2019-2020学年人教A版数学必修五课件:第3章 3.2 第2课时 一元二次不等式的应用

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ff( (- -31) )<<00, ,即3aa-+26<<00,, 解得 a<-2. 故当 a∈(-∞,-2)时,有 f(x)<0 在 x∈[-3,-1]时恒成立.
第二十七页,编辑于星期六:二十三点 七分。
3.若函数 y=x2+2(a-2)x+4 对任意 a∈[-3,1]时,y<0 恒成 立,如何求 x 的取值范围?
因为 x2-2x+4<0 的解集是空集, 所以不存在实数 x,使函数 y=x2+2(a-2)x+4 对任意 a∈[-3, 1],y<0 恒成立.
第二十九页,编辑于星期六:二十三点 七分。
【例 3】 已知 f(x)=x2+ax+3-a,若 x∈[-2,2],f(x)≥0 恒 成立,求 a 的取值范围.
f(x)≤a 恒成立⇔f(x)max≤a f(x)≥a 恒成立⇔f(x)min≥a
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思考:x-1>0 在区间[2,3]上恒成立的几何意义是什么?区间[2, 3]与不等式 x-1>0 的解集有什么关系?
[提示] x-1>0 在区间[2,3]上恒成立的几何意义是函数 y=x- 1 在区间[2,3]上的图象恒在 x 轴上方.区间[2,3]内的元素一定是不 等式 x-1>0 的解,反之不一定成立,故区间[2,3]是不等式 x-1>0 的解集的子集.
[解] 设税率调低后“税收总收入”为 y 元. y=2 400m(1+2x%)·(8-x)% =-1225m(x2+42x-400)(0<x≤8). 依题意,得 y≥2 400m×8%×78%, 即-1225m(x2+42x-400)≥2 400m×8%×78%, 整理,得 x2+42x-88≤0,解得-44≤x≤2. 根据 x 的实际意义,知 0<x≤8,所以 x 的范围为(0,2].
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1.(变结论)本例条件不变,若 f(x)≥2 恒成立,求 a 的取值范围. [解] 若 x∈[-2,2],f(x)≥2 恒成立可转化为:当 x∈[-2,2] 时,f(x)min≥2⇔-a2<-2,
f(x)min=f(-2)=7-3a≥2
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[提示] 等价;好处是将不熟悉的分式不等式化归为已经熟悉的 一元二次不等式.
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2.(1)不等式的解集为 R(或恒成立)的条件
不等式
ax2+bx+c>0
ax2+bx+c<0
a=0
b=0,c>0
b=0,c<0
a≠0
a>0
Δ<0
a<0
Δ<0
(2)有关不等式恒成立求参数的取值范围的方法
【例 2】 国家原计划以 2 400 元/吨的价格收购某种农产品 m 吨.按规定,农户向国家纳税为:每收入 100 元纳税 8 元(称作税率 为 8 个百分点,即 8%).为了减轻农民负担,制定积极的收购政策.根 据市场规律,税率降低 x 个百分点,收购量能增加 2x 个百分点.试 确定 x 的范围,使税率调低后,国家此项税收总收入不低于原计划的 78%.
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即xx- -432≥0. 此不等式等价于(x-4)x-32≥0 且 x-32≠0, 解得 x<32或 x≥4, ∴原不等式的解集为xx<32或x≥4.
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1.对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式 或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
第三章 不等式
3.2 一元二次不等式及其解法
第2课时 一元二次不等式的应用
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学习目标
核心素养
1.掌握一元二次不等式的实 际应用(重点). 2.理解三个“二次”之间的 关系. 3.会解一元二次不等式中的 恒成立问题(难点).
1.通过分式不等式的解法及不等 式的恒成立问题的学习,培养数学 运算素养. 2.借助一元二次不等式的应用培 养数学建模素养.
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合作探究 提素养
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分式不等式的解法
【例 1】 解下列不等式: (1)xx- +32<0; (2)2xx+-13≤1.
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[解] (1)xx- +32<0⇔(x-3)(x+2)<0⇔-2<x<3, ∴原不等式的解集为{x|-2<x<3}. (2)∵2xx+-13≤1, ∴2xx+-13-1≤0, ∴-2xx-+34≤0,
-2≤-a2≤2, 或f(x)min=f-a2=3-a-a42≥2
或-a2>2, f(x)min=f(2)=7+a≥2,
解得 a 的取值范围为[-5,-2+2 2].
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2.(变条件)将例题中的条件“f(x)=x2+ax+3-a,x∈[-2,2], f(x)≥0 恒成立”变为“不等式 x2+2x+a2-3>0 的解集为 R”求 a 的 取值范围.
2.对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通 分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求 解.
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1.解下列不等式:(1)xx+ -13≥0;(2)5xx++11<3. [解] (1)根据商的符号法则,不等式xx+ -13≥0 可转化成不等式组 (x+1)(x-3)≥0, x≠3. 解这个不等式组,可得 x≤-1 或 x>3. 即知原不等式的解集为{x|x≤-1 或 x>3}.
思考:解一元二次不等式应用题的关键是什么? [提示] 解一元二次不等式应用题的关键在于构造一元二次不 等式模型,选择其中起关键作用的未知量为 x,用 x 来表示其他未知 量,根据题意,列出不等关系再求解.
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1.若集合 A={x|-1≤2x+1≤3},B=xx-x 2≤0,则 A∩B 等 于( )
不等式恒成立问题
[探究问题]
1.若函数 f(x)=ax2+2x+2 对一切 x∈R,f(x)>0 恒成立,如何
求实数 a 的取值范围? [提示] 若 a=0,显然 f(x)>0 不能对一切 x∈R 都成立.所以 a≠0,
此时只有二次函数 f(x)=ax2+2x+2 的图象与直角坐标系中的 x 轴无
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思路探究:将文字语言转换成数学语言:“税率降低 x 个百分 点”即调节后税率为(8-x)%;“收购量能增加 2x 个百分点”,此时 总收购量为 m(1+2x%)吨,“原计划的 78%”即为 2 400m×8%×78%.
第二十三页,编辑于星期六:二十三点 七分。
x+1 x

5x x

4x-1 x
≤0

xx( ≠40x,-1)≤0,解得 0<x≤14.]
第十二页,编辑于星期六:二十三点 七分。
3.已知关于 x 的不等式 x2-ax+2a>0 在 R 上恒成立,则实数 a 的取值范围是________.
(0,8) [因为 x2-ax+2a>0 在 R 上恒成立, 所以 Δ=a2-4×2a<0,所以 0<a<8.]
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3.从实际问题中抽象出一元二次不等式模型的步骤 (1)阅读理解,认真审题,分析题目中有哪些已知量和未知量, 找准不等关系. (2)设出起关键作用的未知量,用不等式表示不等关系(或表示成 函数关系). (3)解不等式(或求函数最值). (4)回扣实际问题.
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思路探究:对于含参数的函数在闭区间上的函数值恒大于等于零 的问题,可以利用函数的图象与性质求解.
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[解] 设函数 f(x)=x2+ax+3-a 在 x∈[-2,2]时的最小值为 g(a),则
(1)当对称轴 x=-a2<-2,即 a>4 时,g(a)=f(-2)=7-3a≥0, 解得 a≤73,与 a>4 矛盾,不符合题意.
交点且抛物线开口向上时,才满足题意,则aΔ>=04-8a<0,解得
1 a>2.
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2.若函数 f(x)=x2-ax-3 对 x∈[-3,-1]上恒有 f(x)<0 成立, 如何求 a 的范围?
[提示] 要使 f(x)<0 在[-3,-1]上恒成立,则必使函数 f(x)=x2 -ax-3 在[-3,-1]上的图象在 x 轴的下方,由 f(x)的图象可知,此 时 a 应满足
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自主预习 探新知
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1.分式不等式的解法
主导思想:化分式不等式为整式不等式
类型
同解不等式
f(x) g(x)>0(<0)
法一:fg((xx))>>00(<0)或gf((xx))<<00(>0) 法二:f(x)·g(x)>0(<0)
第三十一页,编辑于星期六:二十三点 七分。
(2)当-a2∈[-2,2],即-4≤a≤4 时,g(a)=3-a-a42≥0,解 得-6≤a≤2,此时-4≤a≤2.
(3)当-a2>2,即 a<-4 时,g(a)=f(2)=7+a≥0,解得 a≥-7, 此时-7≤a<-4.
综上,a 的取值范围为-7≤a≤2.
[提示] 由于本题中已知 a 的取值范围求 x,所以我们可以把函 数 f(x)转化为关于自变量是 a 的函数,求参数 x 的取值问题,则令 g(a) =2x·a+x2-4x+4.
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要使对任意 a∈[-3,1],y<0 恒成立,只需满足gg((-1)3)<0<,0, 即xx22- -210x+x+44<<00,.
[解] 法一:∵不等式 x2+2x+a2-3>0 的解集为 R, ∴函数 f(x)=x2+2x+a2-3 的图象应在 x 轴上方,
A.{x|-1≤x<0}
B.{x|0<x≤1}
C.{x|0≤x<2}
D.{x|0≤x≤1}
B [∵A={x|-1≤x≤1},B={x|0<x≤2},∴A∩B={x|0<x≤1}.]
第十一页,编辑于星期六:二十三点 七分。
2.不等式x+x 1≥5 的解集是________.
x0<x≤14
[





第二十四页,编辑于星期六:二十三点 七分。
2.某校园内有一块长为 800 m,宽为 600 m 的长方形地面,现
要对该地面进行绿化,规划四周种花卉(花卉带的宽度相同),中间种
草坪,若要求草坪的面积不小于总面积的一半,求花卉带宽度的范围.
[解] 设花卉带的宽度为 x m(0<x<600),则中间草坪的长为(800
第四页,编辑于星期六:二十三点 七分。
法一:
gf((xx))≥0(≤0)
fg((xx))≥>00(≤0)或fg((xx))≤<00(≥0) 法二:
f(x)·g(x)≥0(≤0) g(x)≠0
Байду номын сангаас
gf((xx))>a<≥ ≤aaa
先移项转化为上述两种形式
第五页,编辑于星期六:二十三点 七分。
思考:xx- +32>0 与(x-3)(x+2)>0 等价吗?将xx- +32>0 变形为(x-3)(x +2)>0,有什么好处?

2x)m



(600

2x)m.






(800

2x)(600

2x)≥
1 2
×800×600,整理得 x2-700x+600×100≥0,即(x-600)(x-100)≥0,
所以 0<x≤100 或 x≥600,x≥600 不符合题意,舍去.故所求花卉带
宽度的范围为(0,100] m.
第二十五页,编辑于星期六:二十三点 七分。
第二十页,编辑于星期六:二十三点 七分。
(2)不等式5xx++11<3 可改写为5xx++11-3<0,即2(xx+-11)<0. 可将这个不等式转化成 2(x-1)(x+1)<0, 解得-1<x<1. 所以,原不等式的解集为{x|-1<x<1}.
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一元二次不等式的应用
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4.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个 面积不小于 300m2 的内接矩形花园(阴影部分),则 其边长 x(单位:m)的取值范围是________.
[10,30] [设矩形高为 y,由三角形相似得:4x0=404-0 y,且 x>0, y>0,x<40,y<40,xy≥300,整理得 y+x=40,将 y=40-x 代入 xy≥300,整理得 x2-40x+300≤0,解得 10≤x≤30.]
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