分离参数法(Separation parameter method),
数学术语,是求
参数的
取值范围的一种常用方法。
方法概述
通过分离参数,用函数观点讨论主变量的变化情况,由此我们可以确定参数的变化范围.这种方法可以避免分类讨论的麻烦,从而使问题得以顺利解决.分离参数法在解决有关不等式
恒成立、不等式有解、函数有零点、函数单调性中参数的取值范围问题时经常用到.解题的关键是分离出参数之后将
原问题转化为求函数的最值或
值域问题.
应用举例
例1.设函数f(x)=ax^2-3x+1 对于x∈[-1,1] 总有f(x)≥0 成立,求a 的取值范围.
解:对于x∈[-1,1],
ax^2-3x+1≥ 0.
故ax^2≥ 3x-1.
当x= 0时显然成立;
若x不为0,则有 a≥ (3x-1) / x^2 = 3/x-1/x^2 =9/4- (1/x-3/2)^2
设t =1/x,则 t∈(- ∞,-1]∪[1, + ∞);
再设g(t) =9/4 - (t -3/2)^2.
g(t)的图象是一开口向下的
抛物线,在t = 3/2取
最大值.
故g(t)≤g(3/2) = 9/4.
也就是说对于x∈[-1,1]且x≠0,(3x-1) / x^2≤9/4.
∴ a≥9/4. 例2.讨论关于x的方程:lg(x-1)+lg(4-x)=lg(a-x)的实数解的个数.
解:
原方程可化为:
(x-1)(4-x)=a-x (1<x<4)
a=-x^2+6x-4=-(x-3)^ 2+5 (1<x<4)
因为f(x)=-(x-3) ^2+5的
单调区间为:
(1,3],(3,4)
当x∈(1,3]时,f(x)∈(1,5];
当x∈(3,4)时,f(x)∈(4,5);
所以:当a∈(4,5)时,方程有两解;
当a∈(1,4)或5时,方程有一解;
当a∈(-∞,1]∪(5,+∞)时,原方程无解.
例4. 已知函数f(x)是定义在[-1,1]上的
奇函数,f(1)=1, 若对a, b∈[-1,1] ,且a+b≠0,
恒有(f(a)+f(b))/(a+b)>0
(1) 判断f(x)在区间[-1,1]上的
单调性.
(2) 若f(x)≤a-2am+1对x∈[-1,1],a∈[1,3]恒成立,求m的取值范围.
解:
(2)由(1)知,f(x)在[-1,1]上单调递增,且f(1)=1,则f(x)在[-1,1]上最大值为1.
∵f(x)≤a-2am+1对x∈[-1,1],a∈[1,3]恒成立,
则只需a^2-2am+1≥1,
即a^2-2am≥0对a∈[1,3]恒成立,
即2m≤a对a∈[1,3]恒成立,
∴2m≤1,m≤1/2
综上所述,m的取值范围为(-∞, 1/2].