前言
求參數的取值范圍,是高中數學中非常普遍的一類題目,現作以總結整理。、
集合
分析:集合\(A\)為定集,集合\(B\)為動集,又因為出現了條件\(B\subseteq A\),故需要針對集合\(B\)分類討論如下:
1、當集合\(B=\varnothing\)時,則有\(m+1\ge 2m-1\),解得\(m\leq 2\);
2、當集合\(B\neq\varnothing\)時,必須滿足三個條件,即\(\begin{cases}&m+1<2m-1\\&-2\leq m+1\\&2m-1\leq 7\end{cases}\),解得\(2<m\leq 4\);
綜上所述:實數\(m\)的取值范圍是\(\{m\mid m\leq 4\}\)。
邏輯用語
【解析】先化簡命題\(p\),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\((x-m)[x-(m+3)]>0\),
則有\(p:x>m+3\)或\(x<m;q:-4<x<1\);
因為\(p\)是\(q\)成立的必要不充分條件,則\(\{x\mid-4<x<1\}\subseteq \{x\mid x>m+3或x<m\}\),
所以\(m+3≤-4\)或\(m≥1\),即\(m≤-7\)或\(m≥1\),
故\(m\)的取值范圍為\((-\infty,-7]\cup[1,+\infty)\)。
法1:由\(p\)或\(q\)為真命題,\(p\)且\(q\)為假命題可知,轉化為命題\(p\) 和\(q\)必然是一真一假;
當\(p\)真且\(q\)假時,有\(\left\{\begin{array}{l}{-2-a<1<a}\\{2\ge a或 2\leq -2-a}\end{array}\right.\),解得\(1<a\leq 2\);
當\(p\)假且\(q\)真時,有\(\left\{\begin{array}{l}{1\ge a或 1\leq -2-a}\\{-2-a<2<a}\end{array}\right.\),解得\(a\in \varnothing\);
綜上,\(1<a\leq 2\);故選\(C\)。
法2:利用運動觀點求解,做出區間\((-2-a,a)\),然后讓參數\(a\)從\(0\)到\(3\)逐漸增大,
當\(a=0\)時,設給定區間為\(A\),則\(A=(-2,0)\),此時\(1\not\in A\)且\(2\not\in A\),故不滿足題意;
當\(a=1\)時,則\(A=(-3,1)\),此時\(1\not\in A\)且\(2\not\in A\),故不滿足題意;
當\(a=1.5\)時,則\(A=(-3.5,1.5)\),此時\(1\in A\)且\(2\not\in A\),故滿足題意;
當\(a=2\)時,則\(A=(-4,2)\),此時\(1\in A\)且\(2\not\in A\),故滿足題意;
當\(a=3\)時,則\(A=(-5,3)\),此時\(1\in A\)且\(2\in A\),故不滿足題意;
綜上可知,參數\(a\)的取值只能是\(1<a\leq 2\);選\(C\).
定義域值域
- 已知定義域或值域,求參數的取值范圍
①如果函數的定義域是\(R\),求參數\(a\)的取值范圍;
預備:先想一想,這個函數的定義域應該怎么求解?
分析:由於函數的定義域是\(R\),說明對任意的\(x\in R\),都能使得\(g(x)=x^2+2ax-a>0\),
轉化為二次函數恆成立問題了,(此時至少可以考慮數形結合或者恆成立分離參數)
這里用數形結合,函數\(g(x)\)開口向上,和\(x\)軸沒有交點,則\(\Delta <0\),
即\(\Delta=(2a)^2-4\times 1\times(-a)<0\),解得\(a\in (-1,0)\)。
②如果函數的值域是\(R\),求參數\(a\)的取值范圍;
分析:如右圖所示,要使得函數\(f(x)\)的值域是\(R\),說明內函數\(g(x)=x^2+2ax-a\)必須要能取遍所有的正數,結合下圖,

如果有一部分正實數不能取到,那么函數\(f(x)\)的值域就不會是\(R\),這樣只能是函數\(g(x)\)的\(\Delta \ge 0\),

而不能是\(\Delta <0\),注意現在題目要求是值域為\(R\),而不是定義域為\(R\),
因此必須滿足條件\(\Delta=(2a)^2-4\times 1\times(-a)\ge 0\),解得\(a\in \{a\mid a\leq -1 ,a\ge 0\}\)。
下圖是參數\(a\in [-3,3]\)時的兩個函數圖像的動態變化情況;
下圖是參數\(a\in (-1,0)\)時的兩個函數圖像的動態變化情況;
二次不等式
法1:(將\(b\)和\(\lambda\)看做系數)將不等式轉化為\(a^2-\lambda ba+8b^2-\lambda b^2\ge 0\)對任意的\(a\in R\)恆成立,
則\(\Delta =b^2\lambda^2-4(8b^2-\lambda b^2)=b^2(\lambda^2+4\lambda-32)\leq 0\),
解得\(-8\leq \lambda \leq 4\)。
法2:變量集中策略,當\(b=0\)時,即\(a^2\ge 0\)恆成立,\(\lambda\in R\);
當\(b\neq 0\)時,原不等式等價於\((\cfrac{a}{b})^2+8\ge \lambda (\cfrac{a}{b})+\lambda\),
令\(\cfrac{a}{b}=t\in R\),即\(t^2-\lambda t+8-\lambda\ge 0\)對任意的\(t\in R\)恆成立,
則\(\Delta =(\lambda)^2-4(8-\lambda)\leq 0\),
解得\(-8\leq \lambda \leq 4\)。
綜上所述(兩種情況取交集),實數\(\lambda\)的取值范圍為\(-8\leq \lambda \leq 4\)。
法1:利用二次函數求解,要使\(f(x)<-m+5\)恆成立,即\(mx^2-mx+m-6<0\),
即\(m(x-\cfrac{1}{2})^2+\cfrac{3}{4}x-6<0\)在\(x\in[1,3]\)上恆成立,
令\(g(x)=m(x-\cfrac{1}{2})^2+\cfrac{3}{4}x-6,x\in [1,3]\),
當\(m>0\)時,\(g(x)\)在\([1,3]\)上是增函數,
所以\(g(x)_{max}=g(3)=7m-6<0\), 解得\(m<\cfrac{6}{7}\),
則有\(0<m<\cfrac{6}{7}\);
當\(m<0\)時,\(g(x)\)在\([1,3]\)上是減函數,
所以\(g(x)_{max}=g(1)=m-6<0\), 解得\(m<6\),
則有\(m<0\);
綜上所述,\(m\)的取值范圍是\((-\infty,0)\cup(0,\cfrac{6}{7})\)。
法2:分離參數法,因為\(x^2-x+1>0\),由\(f(x)<-m+5\)可得\(m(x^2-x+1)-6<0\),
故有\(m<\cfrac{6}{x^2-x+1}\)恆成立,
又因為函數\(y=\cfrac{6}{x^2-x+1}=\cfrac{6}{(x-\cfrac{1}{2})^2+\cfrac{3}{4}}\)在區間\([1,3]\)上的最小值為\(\cfrac{6}{7}\),
故只需\(m<\cfrac{6}{7}\)即可,
又因為\(m\neq 0\),所以\(m\)的取值范圍是\((-\infty,0)\cup(0,\cfrac{6}{7})\)。
分析:主輔元換位,把不等式的左端看成關於\(a\)的一次函數,
記為\(f(a)=(x-2)a+x^2-4x+4\),則由\(f(a)>0\)對於任意的\(a\in[-1,1]\)恆成立,
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\(x>3\),則\(x\)的取值范圍是\((-\infty,1)\cup(3,+\infty)\).