例子一、关于$x$的不等式$x^2-ax+a+3\ge 0$在区间$[-2,0]$上恒成立,则实数a的取值范围是$(\qquad\qquad )$
${\color{Red}法一:分参法\quad }$ (全分离):
$x^2+3\ge a(x-1)\quad \because x-1\lt 0\Rightarrow a\ge \cfrac{x^2+3}{x-1}$
设$f(x)=\cfrac{x^2+3}{x-1} {\color{Red}只需a\ge f(x)_{max}} $即可。
换元,令$t=x-1 \quad(-3\le t \le -1)\Rightarrow x=t+1$
$f(t)=\cfrac{(t+1)^2+3}{t} =\cfrac{t^2+2t+4}{t}=t+\cfrac{4}{t}+2 $
$=t+\cfrac{4}{t}+2 =-(-t-\cfrac{4}{t})+2\le -2\sqrt[]{(-t)\times(-\cfrac{4}{t} )}+2=-2 $
$f(t)\le -2\quad a\ge f(x)_{max}=f(t)_{max}=-2$
${\color{Red}法二 :函数法}$
$令f(x)=x^2-ax+a+3$
${\color{Green}\quad ①\quad } 当\cfrac{a}{2}\le -2,即a\le -4时,f(x)_{min}=f(-2)=7+3a\ge \Rightarrow a\ge -\cfrac{7}{3} $ 矛盾,无解。
${\color{Green}\quad ②\quad} 当\cfrac{a}{2}\ge 0\Rightarrow a\ge 0,f(x)_{min}=f(0)=a+3\ge 0\Rightarrow a\ge -3 \quad\therefore {\color{Purple}a\ge 0 } $
${\color{Green} \quad③\quad} -2\lt \cfrac{a}{2} \lt 0,即-4\lt a\lt 0,f(x)_{min}=f(\cfrac{a}{2})$
$=-\cfrac{a^2}{4} +a+3\ge 0\Rightarrow (a+2)(a-5)\le 0\Rightarrow {\color{Purple} -2\le a\le 6} $
$\therefore \quad -2\le a\le 0$
综上①②③所述,${\color{Purple} a\ge -2 }$
${\color{Red} 法三:图像法\quad}$半分离法
$x^2-ax+a+3\ge 0\Leftrightarrow x^2+3\ge a(x-1)$
$y_1=x^2+3\quad y_2= a(x-1)\quad$ 抛物线在直线上方,相切时取等号
直线$y_2= a(x-1)恒过(1,0),a$为直线斜率,切线斜率为正,直线小于等于切线斜率,直线恒在抛物线下方;直线斜率为负,大于等于切线斜率,直线均恒在抛物线下方。(此题只讨论在抛物线左侧[-2,0]范围)
联立抛物线与直线方程,$x^2-ax+a+3=0\Rightarrow \bigtriangleup =a^2-4(a+3),解得a=-2或a=6(右侧舍去)$
所以$a\ge -2$


题目2:关于x的不等式$kx-ln x\ge 0$恒成立,求实数k的取值范围$(\qquad)$
${\color{Red}法一:分参法\quad }$ (全分离):
$ kx-\ln x\ge 0\Rightarrow kx\ge\ln x\Rightarrow {\color{Red} k\ge (\cfrac{\ln x}{x} )_{max}}$
$k\ge \cfrac{\ln x}{x},令f(x)= \cfrac{\ln x}{x},{f}'(x)=\cfrac{1-\ln x}{x^2},$
${\color{Green} \quad ①\quad} (0,e),{f}' (x)\gt 0,f(x)\nearrow $
${\color{Green} \quad ②\quad (e,+\infty )} ,{f}' (x)\lt 0,f(x)\searrow$
故$f(x)在x=e处有极大值,f(x)\le f(x)_{max}=f(e)=\cfrac{1}{e}\Rightarrow k\ge \cfrac{1}{e}$
${\color{Red}法二 :函数法}$
$kx-\ln x\ge 0;令f(x)=kx-\ln x;{f}' (x)=k-\cfrac{1}{x}$
${\color{Green}\quad ①} 当k\le 0,{f}' (x)\lt 0,f(x)\searrow $
$f(x)$无极大值。故无解。
${\color{Green}\quad ② } k\gt0时,{f}' (x)=k-\cfrac{1}{x}=\cfrac{kx-1}{x} $;
${\color{Purple} \qquad 1^\circ } 当0\lt x\lt \cfrac{1}{k}时, {f}' (x)\lt 0,f(x)\searrow $
${\color{Purple} \qquad 2^\circ } 当 x\gt \cfrac{1}{k}时, {f}' (x)\gt 0,f(x)\nearrow $
故$f(x)在x=\cfrac{1}{k}有极小值f(x)_{min}=f(\cfrac{1}{k})=1+\ln k $
$1+\ln k \ge 0\Rightarrow k\ge \cfrac{1}{e} $
${\color{Red} 法三:图像法\quad}$半分离法
$kx\ge \ln x$
即左边的过原点的直线恒在对数函数左上方。当且仅当相切时取=,因而变成求过原点与对数函数相切的直线问题。
$f(x)=\ln x\Rightarrow {f}'(x)=\cfrac{1}{x},设切点为(m,\ln m), {f}' (m)=\cfrac{1}{m} $
$切线方程为:y-\ln m=\cfrac{1}{m}(x-m) $
将$(0,0)$代入切线方程:$\ln m=1 \Rightarrow m=e ,故k\ge \cfrac{1}{m} =\cfrac{1}{e} $


总结:图像法仅适用于解答填空与选择题,分离适用于大题目,且简涪,但仅适用于能完全分离参数的题目;函数法适用于不能全部分离参数的题目,较繁

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