灵活运用转化思想,高效解答不等式存在性问题
2023-07-14孙建丽
孙建丽
不等式存在性问题虽比较常见,但难度系数较大,采用常规方法很难使问题获解.我们可以运用转化思想,根据不等式的结构特征构造函数模型,将不等式存在性问题转化为函数最值问题来求解.
常见的转化思路为:
1.Vx?∈M,Vx?∈N,f(x?)>g(x?)?f(x?)m>g(x?)mx;
2.Vx?∈M,3x?∈N,f(x)>g(x?)?f(x?)mm>g(x?)im;
3.3x?∈M,3x?∈N,f(x)>g(x?)?f(x) >g(x) ;
4.3x?∈M,Vx?∈N,f(x;)>g(x?)?f(x?)>g(x?) ;
5.3x ∈D,F(x)=f(x)-g(x),f(x)>g(x)? F(x)m>0(x ∈D).
在解题时,我们可以从不等式的结构和特点出发,结合已有的知识和解题经验,构造出一个新函数,利用转化思想,将问题转化为函数最值问题.再判断出函数的单调性,即可利用函数的单调性求得最值,从而求得问题的答案.
例1.已知函数
(1)若函数f(x)在(1,+x)上是减函数,求实数a 的最小值;
(2)若3x?,x?∈[e,e?], 使 f(x)≤f'(x?)+a 成立,求实数a 的取值范围.
解:
我们从已知条件出发,结合第一个问题的结论,运用转化思想,将"若3x,x?∈[e,e'], 使 f(x)≤f(x?)+a 成立"等价转化为"当x ∈[e,e']时,f(x)m≤ f'(x)+a". 由(1)知当x ∈[e,e?]时, 则问题可等价转化为"当x∈[e,e']时,有 这样只要利用导数法求出 f(x)mm,就能顺利确定参数的取值范围.
例2.
解:
先將不等式变形,使变量、参数分离,再构造函数 F(x), 那么只要满足"3x ∈[e,e?],a≥F(x)"即可.这就将不等式问题等价转化为函数最值问题,讨论导函数与函数的单调性,求出函数的最小值,即可确定参数的范围.在解题时,要注意判断所选的临界值是函数的最大值还是最小值,以免得出错误的答案.
可见,解答不等式存在性问题,需明确函数与不等式之间的关系,构造出合适的函数模型,灵活运用转化思想,将问题转化为求函数的最值来求解,这样就能化难为易,化繁为简,有效地提升解题的效率.
(作者单位:江苏省盐城市射阳县高级中学)