由抽象函数不等式求参数的取值范围【题组辅导】

\(\fbox{例1}\)【用具体函数做个引例】

如,解不等式\(log_2(3x+1)>log_2(1-2x)\),

分析:由于我们是借助函数\(y=log_2x\)的单调性来解不等式,

则需要先考虑定义域,以保证让不等式的两端都有意义,

故利用函数的定义域和单调性,可以等价转化得到不等式组:

\(\left\{\begin{array}{l}{3x+1>0}\\{1-2x>0}\\{3x+1>1-2x}\end{array}\right.\)

解得,解集为\((0,\cfrac{1}{2})\)。

\(\fbox{例2}\)【引入抽象函数】

已知函数\(f(x)\)的定义域为\((0,+\infty)\),且单调递增,求解不等式\(f(3x+1)>f(1-2x)\),

分析:如果我们要给本题目的抽象函数找一个依托,那么

\(y=log_2x\)绝对是个比较好的例子,

故碰到这样的题目,我们需要考虑定义域和单调性,

可以等价转化为\(\left\{\begin{array}{l}{3x+1>0}\\{1-2x>0}\\{3x+1>1-2x}\end{array}\right.\)

解得,解集为\((0,\cfrac{1}{2})\)。

\(\fbox{例3}\)【增加难度,抽象函数】

已知奇函数\(f(x)\)的定义域为\([-2,2]\),且在区间\([0,2]\)单调递增,求解不等式\(f(3x+1)>f(1-2x)\),

分析:由区间\([0,2]\)单调递增,和奇函数可知,则函数在区间\([-2,0]\)上单调递增,

故函数\(f(x)\)在区间\([-2,2]\)单调递增,

再由定义域和单调性可知

\(\left\{\begin{array}{l}{-2\leq 3x+1\leq 2}\\{-2\leq 1-2x\leq 2}\\{3x+1>1-2x}\end{array}\right.\)

解集,略。

说明:定义域上的单调性没有直接给出,需要我们借助奇偶性自行推导。

\(\fbox{例4}\)【增加难度,抽象函数】

已知奇函数\(f(x)\)的定义域为\([-2,2]\),且在区间\([-2,2]\)单调递增,求解不等式\(f(3x+1)+f(2x-1)>0\),

分析:先将不等式转化为\(f(3x+1)>-f(2x-1)\),

由于函数\(f(x)\)为奇函数,则\(-f(2x-1)=f[-(2x-1)]=f(1-2x)\),

则上述不等式再次转化为\(f(3x+1)>f(1-2x)\),

再由定义域和单调性可知,原不等式等价于

\(\left\{\begin{array}{l}{-2\leq 3x+1\leq 2}\\{-2\leq 1-2x\leq 2}\\{3x+1>1-2x}\end{array}\right.\)

解集,略。

说明:给出的不等式需要我们结合奇偶性,转化为\(f(M)>f(N)\)的形式,以便于能利用单调性。

\(\fbox{例4}\)【综合题】

已知函数\(f(x)=\cfrac{a}{a^2-1}(a^x-\cfrac{1}{a^x})(x\in R,a>0,a\neq 1)\)

(1)求函数\(f(x)\)的单调性;

(2)若\(f(1-m)+f(1-m^2)<0\),求实数\(m\)的取值范围;

分析:我们先分析函数中的部分,\(g(x)=a^x-\cfrac{1}{a^x}=a^x-a^{-x}\),

故\(g(-x)=-g(x)\),即函数\(g(x)\)为奇函数,故求解如下,

(1)\(f(x)=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot g(x)\),

则\(f(-x)=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot g(-x)=-\cfrac{a}{a^2-1}\cdot g(x)=-f(x)\),

即函数\(f(x)\)为奇函数,我们先重点分析\(x\in [0,+\infty)\)上的单调性,

①当\(a>1\)时,\(a^2-1>0\),则\(\cfrac{a}{a^2-1}>0\),\(lna>0\)

\(f'(x)=\cfrac{a}{a^2-1}(a^x\cdot lna-a^{-x}\cdot (-x)'\cdot lna)\)

\(=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot lna\cdot (a^x+a^{-x})>0\),

则函数\(f(x)\)在\([0,+\infty)\)上单调递增,

由函数为奇函数,则可知\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增;

②当\(0<a<1\)时,\(a^2-1<0\),则\(\cfrac{a}{a^2-1}<0\),\(lna<0\)

\(f'(x)=\cfrac{a}{a^2-1}(a^x\cdot lna-a^{-x}\cdot (-x)'\cdot lna)\)

\(=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot lna\cdot (a^x+a^{-x})>0\),

则函数\(f(x)\)在\([0,+\infty)\)上单调递增,

由函数为奇函数,则可知\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增;

综上可知,不论\(a\)为何值,函数\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增;

(2)先将不等式转化为\(f(1-m)<-f(1-m^2)\),

又函数\(f(x)\)为奇函数,则\(-f(1-m^2)=f(m^2-1)\),

则\(f(1-m)<f(m^2-1)\),

由单调性可知,\(1-m<m^2-1\),

即\(m^2+m-2>0\),

故所求取值范围为\((-\infty,-2)\cup(1,+\infty)\)。

原文地址:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/9613192.html

时间: 2024-11-02 17:22:45

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