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利用判别式法解含参不等式的恒成立问题

利用判别式法解含参不等式的恒成立问题

作者: 天马无空 | 来源:发表于2021-01-21 09:19 被阅读0次
    利用判别式法解含参不等式的恒成立问题

    方法三 判别式法

    使用情景:含参数的二次不等式

    解题步骤:

    第一步 首先将所求问题转化为二次不等式;

    第二步 运用二次函数的判别式对其进行研究讨论;

    第三步 得出结论.

    【例1】 设f(x)=x^2-2mx+2,当x \in [-1,+\infty)时,f(x) \geqslant m恒成立,求实数m的取值范围.

    【解】设F(x)=x^2-2mx+2-m

    x \in [-1,+\infty)当时,F(x) \geqslant 0恒成立;

    \Delta =4(m-1)(m+2)<0-2<m<1时,F(x)>0显然成立;

    \Delta \geqslant 0时,如图,F(x) \geqslant 0恒成立的充要条件为

    \begin{cases} \Delta \geqslant 0 \\F(-1) \geqslant 0 \\ -\dfrac{-2m}{2} \leqslant -1 \end{cases}解得-3 \leqslant m \leqslant -2

    综上可得实数m的取值范围为[-3,1].

    【总结】一般地,对于二次函数f(x)=ax^2+bx+c(a \neq0,x \in R),有

    1)f(x)>0x \in R恒成立\Leftrightarrow \begin{cases}a>0 \\ \Delta <0 \end{cases}

    2)f(x)<0x \in R恒成立\Leftrightarrow \begin{cases}a<0 \\ \Delta <0 \end{cases} .

    【例2】 若f(x)为二次函数,-13是方程f(x)-x-4=0的两根,f(0)=1.

    (1)求f(x)的解析式;

    (2)若在区间[-1,1]上,不等式f(x)>2x +m有解,求实数m的取值范围.

    【解】

    (1)设二次函数f(x)=ax^2+bx+c,(a \neq 0)

    f(0)=1可得c=1

    故方程f(x)-x-4=0可化为ax^2+(b-1)x-3=0

    \because -13是方程的两根,

    \therefore 由韦达定理可得

    -1+3=-\dfrac{b-1}{a},

    -1\times 3=\dfrac{-3}{a}

    解得a=1,b=-1

    f(x)的解析式为f(x)=x^2-x+1

    (2)\because在区间[-1,1]上,不等式f(x)>2x +m有解,

    \therefore m< x^2-3x+1在区间[-1,1]上有解,

    故只需m小于函数g(x)=x^2-3x+1在区间[-1,1]上的最大值,

    由二次函数可知当x=-1时,函数g(x)取最大值5,

    \therefore实数m的取值范围为(-\infty,5).

    【总结】本题首先考查二次函数解析式,已知函数类型求解析式时,可以采用待定系数法,第二问考查一元二次不等式的解法,对于一元二次不等式在给定区间上有解问题,可以采用分离参数法,转化为m <g(x)_{max}来求参数m的取值范围,另外,对于不等式恒成立、能成立问题,都要寻求等价的转化关系来解题.

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