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函數(shù)中存在性和任意性問題分類解析

 昵稱3826483 2013-12-08
函數(shù)中存在性和任意性問題分類解析
湖北省陽新縣高級中學(xué) 鄒生書

全稱量詞、特稱量詞以及全稱命題和特稱命題在近幾年新課標(biāo)高考卷和模擬卷中頻頻亮相成為高考的熱點(diǎn)問題.特別是全稱量詞任意和特稱量詞存在與函數(shù)情投意合風(fēng)火情深,火借風(fēng)勢、風(fēng)助火威,大有逾演逾烈之勢.兩種量詞插足函數(shù),使得函數(shù)問題意深難懂神秘莫測,問題顯得更加撲朔迷離難度大增,同時(shí)題目也因此顯得富有變化和新意.解決這類問題的關(guān)鍵是揭開量詞隱含的神秘面紗還函數(shù)問題本來面目,本文通過典型題目分類解析供參考.

 

1.,,使得,等價(jià)于函數(shù)上的值域與函數(shù)上的值域的交集不空,即.

 

1  已知函數(shù)和函數(shù),若存在,使得成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(  

 

            

 

  設(shè)函數(shù)上的值域分別為,依題意.

 

當(dāng)時(shí),,則,所以上單調(diào)遞增,所以.

 

當(dāng)時(shí),,所以單調(diào)遞,所以.

 

綜上所述上的值域.

 

當(dāng)時(shí),,又,所以上單調(diào)遞增,所以,故上的值域.

 

因?yàn)?sub>,所以解得,故應(yīng)選.

 

2.,,使得,等價(jià)于函數(shù)上的值域是函數(shù)上的值域的子集,即.

 

2(2011湖北八校第二次聯(lián)考)設(shè),.①若,使成立,則實(shí)數(shù)的取值范圍為___;②若,,使得,則實(shí)數(shù)的取值范圍為___

 

①依題意實(shí)數(shù)的取值范圍就是函數(shù)的值域.設(shè),則問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域,由均值不等式得,,故實(shí)數(shù)的取值范圍是.

 

②依題意實(shí)數(shù)的取值范圍就是使得函數(shù)的值域是函數(shù)的值域的子集的實(shí)數(shù)的取值范圍.由①知,易求得函數(shù)的值域,則當(dāng)且僅當(dāng),故實(shí)數(shù)的取值范圍是.

 

3已知,它們的定義域都是,其中是自然對數(shù)的底數(shù),.(1)的單調(diào)區(qū)間;(2),且,函數(shù),若對任意的,總存在,使,求實(shí)數(shù)的取值范圍.

 

(1);(2)依題意實(shí)數(shù)的取值范圍就是使得在區(qū)間的值域的值域的子集實(shí)數(shù)的取值范圍.

 

當(dāng)時(shí), ,故上單調(diào)遞減,所以,于是.

 

,由.

 

①當(dāng)時(shí),,上單調(diào)遞增,所以,于是.因?yàn)?/span>,則當(dāng)且僅當(dāng),即.

 

②當(dāng)時(shí),同上可求得.

 

綜合①②知所求實(shí)數(shù)的取值范圍是.

 

3.已知是在閉區(qū)間的上連續(xù)函,則對使得,等價(jià)于.

 

4已知,其中.(1)是函數(shù)的極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的值;(2)若對任意的都有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.

 

(1);(2) ,有,等價(jià)于.

 

當(dāng)時(shí), ,所以上單調(diào)遞增,所以.

 

因?yàn)?/span>, ,又且,.

 

①當(dāng)時(shí),,所以在在上單調(diào)遞增,所以.這與矛盾。

 

②當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),所以上單調(diào)遞減在上單調(diào)遞增,所以.,又,所以

 

③當(dāng)時(shí),,所以上單調(diào)遞減,所以.,又,所以。

 

綜合①②③得所求實(shí)數(shù)的取值范圍是。

 

另解 同上求得,要證時(shí),,即.由上知求需對參數(shù)進(jìn)行分類討論過程繁而長,其實(shí)可避免分類討論,不等式恒成立問題往往轉(zhuǎn)化最值問題來解決,逆向思維,由于難求,將退回到恒成立問題: 時(shí), 恒成立,只需證當(dāng)時(shí),恒成立,只需證.因?yàn)?/span>,令.當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),故,所以,故所求實(shí)數(shù)的取值范圍是

 

點(diǎn)評  這里“另解”將不等式恒成立問題與最值問題的單向轉(zhuǎn)化變成雙向轉(zhuǎn)化,將一個(gè)需要分類討論的最值問題轉(zhuǎn)化為另一個(gè)不需要分類討論的最值問題.

 

 練習(xí):已知函數(shù),,若函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),且在點(diǎn)處的切線線恰好與直線垂直.(1)的值;(2)求函數(shù)的在上最大值和最小值;(3)如果對任意都有成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.

 

4.若對,,使,等價(jià)于上的最小值不小于上的最小值即(這里假設(shè)存在)。

 

5(2010年山東)已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),討論的單調(diào)性;(2)設(shè),當(dāng)時(shí),若對任意,存在,使,求實(shí)數(shù)的取值范圍.

 

1)略;(2)依題意上的最小值不小于上的最小值即,于是問題轉(zhuǎn)化為最值問題.

 

當(dāng)時(shí),,所以,則當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,所以當(dāng)時(shí),.

 

,①當(dāng)時(shí),可求得,由

 

這與矛盾.②當(dāng)時(shí),可求得,由這與矛盾.③當(dāng)時(shí),可求得,由.

 

綜合①②③得實(shí)數(shù)的取值范圍是.

2011-

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