已知不等式 $x^2-2ax+2\geqslant a$ 对任意 $x \geqslant -1$ 都成立,求实数 $a$ 的取值范围.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    分离变量法
  • 知识点
    >
    函数
    >
    常见初等函数
    >
    分式函数
  • 题型
    >
    不等式
    >
    恒成立与存在性问题
【答案】
$[-3,1]$
【解析】
根据题意,有$$\forall x\in [-1,+\infty ),x^2-2ax+2\geqslant a,$$即$$\begin{cases} \forall x\in \left(-\dfrac 12,+\infty \right),a\leqslant \dfrac{x^2+2}{2x+1},\\\forall x\in\left[-1,-\dfrac 12\right),a \geqslant \dfrac{x^2+2}{2x+1},\end{cases}$$令 $t=2x+1$,则 $x=\dfrac 12(t-1)$,于是$$\dfrac{x^2+2}{2x+1}=\dfrac{t^2-2t+9}{4t}=\dfrac 14\left(t+\dfrac 9t-2\right),$$因此问题转化为$$\begin{cases} \forall t\in \left(0,+\infty \right),4a+2\leqslant t+\dfrac 9t,\\\forall t\in\left[-1,0\right),4a+2\geqslant t+\dfrac 9t,\end{cases}$$如图,结合对勾函数 $y=t+\dfrac 9t$ 的图象可得上式即$$4a+2 \leqslant 6\land 4a+2\geqslant -10,$$即$$-3\leqslant a\leqslant 1.$$综上,$a$ 的取值范围是 $[-3,1]$.
答案 解析 备注
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