专题地图 › 不等式的证明
2012 年天津预赛 · 第 12 题
F3填空题不等式的证明
如果对一切正实数 x,y,都成立不等式
4y−cos2x≥asinx−y9,
则实数 a 的取值范围是。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:[−3,3]
解析
思路
正变量可先独立取到最不利值,再用正弦的完整范围筛参数。
解答
不等式等价于 y/4+9/y≥cos2x+asinx。左侧对正 y 的最小值为三,在 y=6 取等。令 x=π/2,3π/2 分别得到必要条件 a≤3,a≥−3。反过来,若 ∣a∣≤3,记 s=∣sinx∣∈[0,1],则 cos2x+asinx≤1−s2+3s=3−(1−s)(2−s)≤3,足以保证全部输入。因此参数范围为 [−3,3]。
复核
两个必要角都为正数,符合题设而非用了负输入。端值参数三和负三分别在上述角与 y=6 处取等,均应保留。
方法总结
多变量全称条件可先固定一个变量的全局最不利值,再给剩余变量完整范围上的充分性。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
先独立求正变量表达式的最小值,再把恒成立条件转为正弦变量上的闭区间二次估计。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:区分恒成立与存在,求参数范围并验证、均值不等式:拆项与配权
专题卡:正数的和与积互相估计:拆项配平,用基本不等式、恒成立最佳常数与最大最小值:压到边界,比较各段