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[恒成立问题中的“交、并、补”]恒成立问题例题

时间:2019-01-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘 要: 近几年的高考试题中,有很多涉及不等式的恒成立问题和存在性问题,不仅考查了函数、不等式等传统知识和方法,而且考查了导数等新增知识掌握情况和灵活运用,充分体现了能力立意的原则,越来越受到高考命题者的青睐.本文对恒成立问题的解集如何进行合理的处理进行了简明的阐述.
  关键词: 恒成立问题 交集 并集 补集
  
  恒成立问题是高中数学中的常见问题,是高考中的一个热点,更是一个难点.在平时的教学中,我们经常会遇到这样的问题:当把恒成立问题向基本类型转化,分情况进行讨论的时候,最后的解集该怎么确定呢?大部分学生总是按照先取交集后取并集的程序完成,这样往往会导致错解.针对这一问题,本文将结合以下两个实例,谈谈如何对恒成立问题的解集进行合理的处理.
  例1:已知不等式|a-2x|>x-1,对x∈[0,2]恒成立,求a取值范围.
  解法1:对已知变量x进行讨论,将恒成立问题转化为最值问题:
  原不等式化为x-1<0a∈R①或x-1≥0a-2x>x-1或a-2x<-(x-1)②
  由②式得x≥1a>3x-1或a<x+1③
  对于③式,即x∈[1,2]恒成立,
  即a>[3x-1]=3×2-1=5或a<[x+1]=1+1=2.
  ∴{a|a∈R}∩{a|a>5或a<2}={a|a>5或a<2}
  说明:解法1对已知变量x进行讨论,分x<1和x≥1两种情况,每种情况得到的a值对该部分的已知变量x成立,而我们要对任意的x∈[0,2]都成立,故取其两种情况的公共解,即其两种情况的交集.
  解法2:转化为其否定形式,将恒成立问题转化为有解问题:
  ?埚x∈[0,2],使得|a-2x|≤x-1成立,即当x∈[0,2]内不等式|a-2x|≤x-1有解.
  ∵|a-2x|≤x-1?圳x-1<0a∈??或x-1≥0-x+1≤a-2x≤x-1
  ∴x≥1x+1≤ax≤3x-1
  故只需x∈[1,2]内,有[x+1]≤a≤[3x-1]
  ∴2≤a≤5
  ∴a∈(-∞,2)∪(5,+∞)[1]
  说明:解法2将恒成立问题转化为其否定形式,得到的a值是恒成立问题的反面,故取其解集的补集.
  同理,本文例2的恒成立问题,可采用同种方式处理.
  例2:已知函数f(x)=|x-a|+(x>0),欲使f(x)≥恒成立,求a的取值范围.
  解:对已知变量x进行讨论,故取其交集:
  ①当-≥0时,即x≥2,原不等式等价于
  a-x≥-或a-x≤+
  ∴a≥x-+或a≤x+-
  而x-+在[2,+∞)上递增,值域为[2,+∞),无最大值,
  故a≥x-+的a不存在.
  ∴a∈??.
  又x+-在(0,1]上递减,在[1,+∞)上递增,又x∈[2,+∞),[x+-]=2,
  ∴a≤2
  由于是“或”的联结,a是以上两集合并集
  ∴a≤2.
  ②当-<0时,即0<x<2时,故a∈R.
  综上所述,欲使f(x)≥恒成立,故a≤2.
  从以上两个实例可以看出:在恒成立问题中,当我们对变量进行分类讨论的时候,每种情况只对部分的已知变量成立,故所求参数的解集是各种情况的交集;当我们对所求的参数进行分类讨论的时候,每种情况对所有已知变量都恒成立,故所求参数的解集是各种情况的并集;当我们把恒成立问题转化为有解问题的时候,即恒成立问题的否定形式,故取其补集.所以,在处理恒成立问题的解集时,不能机械地看最后是取“并”、取“交”还是取“补”,而是要看对谁讨论,求的又是那个变量的范围,具体问题具体分析.
  
  参考文献:
  [1]蔡德华.含参数的不等式|a-f(x)|>g(x)恒成立问题的一个常见错误.中学数学教学参考,2008.8.
  [2]简绍煌.从题目错解反思含绝对值不等式的解法.中学数学教学参考,2009.1.

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