前言
求参数的取值范围,是高中数学中非常普遍的一类题目,现作以总结整理。、
集合
分析:集合\(A\)为定集,集合\(B\)为动集,又因为出现了条件\(B\subseteq A\),故需要针对集合\(B\)分类讨论如下:
1、当集合\(B=\varnothing\)时,则有\(m+1\ge 2m-1\),解得\(m\leq 2\);
2、当集合\(B\neq\varnothing\)时,必须满足三个条件,即\(\begin{cases}&m+1<2m-1\\&-2\leq m+1\\&2m-1\leq 7\end{cases}\),解得\(2<m\leq 4\);
综上所述:实数\(m\)的取值范围是\(\{m\mid m\leq 4\}\)。
逻辑用语
【解析】先化简命题\(p\),由\((x-m)^2>3(x-m)\),得到\(x^2-(2m+3)x+m^2+3m>0\),
即\(x^2-(2m+3)x+m(m+3)>0\),即\((x-m)[x-(m+3)]>0\),
则有\(p:x>m+3\)或\(x<m;q:-4<x<1\);
因为\(p\)是\(q\)成立的必要不充分条件,则\(\{x\mid-4<x<1\}\subseteq \{x\mid x>m+3或x<m\}\),
所以\(m+3≤-4\)或\(m≥1\),即\(m≤-7\)或\(m≥1\),
故\(m\)的取值范围为\((-\infty,-7]\cup[1,+\infty)\)。
法1:由\(p\)或\(q\)为真命题,\(p\)且\(q\)为假命题可知,转化为命题\(p\) 和\(q\)必然是一真一假;
当\(p\)真且\(q\)假时,有\(\left\{\begin{array}{l}{-2-a<1<a}\\{2\ge a或 2\leq -2-a}\end{array}\right.\),解得\(1<a\leq 2\);
当\(p\)假且\(q\)真时,有\(\left\{\begin{array}{l}{1\ge a或 1\leq -2-a}\\{-2-a<2<a}\end{array}\right.\),解得\(a\in \varnothing\);
综上,\(1<a\leq 2\);故选\(C\)。
法2:利用运动观点求解,做出区间\((-2-a,a)\),然后让参数\(a\)从\(0\)到\(3\)逐渐增大,
当\(a=0\)时,设给定区间为\(A\),则\(A=(-2,0)\),此时\(1\not\in A\)且\(2\not\in A\),故不满足题意;
当\(a=1\)时,则\(A=(-3,1)\),此时\(1\not\in A\)且\(2\not\in A\),故不满足题意;
当\(a=1.5\)时,则\(A=(-3.5,1.5)\),此时\(1\in A\)且\(2\not\in A\),故满足题意;
当\(a=2\)时,则\(A=(-4,2)\),此时\(1\in A\)且\(2\not\in A\),故满足题意;
当\(a=3\)时,则\(A=(-5,3)\),此时\(1\in A\)且\(2\in A\),故不满足题意;
综上可知,参数\(a\)的取值只能是\(1<a\leq 2\);选\(C\).
定义域值域
- 已知定义域或值域,求参数的取值范围
①如果函数的定义域是\(R\),求参数\(a\)的取值范围;
预备:先想一想,这个函数的定义域应该怎么求解?
分析:由于函数的定义域是\(R\),说明对任意的\(x\in R\),都能使得\(g(x)=x^2+2ax-a>0\),
转化为二次函数恒成立问题了,(此时至少可以考虑数形结合或者恒成立分离参数)
这里用数形结合,函数\(g(x)\)开口向上,和\(x\)轴没有交点,则\(\Delta <0\),
即\(\Delta=(2a)^2-4\times 1\times(-a)<0\),解得\(a\in (-1,0)\)。
②如果函数的值域是\(R\),求参数\(a\)的取值范围;
分析:如右图所示,要使得函数\(f(x)\)的值域是\(R\),说明内函数\(g(x)=x^2+2ax-a\)必须要能取遍所有的正数,结合下图,

如果有一部分正实数不能取到,那么函数\(f(x)\)的值域就不会是\(R\),这样只能是函数\(g(x)\)的\(\Delta \ge 0\),

而不能是\(\Delta <0\),注意现在题目要求是值域为\(R\),而不是定义域为\(R\),
因此必须满足条件\(\Delta=(2a)^2-4\times 1\times(-a)\ge 0\),解得\(a\in \{a\mid a\leq -1 ,a\ge 0\}\)。
下图是参数\(a\in [-3,3]\)时的两个函数图像的动态变化情况;
下图是参数\(a\in (-1,0)\)时的两个函数图像的动态变化情况;
二次不等式
法1:(将\(b\)和\(\lambda\)看做系数)将不等式转化为\(a^2-\lambda ba+8b^2-\lambda b^2\ge 0\)对任意的\(a\in R\)恒成立,
则\(\Delta =b^2\lambda^2-4(8b^2-\lambda b^2)=b^2(\lambda^2+4\lambda-32)\leq 0\),
解得\(-8\leq \lambda \leq 4\)。
法2:变量集中策略,当\(b=0\)时,即\(a^2\ge 0\)恒成立,\(\lambda\in R\);
当\(b\neq 0\)时,原不等式等价于\((\cfrac{a}{b})^2+8\ge \lambda (\cfrac{a}{b})+\lambda\),
令\(\cfrac{a}{b}=t\in R\),即\(t^2-\lambda t+8-\lambda\ge 0\)对任意的\(t\in R\)恒成立,
则\(\Delta =(\lambda)^2-4(8-\lambda)\leq 0\),
解得\(-8\leq \lambda \leq 4\)。
综上所述(两种情况取交集),实数\(\lambda\)的取值范围为\(-8\leq \lambda \leq 4\)。
法1:利用二次函数求解,要使\(f(x)<-m+5\)恒成立,即\(mx^2-mx+m-6<0\),
即\(m(x-\cfrac{1}{2})^2+\cfrac{3}{4}x-6<0\)在\(x\in[1,3]\)上恒成立,
令\(g(x)=m(x-\cfrac{1}{2})^2+\cfrac{3}{4}x-6,x\in [1,3]\),
当\(m>0\)时,\(g(x)\)在\([1,3]\)上是增函数,
所以\(g(x)_{max}=g(3)=7m-6<0\), 解得\(m<\cfrac{6}{7}\),
则有\(0<m<\cfrac{6}{7}\);
当\(m<0\)时,\(g(x)\)在\([1,3]\)上是减函数,
所以\(g(x)_{max}=g(1)=m-6<0\), 解得\(m<6\),
则有\(m<0\);
综上所述,\(m\)的取值范围是\((-\infty,0)\cup(0,\cfrac{6}{7})\)。
法2:分离参数法,因为\(x^2-x+1>0\),由\(f(x)<-m+5\)可得\(m(x^2-x+1)-6<0\),
故有\(m<\cfrac{6}{x^2-x+1}\)恒成立,
又因为函数\(y=\cfrac{6}{x^2-x+1}=\cfrac{6}{(x-\cfrac{1}{2})^2+\cfrac{3}{4}}\)在区间\([1,3]\)上的最小值为\(\cfrac{6}{7}\),
故只需\(m<\cfrac{6}{7}\)即可,
又因为\(m\neq 0\),所以\(m\)的取值范围是\((-\infty,0)\cup(0,\cfrac{6}{7})\)。
分析:主辅元换位,把不等式的左端看成关于\(a\)的一次函数,
记为\(f(a)=(x-2)a+x^2-4x+4\),则由\(f(a)>0\)对于任意的\(a\in[-1,1]\)恒成立,
只需\(\begin{cases}f(-1)>0\\f(1)>0\end{cases}\)即可,
即\(\begin{cases}x^2-5x+6>0\\x^2-3x+2>0\end{cases}\),
解得\(x<1\)或\(x>3\),则\(x\)的取值范围是\((-\infty,1)\cup(3,+\infty)\).