4.对于0≤m≤4的m,不等式x2+mx>4x+m-3恒成立,则x的取值范围是____________.

解析:转化为m(x-1)+x2-4x+3>0在0≤m≤4时恒成立.

令f(m)=m(x-1)+x2-4x+3.

则

∴x<-1或x>3.

答案:x>3或x<-1

●典例剖析

[例1] 已知f(x)=loga(a>0,a≠1).

(1)判断f(x)在(1,+∞)上的单调性,并加以证明;

(2)当x∈(r,a-2)时,f(x)的值域为(1,+∞),求a与r的值;

(3)若f(x)≥loga2x,求x的取值范围.

剖析:单调性只要用定义证明,可先比较真数的大小再证.函数值域可利用函数的单调性确定端点后再比较,化为方程组求解.对数型不等式要化成同底后分a>1与0<a<1求解,同时要注意定义域.

解:(1)任取1<x1<x2,则

f(x2)-f(x1)=loga-loga

=loga

=loga.

又∵x2>x1>1,∴x1-x2<x2-x1.

∴0<x1x2-x2+x1-1<x1x2-x1+x2-1.

∴0<<1.

当a>1时,f(x2)-f(x1)<0,

∴f(x)在(1,+∞)上是减函数;

当0<a<1时,f(x2)-f(x1)>0,

∴f(x)在(1,+∞)上是增函数.

(2)由>0得x∈(-∞,-1)∪(1,+∞).

∵=1+≠1,∴f(x)≠0.

当a>1时,

∵x>1f(x)>0,x<-1f(x)∈(0,1),

∴要使f(x)的值域是(1,+∞),只有x>1.

又∵f(x)在(1,+∞)上是减函数,

∴f-1(x)在(1,+∞)上也是减函数.

∴f(x)>11<x<f-1(1)=.

∴∴

当0<a<1时,

∵x>1f(x)<0,x<1f(x)>0,

∴要使值域是(1,+∞),只有x<-1.

又∵f(x)在(-∞,-1)上是增函数,

∴f(x)>1-1>x>f-1(1)=.

∴无解.

综上,得a=2+,r=1.

(3)由f(x)≥loga2x得

当a>1时,

<x<且x>1.

∴1<x<.

当0<a<1时,

∴x>.

[例2] 已知抛物线y=ax2-1上存在关于直线x+y=0成轴对称的两点,试求实数a的取值范围.

解法一:设抛物线上关于直线l对称的两相异点为P(x1,y1)、Q(x2,y2),线段PQ的中点为M(x0,y0),设直线PQ的方程为y=x+b,由于P、Q两点存在,所以方程组有两组不同的实数解,即得方程ax2-x-(1+b)=0.                             ①

判别式Δ=1+4a(1+b)>0.                                              ②

由①得x0==,y0=x0+b=+b.

∵M∈l,∴0=x0+y0=++b,

即b=-,代入②解得a>.

解法二:设同解法一,由题意得

将①②代入③④,并注意到a≠0,x1-x2≠0,得

由二元均值不等式易得

2(x12+x22)>(x1+x2)2(x1≠x2).

将⑤⑥代入上式得

2(-+)>()2,解得a>.

解法三:同解法二,由①-②,得

y1-y2=a(x1+x2)(x1-x2).

∵x1-x2≠0,∴a(x1+x2)==1.

∴x0==.∵M(x0,y0)∈l,

∴y0+x0=0,即y0=-x0=-,从而PQ的中点M的坐标为(,-).

∵M在抛物线内部,

∴a()2-(-)-1<0.

解得a>.(舍去a<0,为什么?)

思考讨论

解法三中为何舍去a<0?

这是因为a<0,中点M(x0,y0),x0=<0,

y0=->0.又∵a<0,

y=ax2-1<0,矛盾.∴a<0舍去.

●闯关训练

夯实基础

3.与不等式相关联的知识较多,如函数与不等式、方程与不等式、数列与不等式、解析几何与不等式,要善于寻找它们之间的联系,从而达到综合应用的目的.

拓展例题

[例1] (2003年福建质量检测题)已知函数f(x)=|log2(x+1)|,实数m、n在其定义域内,且m<n,f(m)=f(n).

求证:(1)m+n>0;

(2)f(m2)<f(m+n)<f(n2).

(1)证法一:由f(m)=f(n),得|log2(m+1)|=|log2(n+1)|,即log2(m+1)=±log2(n+1),

log2(m+1)=log2(n+1),                                           ①

或log2(m+1)=log2.                                            ②

由①得m+1=n+1,与m<n矛盾,舍去.

由②得m+1=,即(m+1)(n+1)=1.                                ③

∴m+1<1<n+1.∴m<0<n.∴mn<0.

由③得mn+m+n=0,m+n=-mn>0.

证法二:(同证法一得)(m+1)(n+1)=1.

∵0<m+1<n+1,∴>=1.∴m+n+2>2.∴m+n>0.

(2)证明:当x>0时,f(x)=|log2(x+1)|=log2(x+1)在(0,+∞)上为增函数.

由(1)知m2-(m+n)=m2+mn=m(m+n),且m<0,m+n>0,∴m(m+n)<0.

∴m2-(m+n)<0,0<m2<m+n.

∴f(m2)<f(m+n).

同理,(m+n)-n2=-mn-n2=-n(m+n)<0,

∴0<m+n<n2.∴f(m+n)<f(n2).

∴f(m2)<f(m+n)<f(n2).

[例2] 求证:对任意x、y∈R,都有≤5-3y+y2,并说明等号何时成立.

证明:72x+49≥2·7x·7=2·7x+1,

∴≤.

又∵5-3y+y2=(y-3)2+≥,∴≤5-3y+y2.

当且仅当x=1,y=3时取等号.

 0  293863  293871  293877  293881  293887  293889  293893  293899  293901  293907  293913  293917  293919  293923  293929  293931  293937  293941  293943  293947  293949  293953  293955  293957  293958  293959  293961  293962  293963  293965  293967  293971  293973  293977  293979  293983  293989  293991  293997  294001  294003  294007  294013  294019  294021  294027  294031  294033  294039  294043  294049  294057  447090 

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