例析高考中不等式恒成立问题

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  在近几年的数学高考中,各省市的试题中有一类常见问题,即不等式恒成立问题.此类问题,侧重于考查不等式与函数、数列等的综合应用,不仅知识覆盖面广,而且对基本数学思想(如化归思想、函数思想、方程思想、数形结合思想等)的应用提出了更高的要求.学生对此类问题往往感觉难以下手.通过对这类问题的研究,笔者认为它是有章可循的,下面从两个方面来说明这类问题的特点和常见思路.
  一、已知参数或变量范围,证明不等式恒成立
  例1(2008年山东理21)已知函数f(x)=1(1-x)n+aln(x-1),其中n∈N*,a为常数.
  (1)当n=2时,求函数f(x)的极值;
  (2)当a=1时,证明:对任意的正整数n,当x≥2时,有f(x)≤x-1.
  分析(1)略.对于(2)可对n分奇偶,分别运用导数进行证明.
  证明当n为奇数时,1(1-x)n<0,
  ∴只需证ln(x-1)≤x-1.
  设g(x)=ln(x-1)-x+1,则g′(x)=1x-1-1=2-xx-1≤0,
  ∴g(x)在[2,+∞)上是减函数,∴g(x)≤g(2)=-1<0.
  当n为偶数时,设h(x)=1(1-x)n+ln(x-1)-x+1,
  则h′(x)=-n(x-1)n+1+2-xx-1<0,
  ∴h(x)在[2,+∞)上也是减函数,
  ∴h(x)≤h(2)=0.综上可知,原不等式恒成立.
  二、已知不等式恒成立,求参数范围
  这类问题在高考中有三种不同的表示方式,下面分三个小点说明.
  1直接考查型
  顾名思义,此类问题即直接以求不等式恒成立中参数范围的题面出现.在2008年的各省市高考卷中,考查不等式恒成立中参数范围问题的题目多数是这种类型.
  例2(2008年江苏理14)设函数f(x)=ax3-3x+1,若对于任意的x∈[-1,1],都有f(x)≥0成立,则a的值为.
  分析对于这个问题,常规的思路是对a分情况讨论求出f(x)的最小值g(a),再解g(a)≥0的不等式,从而得到a的值.
  解∵f(1)=a-2≥0,∴a≥2.
  
  总之,以上两个方面在高考和各种模拟考中出现频率比较高,比如2009年浙江省高考调测卷(理)第22题就是关于不等式恒成立问题的,笔者在平时教学中,发现学生对此类问题掌握不够,在此抛砖引玉,希望能引起注意.
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