曲径变通途
——避开分类讨论,另寻简捷方法
2019-08-08
一、运用最值思想,避免分类讨论
例1.奇函数 f(x)是R上的减函数,若对任意的 x∈(0,1],不等式f(kx)+f(-x2+x-2)>0恒成立,求实数k的取值范围。
解:∵f(kx)+f(-x2+x-2)>0,且 f(x)是R上的奇函数,减函数,
∴f(kx)>f(x2-x+2)
得到kx<x2-x+2 (1)
故当 x∈(0,1]时,
显然有h(x)min=h(1)=3,∴k<3-1,即k<2
∴k的取值范围为(-∞,2)
点评:按照常规思路,由(1)式转化为x2-(k+1)x+2>0在x∈(0,1]上恒成立问题,可令g(x)=x2-(k+1)x+2,然后根据二次函数性质及对称轴位置的变化,进行分类讨论,得到:
解得k<-1或-1≤k<1或1≤k<2,从而求得k的取值范围为(-∞,2)。这样解就显得比较烦琐,因为有些不等式在区间上的“恒成立”问题,一般通过分离变量,转化为函数的最值问题求解。就可以避免分类讨论,使得解题过程简明快捷,少走弯路。
二、妙用换底公式,避免分类讨论
例2.设 0<x<1,a>0且 a≠1,比较 |loga(1-x)|与|loga(1+x)|的大小。
分析:本例通常应分a>1与0<a<1两种情况讨论,但运用换底公式消去a,就可避免分类讨论,从而达到简化解题过程的目的。
解:运用作商比较法,
三、变更主元法,避免分类讨论
例3.设不等式mx2-2x-m+1<0对于满足|m|≤2的一切m的值都成立,求x的取值范围。
分析:本例为含参数的不等式,关键是对参数的处理,从表面上看,是一个关于x的一元二次不等式,实质上是一个关于m的一元一次不等式,并且已知它的解集为[-2,2],求参数的范围。因此通过参数m与未知数x的地位的变化,借助于一次函数图象,避免了繁杂的对参数的讨论。
解:设 f(m)=(x2-1)m+(1-2x),它是以m为自变量的一次函数,其图象为直线,由题意知,这条直线当x∈[-2,2]时,线段在y轴的下方,满足它的为
四、借助函数性质,避免分类讨论
例4.设定义在[-2,2]上的偶函数在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)<f(m),求实数m的取值范围。
分析:由函数的定义域知(1-m)∈[-2,2],m∈[-2,2],但是1-m与m到底是在[-2,0]、[0,2]的哪个区域内,不十分清楚,若就此讨论,将十分复杂,如果注意到性质“如果是偶函数,那么 f(-x)=f(x)=f(|x|)”,问题解答就简捷多了。
解:∵f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x)=f(|x|),
f(1-m)< f(m) f(|1-m|)< f(|m|)
又当x∈[0,2]时,f(x)单调递减,
点评:本题运用了偶函数的一个简单性质,从而避免了一场“大规模”的讨论,将“曲径”变“通途”。值得深思。