2026版步步高大一轮高考数学复习第三章进阶篇不等式恒(能)成立问题进阶1参数全分离进阶篇不等式恒(能)成立问题
解决不等式恒(能)成立问题,常用的方法有:
(1)参数全分离
将原含参不等式等价变形成a≤f(x)这类形式,进而转化为求f(x)的最值问题.当参变分离后的函数f(x)不复杂,容易求最值时,可采用此法.
(2)参数半分离
将原含参不等式等价变形成f(x)≤g(a,x)这类形式,画图分析参数a如何取值才能满足该不等式,这种方法往往需要关注切线、端点等临界状态.
注:g(a,x)表示g(x)这个函数表达式中既有a也有x,a在不等式左右两边都可以.
(3)参数不分离(隐零点、端点效应).
(4)特殊的方法(同构等).
进阶1参数全分离
题型一参数全分离
例1不等式lnx-ax+1≤0恒成立,求实数a的取值范围.
解不等式lnx-ax+1≤0恒成立,
即ax≥lnx+1恒成立,x0,
即a≥lnx
设g(x)=lnx+1
则g(x)=-ln
易知函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
g(x)max=g(1)=1,
所以a≥1.
思维升华分离参数法解决恒(能)成立问题的策略
(1)分离变量,构造函数,直接把问题转化为函数的最值问题.
(2)a≥f(x)恒成立?a≥f(x)max;
a≤f(x)恒成立?a≤f(x)min;
a≥f(x)能成立?a≥f(x)min;
a≤f(x)能成立?a≤f(x)max.
跟踪训练1(2024·青岛模拟)已知函数f(x)=ax-ex,a0.
(1)若a=1,求函数f(x)在x=1处的切线方程;
(2)若x0,f(x)≤a-x2恒成立,求实数a的取值范围.
解(1)当a=1时,f(x)=x-ex,f(1)=1-e,
f(x)=1-ex,所以f(1)=1-e,
所以f(x)在x=1处的切线方程为y-(1-e)=(1-e)(x-1),即y=(1-e)x.
(2)当x0时,ax-ex≤a-x2恒成立,
即a(x-1)≤ex-x2恒成立.
①当0x≤1时,x-1≤0,ex1,x2≤1,
又a0,所以a(x-1)≤0,ex-x20,
所以a(x-1)≤ex-x2恒成立.
②当x1时,x-10,
原不等式等价于a≤ex
即a≤e
令g(x)=e
则g(x)=(
令h(x)=ex-x,
则h(x)=ex-1,当x0时,h(x)0,
则h(x)=ex-x在(0,+∞)上单调递增,
h(x)h(0)=1,
所以当x1时,ex-x0.
则当1x2时,g(x)0,
当x2时,g(x)0,
所以g(x)=ex-x2x-1在(1,2
所以a≤ex-x2x-1min=g(2
所以0a≤e2-4,
综上,实数a的取值范围是(0,e2-4].
题型二换元后参数分离
例2已知函数f(x)=xexa-
(1)若a=-1,求f(x)的单调区间和极值点;
(2)若a0,且当x0时,f(x)-1恒成立,求实数a的取值范围.
解(1)当a=-1时,f(x)=xe-x-1,f(x)=e-x-xe-x,
令f(x)=0,得x=1,
所以当x1时,f(x)0;
当x1时,f(x)0.
所以f(x)的单调递减区间为(1,+∞),单调递增区间为(-∞,1),极大值点为x=1,无极小值点.
(2)方法一f(x)-1?xexa-2a-2
即xexa-2
令xa=t,t0,则x=at
atet-(2a+2)t+a+10对于t0恒成立,
即a(tet-2t+1)2t-1,(*)
易证当t0时,ett+1,
则tet-2t+1t(t+1)-2t+1(t-1)2≥0,
即tet-2t+10,
于是,由(*)可得a2
令g(t)=2t-1te
则g(t)=-(2t+1)(t-1)(t
当t∈(0,1)时,g(t)0;
当t∈(1,+∞)时,g(t)0,
所以g(t)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,g(t)max=g(1)=1
所以a1
故实数a的取值范围是1e-1
方法二f(x)-1?xexa-2a-2
即xexa-2
令xa=t,t0
则x=at,atet-(2a+2)t+a+10对于t0恒成立,
即aa+12t-1
设h(t)=2t-1tet,t0,则
当t∈(0,1)时,h(t)0;
当t∈(1,+∞)时,h(t)0.
可得h(t)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
所以h(t)max=h(1)=1
则aa+11e
故实数a的取值范围是1e-1
思维升华在有些题目中不能直接利用分离参数法,有时为了简化函数,常进行换元,如本题令t=xa就可轻松分离参数
跟踪训练2已知函数f(x)=[ln(1+x)]2-x2
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若不等式1