高中数学“含参”问题常用方法

2018-02-25 10:16杨忠慧
新课程(下) 2018年4期
关键词:分离法主元最值

杨忠慧

(河南省三门峡市陕州中学,河南 三门峡)

解决此类问题有一定的规律性,常见方法有:函数思想、分离参数、变换主元、数形结合等,其中分离参数转换自变量是常用的方法。下面我将根据例题具体分析一下这些方法。

一、反参为主(即主元法)

对于给出了参数范围的“恒成立”问题,常把参数视为主元,把主元视为已知函数,即把原题视为参数的函数,从函数角度来解答。

例1.对于任意a∈[-1,1],函数f(x)=x2+(a-4)x-2a的值恒大于零,求x的取值范围。

解:由题令 g(a)=(x-2)a+(x2-4x+4)>0 对 a∈[-1,1]恒成立。显然x≠2。

∴g(a)是 a 的一次函数,要使 g(a)<0 在 a∈[-1,1]上恒成立,只需解之,得:x<1 或 x>3。

点评:此题若按分离法做,分离a得(x-2)a>4x-x2,需讨论比较复杂。

变式:若例1中改为x∈[-1,1]上f(x)>0恒成立,则此题属于二次函数区间定轴动题目。

点评:此题若用分离法不易解答。

通过这个例题,要使得学生掌握参数和未知数的转换,从而更好更快地解决所遇到的问题。

二、分离参数和函数思想

通过恒等变形,将参数与主元分离出来,使不等式一边只含参数,另一边是与参数无关的主元问题,只需求出主元函数的最值。求主元函数的最值时,常用到配方法、基本不等式、函数单调性、三角函数值域等知识与方法。

解:∵x∈[1,+∞],要使f(x)>0恒成立,即使

即x2+2x+a>0对x∈[1,+∞]恒成立。

分离参数得:a>-(x2+2x)=-(x+1)2+1

当 x∈[1,+∞]时,g(x)=-(x+1)2+1,最大值为 3。

∴实数a取值范围为:a>-3

点评:以上解法为分离参数法,这样通过将含有未知数的移到一边,可以很容易利用函数的性质求出最大值,进而可知实数a的取值范围。此题若按函数思想,则此函数为双勾函数,需讨论,比较复杂。

例2.(2013高考新课标Ⅰ21)已知函数f(x)=x2+ax+b,g(x)=ex(cx+d),若曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),且在点P处有相同的切线y=4x+2

(Ⅰ)求 a,b,c,d 的值。

(Ⅱ)若x≥-2时,f(x)≤kg(x),求k的取值范围。

解:(Ⅰ)因为曲线y=f(x)和曲线y=g(x)都过点P(0,2),所以b=d=2;因为f′(x)=2x+a,故f′(0)=a=4;g′(x)=ex(cx+d+c),故g′(0)=2+c=4,故c=2;所以f(x)=x2+4x+2,g(x)=ex(2x+2)。

(Ⅱ)函数思想

令F(x)=kg(x)-f(x),则F′(x)=(kex-1)(2x+4),由题设可得F(0)≥0,故k≥1,令F′(x)=0得x1=-lnk,x2=-2。

①若1≤k≤e2,则-2

当x∈(x1,+∞)时,F′(x)>0,即F(x)在(-2,+∞)上最小值为F此时f(x)≤kg(x)恒成立;

②若 k=e2,F′(x)=(ex+2-1)(2x+4)≥0,故 F(x)在(-2,+∞)上单调递增,因为F(2)=0所以f(x)≤kg(x)恒成立;

③若k>e2,则F(-2)=-2ke-2+2<0,故f(x)≤kg(x)不恒成立;

综上所述,k 的取值范围为[1,e2]。

点评:此题相较于上一题相对复杂,平时练习中,要善于利用函数思想进行思考,灵活解题。

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