题目
“-2<m<2”是“x2-mx+1>0在x∈(1,+∞)上恒成立”的( )A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件
“-2<m<2”是“x2-mx+1>0在x∈(1,+∞)上恒成立”的( )
A. 充分而不必要条件
B. 必要而不充分条件
C. 充分必要条件
D. 既不充分也不必要条件
题目解答
答案
A. 充分而不必要条件
解析
考查要点:本题主要考查二次不等式在特定区间上的恒成立问题,以及条件关系的判断(充分条件、必要条件)。
解题核心思路:
- 转化不等式:将二次不等式$x^2 - mx + 1 > 0$转化为关于$m$的表达式,找到$m$的范围。
- 分析函数极值:通过分析函数$f(x) = x + \frac{1}{x}$在$x > 1$时的最小值,确定$m$的临界值。
- 条件关系判断:比较题目给定的条件$-2 < m < 2$与实际求得的$m$的范围,判断两者之间的逻辑关系。
破题关键点:
- 分离变量:将不等式整理为$m < x + \frac{1}{x}$,从而将问题转化为求函数的最小值。
- 函数单调性:利用导数或基本不等式分析$x + \frac{1}{x}$在$x > 1$时的单调性,确定其最小值。
- 范围包含关系:通过比较$-2 < m < 2$与实际解集$m \leq 2$,判断条件的充分性与必要性。
步骤1:转化不等式
原不等式$x^2 - mx + 1 > 0$在$x > 1$时恒成立,可变形为:
$m < x + \frac{1}{x} \quad (\text{对所有} x > 1 \text{成立}).$
步骤2:分析函数$f(x) = x + \frac{1}{x}$
- 当$x > 1$时,函数$f(x)$的导数为$f'(x) = 1 - \frac{1}{x^2} > 0$,说明$f(x)$在$x > 1$时单调递增。
- 因此,$f(x)$在$x > 1$时的最小值为$\lim_{x \to 1^+} f(x) = 2$,且$f(x) > 2$。
步骤3:确定$m$的范围
要使$m < x + \frac{1}{x}$对所有$x > 1$成立,需满足:
$m \leq 2.$
步骤4:判断条件关系
- 题目给定的条件$-2 < m < 2$是$m \leq 2$的充分但不必要条件:
- 充分性:若$-2 < m < 2$,则必然满足$m \leq 2$,从而原不等式恒成立。
- 不必要性:存在$m = 2$的情况满足原不等式,但$m = 2$不在$-2 < m < 2$范围内。