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1、
2019屆高三數學專題練習 恒成立問題
1.參變分離法
例1:已知函數,若在上恒成立,則的取值范圍是_________.
2.數形結合法
例2:若不等式對于任意的都成立,則實數的取值范圍是___________.
3.最值分析法
例3:已知函數,在區(qū)間上,恒成立,求的取值范圍___________.
一、選擇題
1.已知函數,若,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
2.已知函數,當時,恒成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
3.若函數在區(qū)間內單調遞增,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
2、4.已知對任意不等式恒成立(其中,是自然對數的底數),則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
5.已知函數,當時,不等式恒成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
6.當時,不等式恒成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
7.函數,若存在使得成立,則實數的范圍是( )
A. B. C. D.
8.設函數,若存在,使,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
9.若對于任意實數,函數恒大于零,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
10.已知函數,,若對任意,總有或成立,則實數的
3、取值范圍是( )
A. B. C. D.
11.已知函數,,當時,不等式恒成立,則實數的取值范圍為( )
A. B. C. D.
12.設函數,其中,若有且只有一個整數使得,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
二、填空題
13.設函數,,對于任意的,不等式恒成立,則實數的取值范圍是__________.
14.函數,其中,若對任意正數都有,則實數的取值范圍為____________.
15.已知函數,若函數在上單調遞增,則實數的取值范圍是__________.
16.已知關于的不等式在上恒成立,則實數的取值范圍為___________.
4、
三、解答題
17.設函數,其中,
(1)討論函數極值點的個數,并說明理由;
(2)若,成立,求的取值范圍.
18.設函數,
(1)證明:在單調遞減,在單調遞增;
(2)若對于任意,,都有,求的取值范圍.
答案
1.參變分離法
例1:已知函數,若在上恒成立,則的取值范圍是_________.
【答案】
【解析】,其中,
只需要.
令,,,,
在單調遞減,在單調遞減,
,.
2.數形結合法
例2:若不等式對于任意的都成立,則實數的取值范圍是___________.
5、
【答案】
【解析】本題選擇數形結合,可先作出在的圖像,
扮演的角色為對數的底數,決定函數的增減,根據不等關系可得,觀察圖像進一步可得只需
時,,
即,所以.
3.最值分析法
例3:已知函數,在區(qū)間上,恒成立,求的取值范圍___________.
【答案】
【解析】恒成立即不等式恒成立,令,
只需即可,,
,令(分析的單調性)
當時 在單調遞減,則
(思考:為什么以作為分界點討論?因為找到,若要不等式成立,那么一定從處起要增(不一定在上恒增,但起碼存在一小處區(qū)間是增的),所以時導致在處開始單減,那么一定不符合條件.由此請體會零點對參數范圍所起的作用)
6、
當時,分是否在中討論(最小值點的選?。?
若,單調性如表所示
,.
(1)可以比較,的大小找到最小的臨界值,再求解,但比較麻煩.由于最小值只會在,處取得,所以讓它們均大于0即可.
(2)由于,并不在中,所以求得的只是臨界值,臨界值等于零也符合條件)
若,則在上單調遞增,,符合題意,
綜上所述:.
一、選擇題
1.已知函數,若,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
若,即有,分別作出函數和直線的圖象,
由直線與曲線相切于原點時,,則,解得,
由直線繞著原點從軸旋轉到與曲線相切,滿足條件.
即有,解得.故
7、選B.
2.已知函數,當時,恒成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由題意可得:,
令可得:,,且:,,,,
據此可知函數在區(qū)間上的最小值為,
結合恒成立的條件可得:,
求解關于的不等式可得實數的取值范圍是.本題選擇C選項.
3.若函數在區(qū)間內單調遞增,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,在內恒成立,所以,
由于,所以,,所以,故選D.
4.已知對任意不等式恒成立(其中,是自然對數的底數),則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由得在
8、上恒成立,即在上恒成立.
令,,則,
∴當時,,單調遞增,當時,,單調遞減.
∴,∴,∴.
故實數的取值范圍是.故選A.
5.已知函數,當時,不等式恒成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若恒成立,則,,
所以在單調遞減,在單調遞增.,,所以.
故選D.
6.當時,不等式恒成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】時,恒成立不等式等價于,,
設,,
,在單調遞減,在單調遞增,,
當時,可知無論為何值,不等式均成立,
當時,恒成立不等式等價于,,
同理設,,在單調遞增,
9、
,,綜上所述:.故選C.
7.函數,若存在使得成立,則實數的范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若存在使得成立,則在內即可,
,,
故在上單調遞減,,故選A.
8.設函數,若存在,使,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】的定義域是,,
當時,,則在上單調遞增,且,
故存在,使;
當時,令,解得,令,解得,
在上單調遞增,在上單調遞減,
,解得.
綜上,的取值范圍是.故選D.
9.若對于任意實數,函數恒大于零,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】當
10、時,恒成立,若,為任意實數,恒成立,
若時,恒成立,
即當時,恒成立,設,則,
當時,,則在上單調遞增,
當時,,則在上單調遞減,
當時,取得最大值為.
則要使時,恒成立,的取值范圍是,故選D.
10.已知函數,,若對任意,總有或成立,則實數的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,得,故對時,不成立,
從而對任意,恒成立,
因為,對任意恒成立,
如圖所示,則必有,計算得出.故選B.
11.已知函數,,當時,不等式恒成立,則實數的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】不等式,即,
11、結合可得恒成立,即恒成立,
構造函數,由題意可知函數在定義域內單調遞增,
故恒成立,即恒成立,
令,則,
當時,,單調遞減;當時,,單調遞增;
則的最小值為,據此可得實數的取值范圍為.本題選擇D選項.
12.設函數,其中,若有且只有一個整數使得,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】設,,則,
∴當,,單調遞減;
當,,單調遞增,
∴當時,取得最小值.
如下圖所示.
又,故;
,故.
故當時,滿足在直線的下方.
∵直線恒過定點且斜率為,∴要使得有且只有一個整數使得,
只需,∴,
又,∴實數的取值范圍.故
12、選C.
二、填空題
13.設函數,,對于任意的,不等式恒成立,則實數的取值范圍是__________.
【答案】
【解析】法一:如圖,
因為恒成立,則的圖像在的上方(可以有公共點),
所以即,填.
法2:由題設有.
當時,;
當時,有恒成立或恒成立,
故或即,填.
14.函數,其中,若對任意正數都有,則實數的取值范圍為____________.
【答案】
【解析】對任意正數都有,即不等式對于恒成立.
設,則.
故在上是減函數,在上是增函數,
所以的最小值是,所以的取值范圍是.
15.已知函數,若函數在上單調遞增,則實數的取值范圍是_______
13、___.
【答案】
【解析】根據函數在上單調遞增,則在上恒成立,
即在上恒成立,所以恒成立,
即在上恒成立,所以,
故實數的取值范圍是.
16.已知關于的不等式在上恒成立,則實數的取值范圍為___________.
【答案】
【解析】①當時,函數外層單調遞減,
內層二次函數:
當,即時,二次函數在區(qū)間內單調遞增,函數單調遞減,
,解得;
當,即時,無意義;
當,即時,二次函數在區(qū)間內先遞減后遞增,函數先遞增后遞減,
則需,,無解;
當,即時,二次函數在區(qū)間內單調遞減,函數單調遞增,
,無解.
②當時,函數外層單調遞增,
,二次函數單調遞增,函數單調遞
14、增,
所以,解得:.
綜上所述:或.
三、解答題
17.設函數,其中,
(1)討論函數極值點的個數,并說明理由;
(2)若,成立,求的取值范圍.
【答案】(1)見解析;(2).
【解析】(1),定義域為,
,
設,
當時,,,函數在為增函數,無極值點.
當時,,
若時,,,函數在為增函數,無極值點.
若時,設的兩個不相等的實數根,,且,
且,而,則,
所以當,,,單調遞增;
當,,,單調遞減;
當,,,單調遞增.
因此此時函數有兩個極值點;
當時,但,,
所以當,,,單調遞增;
當,,,單調遞減.
所以函數只有一個極值點.
綜上可知,當時
15、有一個極值點;當時的無極值點;當時,的有兩個極值點.
(2)由(1)可知當時在單調遞增,而,
則當時,,符合題意;
當時,,,在單調遞增,而,
則當時,,符合題意;
當時,,,所以函數在單調遞減,而,
則當時,,不符合題意;
當時,設,當時,
在單調遞增,因此當時,,
于是,當時,
此時,不符合題意.
綜上所述,的取值范圍是.
18.設函數,
(1)證明:在單調遞減,在單調遞增;
(2)若對于任意,,都有,求的取值范圍.
【答案】(1)見解析;(2).
【解析】,注意到,于是再求導得,,由于,于是為單調遞增函數,
時,,時,,
在單調遞減,在單調遞增.
(2)若不等式恒成立,
則,在連續(xù),
在有最大最小值,
,
由(1)可知在單調遞減,在單調遞增,
,,
,
設,
,在單調遞減,在單調遞增
,,故當時,,
當時,,,則上式成立.
當時,由的單調性,,即,
當時,,即,
綜上,的取值范圍為.