上单调递减,所以,,所以,即,可得;当时,由复合函数单调性可知在上单调递减,在上单调递增,所以,,所以,即,可得.综上:.
故答案为:.
39.
【解析】
【分析】
首先利用奇偶性、单调性定义可得为偶函数、在上递增, 上递减,可将题设不等关系化为在上恒成立,即可求参数范围.
【详解】
,故为偶函数,
令,则,
又,,故,
∴在上递增,故上递减,
∴在上恒成立,则且,故在上恒成立,
令,而
∴,故时,
,故时,
∴的取值范围为.
故答案为:.
【点睛】
关键点点睛:利用的奇偶性、单调性将问题转化为在上恒成立求范围.
40.
【解析】
【分析】
利用基本不等式的最小值,由此可得出实数的取值范围.
【详解】
,,则,
由基本不等式可得,
当且仅当即时,等号成立,
所以,
因此实数的取值范围是.
故答案为:.
41.
【解析】
【分析】
由奇函数的对称性求出的解析式,确定的单调性,并得到,利用函数的单调性,将转化为自变量的不等量关系,即可得出结论.
【详解】
是定义在上的奇函数,且时,,
设,
,
在上单调递减,且,
对于任意的恒成立,
即对于任意的恒成立,
所以.
故答案为:.
42.(1),;(2).
【解析】
【分析】
(1)根据函数的奇偶性构造方程组可解得结果;
(2)代入解析式,换元后化为对恒成立,利用基本不等式求出的最小值可得解.
【详解】
(1),用代替得,
则,
解方程组得:,.
(2)由题意可得对任意恒成立,
令,,因为在单调递增,故
则对恒成立
因为,当且仅当时,等号成立.
故,即实数的最大值为.
【点睛】
结论点睛:本题考查不等式的恒成立与有解问题,可按如下规则转化:
①若在上恒成立,则;
②若在上恒成立,则;
③若在上有解,则;
④若在上有解,则.
43.(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)当时,,舍去;
当时,,即,.基础即可得出.
(2)当,时,,即,即.化简解出即可得出.
【详解】
解:(1)当时,,舍去;
当时,,即,.
解得,
(2)当,时,,即,
即.
因为,所以.
由,所以.
故的取值范围是.
44.(1);(2).
【解析】
【分析】
(1)由题设可得,讨论、,结合已知最大值求参数a,注意判断a值是否符合题设.
(2)由对数函数的性质可得,再由对数函数的单调性可得,利用二次函数的性质求不等式右边的最小值,即可得m的取值范围.
【详解】
(1),,则,.
当时,,所以;
当时,,所以,不合题意.
综上,.
(2)要使在上有意义,则,解得.
由,即,又,
∴,即,得.
令,,记,对称轴,
∴,故.
综上,.
45.(1)调增区间为,单调减区间为(-∞,0),;(2).
【解析】
【分析】
(1)当a=1时,求得,根据二次函数的单调性求出x<0与的单调区间即可得解;
(2)由f(x)是奇函数求出a,再求得,将给定不等式分离参数并构造函数,求其最大值即可作答.
【详解】
(1)当a=1时,,
当时,,则f(x)在内是增函数,在内是减函数,
当x<0时,,则f(x)在(-∞,0)内是减函数;
综上可知,f(x)的单调增区间为,单调减区间为(-∞,0),;
(2)因f(x)是奇函数,必有f(-1)=-f(1),即(a+1)·1=-(a-1)·1,解得a=0,此时,它是奇函数,
因此,a=0,,则,
于是有,
而时,,并且,
令,则在上单调递增,当时,,
因此,当时,,则,
所以实数m的取值范围是.
46.(1);函数在上单调递减,在上单调递增,证明见解析;(2);(3)
【解析】
(1)由是奇函数,可知,,进而列出关系式,求出,即可得到函数的解析式,然后利用定义法,可判断并证明函数在上的单调性;
(2)由函数在上有两个零点,整理得方程在上有两个不相等的实数根,进而可得到,求解即可;
(3)由对任意的,都有恒成立,可得,求出,进而可求出的取值范围.
【详解】
(1),且是奇函数,,
,解得,
.
函数在上单调递减,在上单调递增,
证明如下:任取,,且,
则,
,且,
,,
∴,
,即,
函数在上单调递减.
同理可证明函数在上单调递增.
(2)函数在上有两个零点,即方程在上有两个不相等的实数根,
所以在上有两个不相等的实数根,
则,解得.
(3)由题意知,
令,,
由(1)可知函数在上单调递减,在上单调递增,
,
函数的对称轴方程为,
函数在上单调递增,
当时,取得最小值,;
当时,取得最大值,.
所以,,
又对任意的,都有恒成立,
,
即,
解得,又,
的取值范围是.
【点睛】
方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.
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