求实数 的取值范围,使不等式
对 恒成立。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
恒成立的必要条件可由任一合法特例得到;若同一条件又能控制全部变量,就成为充要条件。严格大于零时必须检查等号参数。
想法从哪来:三个三角表达式其实用了同一个移角:一个正弦与另一个余弦相等,而二倍角也能写成这个量的平方。先以该量换元,既统一表达式,又能清楚写出它在闭角区间的准确范围,并确认分母不为零。把不等式移到一边后,应看作关于参数a的二次式,尝试分解成两个一次因子。两个根随新变量移动,但都落在两个互相分离的区间内,所以在整个区间左侧或右侧选a能保证乘积始终为正。必要性不必逐点取并集,原角区间的一个端点已经给出最强限制;严格不等式同时排掉两个边界值。
把两种移相三角函数都写成同一个参数,因式分解后检查最外层根区间。
令 。在所给闭区间上,,且 。原式移到左边后为
两个根分别在 、 内。因此a<1或a>3时,对所有t乘积为正。反之取端点θ=0,t=√2/2,便要求 ,所以这也是必要条件。答案为 。
正弦分母在整个闭区间均大于0;a=1、3使端点等式成立,严格不等式须排除。
恒成立问题在因式分解后先检查端点给出的必要条件,再证明充分性。
需把 换元并确定其在 上的精确范围,再分析参数与最小值函数的符号,评为 F4。
已记下,谢谢!