一元二次不等式知识点讲解及习题
高中 一元二次不等式及其解法 知识点+例题 全面

辅导讲义――一元二次不等式及其解法教学内容1.一元二次不等式:只含有一个未知数,并且未知数最高次数是2的不等式. 2.二次函数、一元二次方程、一元二次不等式的关系判别式Δ=b 2-4acΔ>0Δ=0Δ<0二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象一元二次方程ax 2+bx +c =0 (a >0)的根 有两相异实根x 1,x 2(x 1<x 2) 有两相等实根 x 1=x 2=-b2a没有实数根ax 2+bx +c >0 (a >0)的解集 {x |x <x 1或x >x 2}{x |x ≠x 1}{x |x ∈R }ax 2+bx +c <0 (a >0)的解集{x |x 1< x <x 2}∅ ∅[例1] 若不等式052>++c x ax 的解集是}2131{<<x x ,则a+c 的值为________.-7[巩固1] 已知不等式02<+-b x ax 的解集是}21{<<-x x ,则a ,b 的值为___________.a=1,b=-2[巩固2] 若关于x 的不等式0622<+-t x tx 的解集是),1(),(+∞-∞ a ,则a 的值为______.-3[例2] 若1)(2+-=ax x x f 有负值,则实数a 的取值范围是____________.),2()2,(+∞--∞[巩固1] 已知二次函数c bx ax x f ++=2)(的图象与直线25=y 有公共点,且不等式02>++c bx ax 的解是知识模块1三个“二次” 精典例题透析3121<<-x ,求a ,b ,c 的取值范围.[巩固2] 已知关于x 的不等式)(0222R a a ax x ∈≤++-的解集为M . (1)当M 为空集时,求实数a 的取值范围. (2)如果]4,1[⊆M ,求实数a 的取值范围.[例3] 关于x 的方程02=++c bx x 的两根分别为21-=x 和212-=x ,则关于x 的不等式02<+-c bx x 的解集是______________.)2,21([巩固1] 方程05)2(2=-+-+m x m x 的两根都大于2,则m 的取值范围是____________.]4,5(--[巩固] 若关于x 的不等式4502≤++≤ax x 恰好只有一个解,则实数.______=a 2±[例5] 若不等式02<--b ax x 的解集为}32{<<x x ,则.______=+b a 1-[巩固1] 若关于x 的不等式0322<+-a x x 的解集是)1,(m ,则实数.______=m 21[巩固2] 关于x 的不等式0)2)(1(>--x mx ,若此不等式的解集为}21{<<x mx,则m 的取值范围是__________. )0,(-∞[例6] 已知实数R a ∈,解关于x 的不等式.02)2(2<++-a x a x[巩固] 已知关于x 的不等式0232>+-x ax 的解集是}1{b x x x ><或, (1)求a ,b 的值;(2)解关于x 的不等式).(0)(2R c bc x b ac ax ∈<++-[例7] 若不等式02<--b ax x 的解集是)3,2(, (1)求a ,b 的值;(2)求不等式012>--ax bx 的解集.[巩固] 已知不等式0)32()(<-++b a x b a 的解为43->x ,解不等式.0)2()1(2)2(2>-+--+-a x b a x b a题型一:一元二次不等式的解法 [例] 求下列不等式的解集:(1)-x 2+8x -3>0; (2)ax 2-(a +1)x +1<0.解 (1)因为Δ=82-4×(-1)×(-3)=52>0,所以方程-x 2+8x -3=0有两个不相等的实根x 1=4-13,x 2=4+13. 又二次函数y =-x 2+8x -3的图象开口向下, 所以原不等式的解集为{x |4-13<x <4+13}. (2)若a =0,原不等式等价于-x +1<0,解得x >1. 若a <0,原不等式等价于(x -1a )(x -1)>0,解得x <1a 或x >1.若a >0,原不等式等价于(x -1a)(x -1)<0.①当a =1时,1a =1,(x -1a )(x -1)<0无解;②当a >1时,1a <1,解(x -1a )(x -1)<0得1a <x <1;③当0<a <1时,1a >1,解(x -1a )(x -1)<0得1<x <1a.综上所述:当a <0时,解集为{x |x <1a或x >1};当a =0时,解集为{x |x >1};当0<a <1时,解集为{x |1<x <1a };当a =1时,解集为∅;当a >1时,解集为{x |1a <x <1}.[巩固](1)若不等式ax 2+bx +2>0的解为-12<x <13,则不等式2x 2+bx +a <0的解集是________.(2)不等式x -12x +1≤0的解集是________.知识模块3经典题型11.已知函数f (x )=(ax -1)(x +b ),如果不等式f (x )>0的解集是(-1,3),则不等式f (-2x )<0的解集是_______________.答案 (-∞,-32)∪(12,+∞) 解析 f (x )=0的两个解是x 1=-1,x 2=3且a <0,由f (-2x )<0得-2x >3或-2x <-1,∴x <-32或x >12. 12.(2013·重庆)关于x 的不等式x 2-2ax -8a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),且x 2-x 1=15,则a=_______.答案 52解析 由x 2-2ax -8a 2<0,得(x +2a )(x -4a )<0,因a >0,所以不等式的解集为(-2a,4a ),即x 2=4a ,x 1=-2a ,由x 2-x 1=15,得4a -(-2a )=15,解得a =52. 13.设0≤α≤π,不等式8x 2-(8sin α)x +cos 2α≥0对x ∈R 恒成立,则α的取值范围为______________.答案 [0,π6]∪[5π6,π] 解析 由题意,要使8x 2-(8sin α)x +cos 2α≥0对x ∈R 恒成立,需Δ=64sin 2α-32cos 2α≤0,化简得cos 2α≥12. 又0≤α≤π,∴0≤2α≤π3或5π3≤2α≤2π, 解得0≤α≤π6或5π6≤α≤π. 14.已知a ∈Z ,关于x 的一元二次不等式x 2-6x +a ≤0的解集中有且仅有3个整数,则所有符合条件的a 的值之和是________.答案 21解析 设f (x )=x 2-6x +a ,其是开口向上,对称轴是x =3的抛物线,图象如图所示.关于x 的一元二次不等式x 2-6x +a ≤0的解集中有且仅有3个整数,则⎩⎪⎨⎪⎧ f (2)≤0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=4-12+a ≤0,f (1)=1-6+a >0, 解得5<a ≤8.又a ∈Z ,所以a =6,7,8,则所有符合条件的a 的值之和是6+7+8=21.15.求使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,|a |≤1恒成立的x 的取值范围.解 将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以。
【超级经典】一元二次不等式及其解法(含答案)
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1 , 2
由函数 y 4 x 4 x 1的图象为:
2
原不等式的的解集是 { } . 方法二:∵ 原不等式等价于: (2 x 1) 0 ,
2
1 2
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∴原不等式的的解集是 { } . (4)方法一:
2 2 因为 0 ,方程 x 4 x 5 0 无实数解,
函数 y x 4x 5 的简图为:
2
所以不等式 x 4 x 5 0 的解集是 .
2
所以原不等式的解集是 . 方法二:∵ x 4x 5 ( x 2) 1 1 0
2
函数 y x 5x 的简图为:
2
因而不等式 x 5x 0 的解集是 {x | 0 x 5} .
2
方法二: x 5x 0 x( x 5) 0
2
x 0 x 0 或 x 5 0 x 5 0
解得
x 0 x 0 或 ,即 0 x 5 或 x . x 5 x 5
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【经典例题】 类型一:解一元二次不等式 例 1. 解下列一元二次不等式 (1) x 5x 0 ;
2
(2) x 4 x 4 0 ;
2
(3) x 4 x 5 0
2
思路点拨: 转化为相应的函数,数形结合解决,或利用符号法则解答. 解析: (1)方法一: 因为 (5)2 4 1 0 25 0 所以方程 x 5x 0 的两个实数根为: x1 0 , x2 5
二次函数与一元二次方程、不等式知识点总结与例题讲解
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二次函数与一元二次方程、不等式知识点总结与例题讲解一、本节知识点(1)一元二次不等式的概念. (2)三个二次的关系. (3)一元二次不等式的解法. 知识点拓展:(4)分式不等式的解法. (5)高次不等式的解法. 二、本节题型(1)解不含参数的一元二次不等式. (2)解含参数的一元二次不等式. (3)三个二次之间的关系.(4)简单高次不等式、分式不等式的解法. (5)不等式恒成立问题. (6)一元二次不等式的应用. 三、知识点讲解.知识点 一元二次不等式的概念我们把只含有1个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.即形如02>++c bx ax (≥0)或02<++c bx ax (≤0)(其中0≠a )的不等式叫做一元二次不等式.元二次不等式的解与解集使一元二次不等式成立的x 的值,叫做这个一元二次不等式的解,其解的集合,叫做这个一元二次不等式的解集.注意 一元二次不等式的解集要写成集合或区间的形式. 知识点 三个二次的关系一元二次不等式的解集、一元二次方程的解以及二次函数的图象之间有着紧密的联系.一元二次方程()002≠=++a c bx ax 与二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的关系是:(1)当ac b 42-=∆≥0时,一元二次方程()002≠=++a c bx ax 有实数根,二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的图象与x 轴有交点,且方程的解是交点的横坐标,交点的横坐标亦是方程的解;①当0>∆时,一元二次方程()002≠=++a c bx ax 有两个不相等的实数根,二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的图象与x 轴有两个不同的交点;②当0=∆时,一元二次方程()002≠=++a c bx ax 有两个相等的实数根,二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的图象与x 轴只有一个交点(即抛物线的顶点).(2)当042<-=∆ac b 时,一元二次方程()002≠=++a c bx ax 无实数根,二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的图象与x 轴没有交点.具体关系见下页表(1)所示.一元二次不等式与二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的关系是:(1)一元二次不等式02>++c bx ax (≥0)的解集就是二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的图象位于x 轴上方(包括x 轴)的部分所对应的自变量的取值范围;(2)一元二次不等式02<++c bx ax (≤0)的解集就是二次函数()002≠=++=a c bx ax y 的图象位于x 轴下方(包括x 轴)的部分所对应的自变量的取值范围.由表可知 一元二次不等式的解集的端点值就是对应的一元二次方程的解. 知识点 一元二次不等式的解法解一元二次不等式的一般步骤是:(1)利用不等式的性质,将二次项系数化为正数; (2)计算ac b 42-=∆的值,并判断∆的符号; (3)当∆≥0时,求出相应的一元二次方程的根; (4)画出对应的二次函数的简图;(5)根据一元二次不等式的形式,结合简图,写出其解集.注意 一元二次不等式的解集结构与二次项系数的符号有着直接的关系.其中,①当0>∆时,一元二次不等式()002>>++a c bx ax 的解集在“两根之外”,即“大于大根或小于小根”;一元二次不等式()002><++a c bx ax 的解集在“两根之内”,即“大于小根且小于大根”,简记为“大于0取两边,小于0取中间”;②当0=∆时,一元二次不等式()002>>++a c bx ax 的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2;一元二次不等式()002><++a c bx ax 的解集为∅;③当0<∆时,一元二次不等式()002>>++a c bx ax 的解集为R ;一元二次不等式()002><++a c bx ax 的解集为∅.表(1)一元二次方程、二次函数以及一元二次不等式的关系:一元二次不等式在R 上恒成立的问题(1)02>++c bx ax 在R 上恒成立,则有:⎩⎨⎧<-=∆>0402ac b a 或⎩⎨⎧>==00c b a ; (2)02<++c bx ax 在R 上恒成立,则有:⎩⎨⎧<-=∆<0402ac b a 或⎩⎨⎧<==00c b a ;(3)一元二次不等式c bx ax ++2≥0在R 上恒成立,则有:⎩⎨⎧≤-=∆>0402ac b a ; (4)一元二次不等式c bx ax ++2≤0在R 上恒成立,则有:⎩⎨⎧≤-=∆<0402ac b a . 补充概念 二次函数的零点我们把使一元二次方程02=++c bx ax 的实数x 叫做二次函数c bx ax y ++=2的零点. 对零点的理解(1)二次函数的零点即相应一元二次方程02=++c bx ax 的实数根;(2)根据数形结合,二次函数的零点,即二次函数的图象与x 轴的交点的横坐标,且交点的个数等于零点的个数;(3)并非所有的二次函数都有零点.当ac b 42-=∆≥0时,一元二次方程有实数根,相应二次函数存在零点.知识点 分式不等式的解法 分式不等式的概念分母中含有未知数的不等式叫做分式不等式.利用不等式的性质,可将分式不等式化为以下标准形式: ①0)()(>x g x f ; ②)()(x g x f ≥0; ③0)()(<x g x f ; ④)()(x g x f ≤0. 分式不等式的解法解分式不等式的思路是把其转化为整式不等式求解.解分式不等式时,要先把分式不等式转化为标准形式. 各标准形式的分式不等式的解法为: (1)0)()(>x g x f 与不等式组⎩⎨⎧>>0)(0)(x g x f 或⎩⎨⎧<<0)(0)(x g x f 同解,与不等式0)()(>⋅x g x f 同解; (2))()(x g x f ≥0与不等式组⎩⎨⎧≠≥⋅0)(0)()(x g x g x f 同解;(3)0)()(<x g x f 与不等式组⎩⎨⎧<>0)(0)(x g x f 或⎩⎨⎧><0)(0)(x g x f 同解,与不等式0)()(<⋅x g x f 同解;(4))()(x g x f ≤0与不等式组⎩⎨⎧≠≤⋅0)(0)()(x g x g x f .由以上解法可以看出:将分式不等式转化为标准形式后,再将其转化为不等式组或同解整式不等式进行求解.知识点 高次不等式的解法解高次不等式,一般用“数轴标根法”,也叫“穿根引线法”,其步骤如下:(1)把高次不等式化为左边是几个因式的乘积,右边是0的形式,注意每个因式最高次项的系数必须为正;(2)把不等号换成等号,求出所得方程的所有实数根; (3)标根: 把各个实数根在数轴上标出;(4)画穿根线: 从“最右根”的右上方穿过根,往左下画线,然后又穿过“次右根”上去,如此一上一下依次穿过各根.但要注意偶次根不穿过,即奇过偶不过;(5)写出解集: 若不等号为“ > ”,则取数轴上方穿根线以内的范围;若不等号为“ < ”,则取数轴下方穿根线以内的范围.四、例题讲解例1. 解不等式0452>-+-x x .分析 先把不等式的二次项系数化为正数,再进行求解.注意不等式的解集要写成区间或集合的形式.解: 原不等式可化为:0452<+-x x .对于方程0452=+-x x ,∵()0941452>=⨯⨯--=∆∴该方程有两个不相等的实数根,解之得:4,121==x x . ∴不等式0452>-+-x x 的解集为{}41<<x x .点评 在求解一元二次不等式时,先观察二次项系数是否为正,若为负,则先把不等式的二次项系数化为正数(利用不等式的基本性质).例2. 已知关于x 的不等式022>++c x ax 的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-2131x x ,求不等式022>-+-a x cx 的解集.分析 先根据一元二次不等式与相应一元二次方程之间的关系,利用根与系数的关系定理,求出c a ,的值.注意 一元二次不等式的解集的端点值是对应一元二次方程的根. 解: 由题意可知:0<a .∵关于x 的不等式022>++c x ax 的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-2131x x ∴21,3121=-=x x 是方程022=++c x ax 的两个实数根由根与系数的关系定理可得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯-=+-=-213121312a c a ,解之得:⎩⎨⎧=-=212c a . ∴022>-+-a x cx 即012222>++-x x ∴062<--x x ,解之得:32<<-x .∴不等式022>-+-a x cx 的解集为{}32<<-x x .例3. 一元二次不等式()()052>-+x x 的解集为 【 】 (A ){}52>-<x x x 或 (B ){}25>-<x x x 或 (C ){}52<<-x x (D ){}25<<-x x分析 本题可用数轴标根法求解.使用该方法时,要把乘积中所有因式的最高次项的系数化为正数.解: 原不等式可化为:()()052<-+x x .∵方程()()052=-+x x 的根为5,221=-=x x .∴不等式()()052<-+x x 的解集为{}52<<-x x ,即原不等式的解集. ∴选择答案【 C 】.例4. 已知不等式042<++ax x 的解集为空集,则实数a 的取值范围是 【 】 (A ){}44≤≤-a a (B ){}44<<-a a (C ){}44≥-≤a a a 或 (D ){}44>-<a a a 或分析 本题考查一元二次不等式与相应的二次函数之间的关系,同时问题还可以转化为一元二次不等式恒成立的问题.不等式042<++ax x 的解集为空集,即相应的二次函数42++=ax x y 的图象位于x 轴上及其上方,或者不等式42++ax x ≥0在R 上恒成立.解: ∵不等式042<++ax x 的解集为空集∴162-=∆a ≤0,解之得:4-≤a ≤4. ∴实数a 的取值范围是{}44≤≤-a a . ∴选择答案【 A 】.例5. 若关于x 的不等式()()021>--x mx 的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<21x m x ,则实数m 的取值范围是 【 】 (A ){}0>m m (B ){}20<<m m(C )⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21m m (D ){}0<m m分析 本题由题意可知:0<m . 解: ∵()()021>--x mx∴()02122>++-x m mx .∵其解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<21x m x ∴0<m .∴实数m 的取值范围是{}0>m m . ∴选择答案【 D 】.例6. 已知函数182++=bx ax y 的定义域为[]6,3-,则实数a 的值为_________,实数b 的值为_________.解: ∵函数182++=bx ax y 的定义域为[]6,3-∴一元二次不等式182++bx ax ≥0的解集为[]6,3-. 由根与系数的关系定理可得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯-=+-=-631863aab ,解之得:⎩⎨⎧=-=31b a . ∴实数a 的值为1-,实数b 的值为3. 例7. 已知函数m x x y +-=2.(1)当2-=m 时,求不等式0>y 的解集; (2)若0,0<>y m 的解集为{}b x a x <<,,求ba 41+的最小值. 解:(1)2-=m 时,22--=x x y .∵0>y ,∴()()02122>-+=--x x x x 解之得:1-<x 或2>x .∴不等式0>y 的解集为{}21>-<x x x 或;(2)∵02<+-=m x x y 的解集为{}21>-<x x x 或 ∴m ab b a ==+,1,且041>-=∆m ,解之得:41<m . ∵0>m ,∴0,0>>b a ,410<<m . ∴()a b b a b a b a b a ++=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+454141≥9425=⋅+a b b a . 当且仅当a b b a =4,即32,31==b a 时,等号成立.此时41923231<=⨯=m ,符合题意. ∴ba 41+的最小值为9. 例8. 解关于x 的不等式02>-x ax (0≠a ).分析 本题考查含有参数的一元二次不等式的解法.当二次项系数含有参数时,要对二次项系数的正负进行讨论(一元二次不等式解集的结构与二次项系数的符号有关).解: ∵02>-x ax ,∴()01>-ax x∴01>⎪⎭⎫ ⎝⎛-a x ax .∵0≠a ,∴分为两种情况:①当0>a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>01x a x x 或;②当0<a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<01x a x . 综上所述,当当0>a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>01x a x x 或,当0<a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<01x a x .另解: 解方程02=-x ax (0≠a )得:ax x 1,121==. 分为两种情况:①当0>a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>01x a x x 或; ②当0<a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<01x a x . 综上所述,当当0>a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>01x a x x 或,当0<a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<01x a x . 点评 不等式02>-x ax (0≠a )可化为01>⎪⎭⎫⎝⎛-a x ax .当0>a 时,根据不等式的性质可知,原不等式同解于不等式01>⎪⎭⎫⎝⎛-a x x ;当0<a 时,原不等式同解于不等式01<⎪⎭⎫⎝⎛-a x x .例9. 若对于0>∀x ,132++x x x≤a 恒成立,则实数a 的取值范围是 【 】 (A )⎭⎬⎫⎩⎨⎧≥31a a (B )⎭⎬⎫⎩⎨⎧>31a a (C )⎭⎬⎫⎩⎨⎧>51a a (D )⎭⎬⎫⎩⎨⎧≥51a a . 解: ∵132++x x x≤a 恒成立 ∴只需a ≥max213⎪⎭⎫ ⎝⎛++x x x 即可. ∵0>∀x ∴311132++=++x x x x x≤513121=+⋅xx . 当且仅当xx 1=,即1=x 时,等号成立. ∴5113max 2=⎪⎭⎫ ⎝⎛++x x x . ∴a ≥51,即实数a 的取值范围是⎭⎬⎫⎩⎨⎧≥51a a .∴选择答案【 D 】.例10.(1)若关于x 的不等式0232>+-x ax (∈a R )的解集为{}b x x x ><或1(∈b R ),求b a ,的值;(2)解关于x 的不等式ax x ax ->+-5232(∈a R ).解:(1)由题意可知:0>a .一元二次方程0232=+-x ax 的根为b x x ==21,1.由根与系数的关系定理可得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯=+=baba1213,解之得:⎩⎨⎧==21b a .∴a 的值为1,b 的值为2;(2)∵ax x ax ->+-5232(∈a R ) ∴()0332>--+x a ax .当0=a 时,原不等式为523>+-x ,解之得:1-<x . ∴原不等式的解集为{}1-<x x ;当0≠a 时,原不等式可化为()031>⎪⎭⎫ ⎝⎛-+a x x a . ①若0>a ,则原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<>13x a x x 或; ②若03<<-a 时,原不等式同解于()031<⎪⎭⎫ ⎝⎛-+a x x ,且13-<a ∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<<13x a x ; ③若3-=a ,原不等式为()0132<+x ,其解集为∅;④若3-<a ,则13->a ,则原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-a x x 31. 综上所述,当0=a 时, 原不等式的解集为{}1-<x x ;当0>a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<>13x a x x 或;当03<<-a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<<13x a x ; 当3-=a 时,原不等式的解集为∅; 当3-<a 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-a x x 31. 例11.已知关于x 的不等式08322<-+kx kx . (1)若不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<-123x x ,求实数k 的值;(2)若不等式08322<-+kx kx 恒成立,求实数k 的取值范围. 解:(1)由题意可知:0>k .一元二次方程08322=-+kx kx 的根是1,2321=-=x x . 由根与系数的关系定理:123283⨯-=-k ,解之得:81=k .∴实数k 的值为81;(2)当0=k 时,083<-恒成立,符合题意;当0≠k 时,由题意可知:⎪⎩⎪⎨⎧<⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-=∆<08324022k k k ,解之得:03<<-k . 综上所述,实数k 的取值范围为{}03≤<-k k .例12. 若∀1≤x ≤4,不等式()422++-x a x ≥1--a 恒成立,求实数a 的取值范围.分析 本题考查一元二次不等式在给定闭区间上的恒成立问题,要把问题转化为相应二次函数在闭区间上的最值问题.解: ∵()422++-x a x ≥1--a∴()1-x a ≤522+-x x . ∵1≤x ≤4∴当1=x 时,显然0⨯a ≤4521=+-成立,∴∈a R ; 当x <1≤4时,01>-x∴a ≤1522-+-x x x 恒成立,只需a ≤min2152⎪⎭⎫⎝⎛-+-x x x 即可.∵()14114115222-+-=-+-=-+-x x x x x x x ≥()41412=-⋅-x x . 当且仅当141-=-x x ,即3=x 时,等号成立.此时3=x []4,1∈,符合题意.∴a ≤4.综上所述,实数a 的取值范围是(]4,∞-. 例13. 已知不等式012<--mx mx .(1)当∈x R 时不等式恒成立,求实数m 的取值范围; (2)当∈x {}31≤≤x x 时不等式恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)当0=m 时,01<-恒成立,符合题意;当0≠m 时,则有⎩⎨⎧<+=∆<0402m m m ,解之得:04<<-m . 综上,实数m 的取值范围是(]0,4-;(2)当0=m 时,显然∈x {}31≤≤x x 时,01<-恒成立,符合题意; 当0≠m 时,()11<-x mx .若1=x ,显然10<恒成立,此时∈m R ; 若x <1≤3,则()01>-x x ∴()11-<x x m 恒成立,只需()min11⎥⎦⎤⎢⎣⎡-<x x m 即可. ∵()4121111122-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-x x x x x ≥614121312=-⎪⎭⎫ ⎝⎛- ∴()6111min=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-<x x m . 综上所述,实数m 的取值范围为⎪⎭⎫⎝⎛∞-61,.例14. 解关于x 的不等式()m x m mx --+122≥0.解: 当0=m 时,x -≥0,解之得:x ≤0.∴原不等式的解集为{}0≤x x ;当0≠m 时,原不等式可化为()()m x mx +-1≥0∴()[]m x m x m --⎪⎭⎫⎝⎛-1≥0.方程()m x m mx --+122的两个实数根分别为m x mx -==21,1. 当0>m 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≥m x m x x 或1; 当0<m 时,原不等式同解于()[]m x m x --⎪⎭⎫ ⎝⎛-1≤0,且m m -<1. ∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≤m m m x 1. 综上所述,当0=m 时,原不等式的解集为{}0≤x x ;当0>m 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≥m x m x x 或1;当0<m 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≤≤m m m x 1. 例15. 已知关于x 的不等式222->-x kx kx . (1)当2=k 时,解不等式; (2)当∈k R 时,解不等式.解:(1)当2=k 时,2422->-x x x∴02522>+-x x ∴()()0212>--x x . 解之得:2>x 或21<x . ∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>212x x x 或;(2)原不等式可化为()02122>++-x k kx . 当0=k 时,02>+-x ,解之得:2<x . ∴原不等式的解集为{}2<x x ;当0≠k 时,原不等式可化为()()012>--kx x∴()012>⎪⎭⎫⎝⎛--k x x k .方程222->-x kx kx 的根为kx x 1,221==. 当0<k 时,原不等式同解于()012<⎪⎭⎫ ⎝⎛--k x x ,且21<k .∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<21x k x ; 当0>k 时,原不等式同解于()012>⎪⎭⎫⎝⎛--k x x .①若21>k ,则21<k ,∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>k x x x 12或; ②若21=k ,则21=k,∴原不等式的解集为{}2≠x x ; ③若210<<k ,则21>k ,∴原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>21x k x x 或.综上所述,当0=k 时,原不等式的解集为{}2<x x ;当0<k 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<21x k x ; 当210<<k 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>21x k x x 或;当21=k 时,原不等式的解集为{}2≠x x ; 当21>k 时,原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<>k x x x 12或.例16. 已知关于x 的不等式0622<+-k x kx .(1)若不等式的解集为{}23->-<x x x 或,求实数k 的取值; (2)若不等式的解集为R ,求实数k 的取值范围.解:(1)由题意可知:0<k .一元二次方程0622=+-k x kx 的两个实数根分别为2,321-=-=x x .由根与系数的关系定理可得:232--=--k ,解之得:52-=k . ∴实数k 的值为52-;(2)当0=k 时,原不等式的解集为{}0>x x ,不符合题意;当0≠k 时,则有:⎩⎨⎧<-=∆<024402k k ,解之得:66-<k . 综上所述,实数k 的取值范围是⎭⎬⎫⎩⎨⎧-<66k k .例17. 已知122++ax ax ≥0恒成立,解关于x 的不等式022<+--a a x x .解:∵122++ax ax ≥0恒成立∴当0=a 时,1≥0恒成立,符合题意;当0≠a 时,则有:⎩⎨⎧≤-=∆>04402a a a ,解之得:a <0≤1. 综上,实数a 的取值范围是[]1,0. 对于不等式022<+--a a x x当0≤a ≤1时,原不等式可化为()()01<-+-a x a x∴()()[]01<---a x a x ,方程022=+--a a x x 的根为a x a x -==1,21.①若a <21≤1,则a a ->1,∴原不等式的解集为{}a x a x <<-1; ②若21=a ,则a a -=1,∴原不等式的解集为∅;③若210<<a ,则a a -<1,∴原不等式的解集为{}a x a x -<<1.综上所述,对于不等式022<+--a a x x :当a <21≤1时,不等式的解集为{}a x a x <<-1; 当21=a 时,不等式的解集为∅;当0≤21<a 时,不等式的解集为{}a x a x -<<1.例18. 不等式()()xa c xb x -++≤0的解集为{}321≥<≤-x x x 或,则=+c b 【 】(A )5- (B )2- (C )1 (D )3解: 原不等式可化为()()ax c x b x -++≥0,同解于()()()⎩⎨⎧≠-≥++-00a x c xb x a x .方程()()0=-++ax c x b x 的解为c x b x -=-=21,.∵该不等式的解集为{}321≥<≤-x x x 或∴2=a ,⎩⎨⎧=--=-31c b 或⎩⎨⎧-=-=-13c b ,∴⎩⎨⎧-==31c b 或⎩⎨⎧=-=13c b .∴2-=+c b . ∴选择答案【 B 】.例19. 已知函数b ax x y +=2(b a ,为常数),且方程012=+-x y 的两个根为31=x ,42=x .(1)求b a ,的值;(2)设1>k ,解关于x 的不等式()xkx k y --+<21.解:(1)由题意可得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-+=+-+0124416012339b a b a ,整理得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+-=+142131ba ba ,解之得:⎩⎨⎧=-=21b a . ∴a 的值为1-,b 的值为2;(2)由(1)可知:xx y -=22.∵()x kx k y --+<21,∴()xkx k x x --+<-2122. ∴()()()021212<---=-++-xk x x x k x k x . 原不等式同解于()()()021>---k x x x .∵1>k∴当21<<k 时,原不等式的解集为{}21><<x k x x 或; 当2=k 时,()()0212>--x x ,原不等式的解集为{}21≠>x x x 且;当2>k 时,原不等式的解集为{}k x x x ><<或21.综上所述,当21<<k 时,原不等式的解集为{}21><<x k x x 或;当2=k 时,原不等式的解集为{}21≠>x x x 且;当2>k 时,原不等式的解集为{}k x x x ><<或21.例20. 已知集合()()[]{}0132<+--=a x x x A ,()⎭⎬⎫⎩⎨⎧<+--=012a x a x x B . (1)当2=a 时,求B A ;(2)若A B ⊆,求实数a 的取值范围.解:(1)当2=a 时∵()(){}{}72072<<=<--=x x x x x A ,{}52052<<=⎭⎬⎫⎩⎨⎧<--=x x x x x B∴{}52<<=x x B A ;(2)∵∈∀a R ,恒有a a >+12,()()()[]{}010122<+--=⎭⎬⎫⎩⎨⎧<+--=a x a x x a x a x x B ∴{}12+<<=a x a x B . 当213>+a ,即31>a 时,{}132+<<=a x x A . ∵A B ⊆,∴⎩⎨⎧+≤+≥13122a a a ,解之得: 2≤a ≤3.∴实数a 的取值范围是[]3,2;当213=+a ,即31=a 时,(){}∅=<-=022x x A ,显然不符合题意; 当213<+a ,即31<a 时,{}213<<+=x a x A .∵A B ⊆,∴⎩⎨⎧≤+≤+21132a aa ,解之得: 1-≤a ≤21-.∴实数a 的取值范围是⎥⎦⎤⎢⎣⎡--21,1. 综上所述,实数a 的取值范围是[]3,221,1 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--. 例21. 已知不等式442-+>+m x mx x .(1)若对任意实数x 不等式恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若对于0≤m ≤4不等式恒成立,求实数x 的取值范围.解:(1)∵442-+>+m x mx x∴()0442>-+-+m x m x . ∵对任意实数x 不等式恒成立∴()()04442<---=∆m m ,解之得: 40<<m .∴实数m 的取值范围是()4,0; (2)∵442-+>+m x mx x ∴()04412>+-+-x x m x . ∵对[]4,0∈∀m ,不等式恒成立∴()()⎩⎨⎧>+-+⨯->+-+⨯-044410440122x x x x x x ,解之得:0≠x 且2≠x . ∴实数x 的取值范围是{}2200><<<x x x x 或或.点评 解决恒成立问题时一定要清楚谁是主元,谁是参数.一般情况下,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数,构造以主元为变量的函数,根据主元的取值范围求解.例22. 设()12--=mx mx x f ,求使()0<x f ,且m ≤1恒成立的x 的取值范围.解: ∵()0<x f ,m ≤1,∴012<--mx mx ,[]1,1-∈m .∴()012<--m x x 对[]1,1-∈m 恒成立. 设()()12--=m x x m g ,则有:()()()()()⎩⎨⎧<-⨯-=<--⨯-=-0111011122x x g x x g ,解之得:251251+<<-x .∴实数x 的取值范围是⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-251,251.重要结论 一次函数()b kx x f +=()0≠k 在区间[]n m ,上的恒成立问题:(1)若()0>x f 恒成立,则()()⎩⎨⎧>>00n f m f ;(2)若()0<x f 恒成立,则()()⎩⎨⎧<<0n f m f .例23. 设函数()12--=mx mx x f ()0≠m ,若对于[]3,1∈x ,()5+-<m x f 恒成立,求m 的取值范围.解: ∵()5+-<m x f 在[]3,1∈x 上恒成立∴062<-+-m mx mx 在[]3,1∈x 上恒成立. 令()62-+-=m mx mx x g ,只需()0max <x g 即可. 函数()x g 图象的对称轴为直线212=--=m m x . 当0>m 时,()x g 在[]3,1上单调递增 ∴()()0673max <-==m g x g ,解之得:76<m . ∴760<<m ; 当0<m 时,()x g 在[]3,1上单调递减 ∴()()061max <-==m g x g ,解之得:0<m .综上所述,m 的取值范围是⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<<7600m m m 或.另解: ∵062<-+-m mx mx 在[]3,1∈x 上恒成立∴()612<+-x x m 在[]3,1∈x 上恒成立.∵04321122>+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+-x x x ∴162+-<x x m 在[]3,1∈x 上恒成立.只需761336162min 2=+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-<x x m 即可. ∵0≠m∴m 的取值范围是⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<<7600m m m 或. 例24. 已知集合{}042≤-=t t A ,对于任意的A t ∈,使不等式122->-+x t tx x 恒成立的x 的取值范围是_____________.解: {}{}22042≤≤-=≤-=t t t t A .∵当A t ∈时,不等式122->-+x t tx x 恒成立 ∴()01212>+-+-x x t x 恒成立. 设()()1212+-+-=x x t x t f ,则有:()()⎩⎨⎧>-=>+-=-012034222x f x x f ,解之得:1-<x 或3>x . ∴x 的取值范围是{}31>-<x x x 或.例25. 对一切实数x ,不等式12++x a x ≥0恒成立,则实数a 的取值范围是_____________.解: 当0=x 时,显然对∈∀a R 成立;当0≠x 时,a ≥⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=--=--x x x x x x 1112,只需a ≥max 1⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x 即可.∵⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x 1≤212-=⋅-x x∴21max -=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x ,∴a ≥2-.∴实数a 的取值范围是[)+∞-,2.例26. 已知0,0>>y x ,且()()()144152++--+y x m y x ≥0恒成立,则实数m 的取值范围是_____________.解: ∵0,0>>y x ,∴0>+y x .∵()()()144152++--+y x m y x ≥0恒成立∴15-m ≤()y x y x yx y x +++=+++1441442恒成立,只需15-m ≤min144⎪⎭⎫ ⎝⎛+++y x y x 即可. ∵y x y x +++144≥()241442=+⋅+yx y x (当且仅当12=+y x 时,等号成立) ∴24144min =⎪⎭⎫ ⎝⎛+++y x y x ,∴15-m ≤24,解之得:m ≤5.∴实数m 的取值范围是(]5,∞-. 例27. 已知61>k ,对任意正实数y x ,,不等式ky x k +⎪⎭⎫ ⎝⎛-213≥xy 2恒成立,求实数k 的取值范围.解: ∵61>k ,∴0213>-k . ∴ky x k +⎪⎭⎫ ⎝⎛-213≥xy k k ky x k ⎪⎭⎫⎝⎛-=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-213221322.当且仅当ky x k =⎪⎭⎫⎝⎛-213,即x kk y 213-=时,等号成立.∴ky x k +⎪⎭⎫ ⎝⎛-213的最小值为xy k k ⎪⎭⎫⎝⎛-21322∵不等式ky x k +⎪⎭⎫⎝⎛-213≥xy 2恒成立∴xy k k ⎪⎭⎫ ⎝⎛-21322≥xy 2∴xy k k ⎪⎭⎫ ⎝⎛-21342≥xy 2,解之得:k ≥21.∴实数k 的取值范围是⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,21.例28. 若关于x 的不等式()()0121122>+++-+-x x x k x k 的解集为R ,则实数k 的取值范围是_____________.解: ∵04321122>+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++x x x 在R 上恒成立 ∴原不等式同解于不等式()()02112>+-+-x k x k ,其解集为R 当1=k 时,02> 在R 上恒成立,符合题意;当1≠k 时,则有:()()⎩⎨⎧<---=∆>-0181012k k k ,解之得:91<<k . 综上所述,实数k 的取值范围是[)9,1.例29.(1)解关于x 的不等式()422++-x a x ≤a 24-(∈a R );(2)若x <1≤4时,不等式()422++-x a x ≥1--a 恒成立,求实数a 的取值范围.解:(1)∵()422++-x a x ≤a 24-∴()()a x x --2≤0.当2>a 时,原不等式的解集为{}a x x ≤≤2; 当2=a 时,()22-x ≤0,原不等式的解集为{}2=x x ;当2<a 时,原不等式的解集为{}2≤≤x a x .综上所述,当当2>a 时,原不等式的解集为{}a x x ≤≤2;当2=a 时,()22-x ≤0,原不等式的解集为{}2=x x ;当2<a 时,原不等式的解集为{}2≤≤x a x . (2)由题意可知,当(]4,1∈x 时,不等式()5212+---x x a x ≥0恒成立.∴当(]4,1∈x 时,a ≤1522-+-x x x 恒成立,只需a ≤min2152⎪⎭⎫⎝⎛-+-x x x 即可.∵(]4,1∈x ,∴()14114115222-+-=-+-=-+-x x x x x x x ≥()41412=-⋅-x x . 当且仅当141-=-x x ,即3=x 时,等号成立.∴4152min 2=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-x x x .∴a ≤4,即实数a 的取值范围为(]4,∞-.例30.(1)已知命题∈∀x p :R ,a x x +-22≥0,命题∈∃x q :R ,0122=-++a x x ,若p 为真命题,q 为假命题,求实数a 的取值范围;(2)已知a ≥21,二次函数c ax x a y ++-=22,其中c a ,均为实数,证明对任意x (0≤x ≤1),均有y ≤1成立的充要条件是c ≤43.解:(1)∵命题∈∀x p :R ,a x x +-22≥0为真命题∴()a a 44422-=--=∆≤0,解之得: a ≥1.∵命题∈∃x q :R ,0122=-++a x x 为假命题 ∴⌝q :∈∀x R ,0122≠-++a x x 为真命题. ∴()01241<--=∆a ,解之得:85>a . ∴实数a 的取值范围是[)+∞,1;(2)证明: 二次函数c ax x a y ++-=22图象的对称轴为直线aa a x 2122=--=. ∵a ≥21,∴a210<≤1. ∵[]1,0∈∀x ,02<-a∴函数c ax x a y ++-=22的最大值在顶点处取得,即4144222max +=---=c a a c a y . 充分性: ∵c ≤43,∴41+c ≤14143=+,即max y ≤1. ∴y ≤1;必要性: ∵[]1,0∈∀x ,均有y ≤1成立. ∴max y ≤1,即41+c ≤1,解之得: c ≤43. 综上所述, 对任意x (0≤x ≤1),均有y ≤1成立的充要条件是c ≤43.例31.已知关于x 的不等式222++-m mx x ≤0(∈m R )的解集为M . (1)当M 为空集时,求m 的取值范围;(2)在(1)的条件下,求1522+++m m m 的最小值;(3)当M 不为空集,且{}41≤≤⊆x x M 时,求实数m 的取值范围.解:(1)∵不等式222++-m mx x ≤0(∈m R )的解集为M 为空集∴()()084424222<--=+--=∆m m m m ,解之得:21<<-m .∴m 的取值范围是{}21<<-m m ;(2)由(1)可知: 21<<-m ,∴310<+<m .∴()14114115222+++=+++=+++m m m m m m m ≥()41412=+⋅+m m . 当且仅当141+=+m m ,即1=m 时,等号成立. ∴1522+++m m m 的最小值为4;(3)由题意可知,方程0222=++-m mx x 的两个实数根均在[]4,1内 设()222++-=m mx x x f ,则有:()()()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤--≤≥++-=≥++-=≥+--=∆42210281640221102422m m m f m m f m m ,解之得: 2≤m ≤718. ∴实数m 的取值范围是⎥⎦⎤⎢⎣⎡718,2. 例32. 当10<<x 时,若关于x 的二次方程m mx x 2122-=++有两个不相等的实数根,求实数m 的取值范围.分析 本题考查的是一元二次方程的K 分布:两根均在()21,k k 内. 解: ∵m mx x 2122-=++∴01222=+++m mx x . 设()1222+++=m mx x x f .∵该方程在()1,0内有两个不相等的实数根∴()()()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>+++=>+=<-<>+-=∆01221101201220012422m m f m f m m m ,解之得:2121-<<-m . ∴实数m 的取值范围是⎪⎭⎫ ⎝⎛--21,21.重要结论 一元二次方程的实数根的K 分布:一元二次方程02=++c bx ax (0>a )的两个实数根分别为21,x x ,且21x x <.(1)若k x x <<21,则有:()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><->∆020k f k a b; (2)若21x x k <<,则有:()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>>->∆020k f k a b; (3)若21x k x <<,则有:()0<k f ;(4)若2211k x x k <<<,即两根21,x x 在()21,k k 内,则有:()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>><-<>∆00202121k f k f k a b k(5)若11k x <,且22k x >(21k k <),则有:()()⎩⎨⎧<<021k f k f ; (6)()()212211,,,k k x k k x ∈∈中只有一个成立,即方程只有一个实数根在()21,k k 内,则有:()()021<k f k f或⎪⎩⎪⎨⎧<-<=∆2120k ab k . 例33. 已知二次函数1222-+-=t tx x y (∈t R ).(1)若该二次函数有两个互为相反数的零点,解不等式1222-+-t tx x ≥0; (2)若关于x 的方程01222=-+-t tx x 的两个实数根均大于2-且小于4,求实数t 的取值范围.解:(1)∵二次函数1222-+-=t tx x y 有两个互为相反数的零点∴方程01222=-+-t tx x 有两个互为相反数的实数根,设为21,x x ,∴021=+x x . 由根与系数的关系定理可得:0221==+t x x ,解之得:0=t .∵1222-+-t tx x ≥0∴12-x ≥0,解之得:x ≥1或x ≤1-. ∴该不等式的解集为{}11-≤≥x x x 或;(2)∵()()044441422222>=+-=---=∆t t t t∴∈∀t R ,该方程总有两个不相等的实数根. ∵方程的两个实数根均大于2-且小于4∴()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+-=>++=-<--<-015840342422222t t f t t f t ,解之得:31<<-t .∴实数t 的取值范围是()3,1-. 例34. 已知二次函数12+-=bx ax y .(1)是否存在实数b a ,,使不等式012>+-bx ax 的解集是{}21<<x x ?若存在,求实数b a ,的值,若不存在,请说明理由;(2)若a 为整数,2+=a b ,且方程012=+-bx ax 在{}12-<<-∈x x x 上恰有一个实数根,求a 的值.解:(1)假设存在这样的实数b a ,.∵不等式012>+-bx ax 的解集是{}21<<x x ∴0<a ,方程012=+-bx ax 的两个实数根分别为2,1. 由根与系数的关系定理可得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯=+=--21121aa b ,解之得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2321b a . ∵021>=a ,与0<a 矛盾 ∴不存在这样的实数b a ,,使不等式012>+-bx ax 的解集是{}21<<x x ; (2)∵2+=a b ∴()0122=++-x a ax .∵()[]()0314242222>+-=+-=-+-=∆a a a a a∴方程()0122=++-x a ax 总有两个不相等的实数根.∵方程()0122=++-x a ax 在{}12-<<-∈x x x 上恰有一个实数根 ∴()()[]()[]0121122222<+++-⨯⨯+++-⨯a a a a整理得:()()03256<++a a ,解之得:6523-<<-a . ∵a 为整数 ∴a 的值为1-.例35. 已知不等式052>+-b ax x 的解集为{}14<>x x x 或. (1)求实数b a ,的值; (2)若10<<x ,()xbx a x f -+=1,求函数()x f 的最小值. 分析 (1)一元二次不等式的解的结构与二次项系数的符号有关,且一元二次不等式解集的端点值就是其对应的一元二次方程的两个实数根;(2)注意到()11=-+x x ,且01,10>-<<x x ,考虑利用基本不等式求函数()x f 的最小值.解:(1)∵不等式052>+-b ax x 的解集为{}14<>x x x 或∴方程052=+-b ax x 的两个实数根分别4和1. 由根与系数的关系定理可得:⎩⎨⎧⨯=+=14145b a ,解之得:⎩⎨⎧==41b a . ∴a 的值为1,b 的值为4; (2)由(1)可知:4,1==b a . ∴()xx x f -+=141. ∵10<<x ,∴01>-x . ∴()()[]x x x x x x x x x x x f -+-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-+=-+=11451411141 ≥911425=-⋅-+xxx x . 当且仅当x x x x -=-114,即31=x 时,等号成立. ∴函数()x f 的最小值为9.。
高考数学 一元二次不等式及其解法大全(含练习和答案)
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一元二次不等式及其解法1.一元二次不等式(20(0)ax bx c a ++>>)与相应的二次函数(2(0)y ax bx c a =++>)及一元二次方程(20(0)ax bx c a ++=>)的关系(简称三个二次之间的关系)判别式Δ=b 2-4acΔ>0 Δ=0 Δ<0 二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象一元二次方程 ax 2+bx +c =0 (a >0)的根有两相异实根1212,()x x x x < 有两相等实根 122b x x a==-没有实数根 ax 2+bx +c >0 (a >0)的解集R ax 2+bx +c <0 (a >0)的解集∅ 注:(1)若0a <时,可以先将二次项系数化为正数,若对应方程有两实根,则可根据“大于取两边,小于取中间”求解集。
2.简单的分式不等式(1)()0()f x g x >⇔______________; (2)()0()f xg x <⇔____________ (3)()0()f x g x ≥⇔ ___________ (4)()0()f x g x ≤⇔_____________ 3.二次不等式恒成立的条件(1)ax 2+bx +c >0 (a ≠0)对一切x ∈R 恒成立的充要条件是___________ (2)ax 2+bx +c <0 (a ≠0)对一切x ∈R 恒成立的充要条件是___________1.(人教A 版教材习题改编)不等式2x 2-x -1>0的解集是( )A .(-12,1) B .(1,+∞)C .(-∞,1)∪(2,+∞)D .(-∞,-12)∪(1,+∞)2.不等式x -12x +1≤0的解集为( )A .(-12,1]B .{x |x ≥1或x <-12}C .[-12,1]D .{x |x ≥1或x ≤-12} 3.(2012·福建高考)已知关于x 的不等式x 2-ax +2a >0在R 上恒成立,则实数a 的取值范围是________.4.一元二次不等式ax 2+bx +2>0的解集是(-12,13),则a +b 的值是________.(一)考向1 一元二次不等式的解法例1 求下列不等式的解集(1)22730x x ++> (2)3+2x -x 2≥0;(3)2830x x -+-> (4)213502x x -+-> (5)22320x x -+-< (6)2xx -1≤1解一元二次不等式的步骤: (1)把二次项系数化为正数;(2)先考虑因式分解法,再考虑求根公式法或配方法或判别式法; (3)写出不等式的解集. 变式训练1 解下列不等式:(1)2310x x -+≤ (2)23520x x +-> (3)22530x x --+> (4)29610x x -+-<(5)3012x x+≤- (6)-1≤x 2+2x -1≤2;(二)考向2 三个二次的关系例2 已知关于x 的不等式x 2+ax +b <0的解集(-1,2),试求关于x 的不等式ax 2+x +b <0的解集. 【思路点拨】 不等式解集的端点值是相应方程的根.(1)给出一元二次不等式的解集,则可知二次项系数的符号和相应一元二次方程的两根.(2)三个二次的关系体现了数形结合,以及函数与方程的思想方法.变式训练2 若关于x的不等式axx-1<1的解集是{x|x<1或x>2},求实数a的取值范围.(三)考向3含参数的一元二次不等式的解法例3求不等式12x2-ax>a2(a∈R)的解集.【思路点拨】先求方程12x2-ax=a2的根,讨论根的大小,确定不等式的解集.解含参数的一元二次不等式的步骤(1)二次项若含有参数应讨论参数是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为二次项系数为正的形式.(2)判断方程实根的个数,讨论判别式Δ与0的关系.(3)确定方程无实根时可直接写出解集,确定方程有两个相异实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.变式训练3 解关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0.(四)考向4 不等式恒成立问题例4 若不等式mx 2-mx -1<0对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围.【思路点拨】分m =0与m ≠0两种情况讨论,当m ≠0时,用判别式法求解.1.不等式ax 2+bx +c >0的解是全体实数(或恒成立)的条件是当a =0时,b =0,c >0;当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0;不等式ax 2+bx +c <0的解是全体实数(或恒成立)的条件是当a =0时,b =0,c <0;当a ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.2.解决恒成立问题一定要搞清谁是主元,谁是参数,一般地,知道谁的范围,谁就是主元,求谁的范围,谁就是参数.变式训练4 对任意a ∈[-1,1]不等式x 2+(a -4)x +4-2a >0恒成立,则实数x 的取值范围是________.一个过程解一元二次不等式的一般过程是:一看(看二次项系数的符号),二算(计算判别式,判断方程根的情况),三写(写出不等式的解集).两点联想不等式ax 2+bx +c >0(或ax 2+bx +c <0)(a ≠0)的求解,善于联想:(1)二次函数y =ax 2+bx +c 的图象与x 轴的交点,(2)方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的根,运用好“三个二次”间的关系.三个防范1.二次项系数中含有参数时,参数的符号影响不等式的解集;不要忘了二次项系数是否为零的情况.2.解含参数的一元二次不等式,可先考虑因式分解,再对根的大小进行分类讨论;若不能因式分解,则可对判别式进行分类讨论,分类要不重不漏.3.不同参数范围的解集切莫取并集,应分类表述.课时训练1.设集合M={}2230x x x --<,N=12log 0,x x M N ⎧⎫<⋂⎨⎬⎩⎭则等于 ( )A .-(1,1) B.(1,3) C.(0,1) D.(-1,0)2.在R 上定义运算:(1)x y x y ⊗⊗=-,若不等式()()1x a x a -⊗+<对任意实数x 成立,则 ( )A 、11a -<<B 、02a <<C 、1322a -<<D 、3122a -<<3.“|x -1|<2成立”是“x (x -3)<0成立”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件4.定义02x x <>或运算a b ad bc c d ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则不等式1011x x ⎛⎫<< ⎪⎝⎭的解集为() A .(1,1)- B. (1,0)(0,1)-⋃C. (1)(1-⋃D.5.设A ={x ∈Z ||x -2|≤5},则A 中最小元素为( )A .2B .-3C .7D .06、不等式20x ax b --<的解集为{}223,10x x bx ax <<-->则的解集为( )A 、{}23x x <<B 、1132x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭C 、1123x x ⎧⎫-<<-⎨⎬⎩⎭D 、{}32x x -<<-7.设x ∈R ,则“x >12”是“2x 2+x -1>0”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8.不等式102xx-≥+的解集为 ( ) A.[]2,1- B. (]2,1- C. ()(),21,-∞-⋃+∞ D. (](),21,-∞-⋃+∞ 9. “关于x 的不等式x 2-2ax +a >0的解集为R ”是“0≤a ≤1”( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 10.不等式22530x x --≥成立的一个必要不充分条件是 ( )A .0x ≥ B. 02x x <>或 C. 12x <- D. 132x x ≤-≥或 11.不等式22253x x a a -+≥-对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为 ( )A .[]1,4- B. [)(,2)5,-∞-⋃+∞ C. (][),14,-∞-⋃+∞ D. []2,5-12、若函数222,0(),0x x x f x x ax x ⎧-≥=⎨-+<⎩是奇函数,则满足()f x a x >的的取值范围是________13.若不等式2(1)0x a x a --+≤的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是________14.已知不等式|x -2|>1的解集与不等式x 2+ax +b >0的解集相等,则a +b 的值为________.15. 设命题p :2x 2-3x +1≤0; 命题q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0, 若命题p 是命题q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________. 16.不等式ax 2+4x +a >1-2x 2对一切x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是________.一元二次不等式及其解法答案1、D 【解析】 ∵2x 2-x -1=(x -1)(2x +1)>0, ∴x >1或x <-12.故原不等式的解集为(-∞,-12)∪(1,+∞).2、A 【解析】 原不等式等价于(1)(21)0210x x x -+≤⎧⎨+≠⎩.∴原不等式的解集为(-12,1].3、(0,8) 【解析】 ∵x 2-ax +2a >0在R 上恒成立, ∴Δ=a 2-4×2a <0,∴0<a <8.4、-14 【解析】 由已知得方程ax 2+bx +2=0的两根为-12,13.则⎩⎨⎧-b a =-12+132a =(-12)×13解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-12,b =-2, ∴a +b =-14.典例分析:例1:(1)原不等式可化为(3)(21)0x x ++> 故原不等式的解集为132x x x ⎧⎫<->-⎨⎬⎩⎭或(2)原不等式化为x 2-2x -3≤0, 即(x -3)(x +1)≤0, 故原不等式的解集为{x |-1≤x ≤3}. (3)原不等式可化为2830x x -+<284(1)(3)520∆=-⨯-⨯-=>212830413413x x x x ∴-+-===方程有两个实根,故原不等式的解集为{}413413x x << (4)原不等式可化为26100x x -+≤ 26411040∆=-⨯⨯=-<∴原不等式的解集为∅(5)原不等式可化为22620x x -+> 2(6)42270∆=--⨯⨯=-<∴故原不等式的解集为R(6) ∵2x x -1≤1⇔2xx -1-1≤0 ⇔x +1x -1≤0 ⇔(1)(1)01110x x x x ≤⎧⇔-≤<⎨-≠⎩-+∴原不等式的解集为[-1,1).变式训练1 (1)9450∆=-=> 12353522x x ∴==对应的方程有两实数根 ∴原不等式的解集为35352x ⎧-+⎪≤≤⎨⎪⎪⎩⎭(2)原不等式可化为(31)(2)0x x -+> ∴原不等式的解集为123x x x ⎧⎫<->⎨⎬⎩⎭或(3)∵-2x 2-5x +3>0, ∴2x 2+5x -3<0,∴(2x -1)(x +3)<0, ∴原不等式的解集为{x |-3<x <12}.(4)原不等式可化为2(31)0x -> ∴原不等式的解集为13x x ⎧⎫≠⎨⎬⎩⎭(5)原不等式可化为(3)(12)0120x x x +-≤⎧⎨-≠⎩ (3)(21)0120x x x +-≥⎧⎨-≠⎩则 13212x x x ⎧≤-≥⎪⎪∴⎨⎪≠⎪⎩或∴原不等式的解集为132x x x ⎧⎫≤->⎨⎬⎩⎭或(6)这是一个双向不等式,可转化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x -1≥-1,x 2+2x -1≤2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x ≥0, ①x 2+2x -3≤0. ② 由①得x ≥0或x ≤-2; 由②得-3≤x ≤1. 故得所求不等式的解集为{x |-3≤x ≤-2或0≤x ≤1}.例2 由于x 2+ax +b <0的解集是(-1,2),所以⎩⎪⎨⎪⎧1-a +b =0,4+2a +b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2.故不等式即为-x 2+x -2<0, ∵⎩⎪⎨⎪⎧-1<0,Δ=1-8=-7<0∴不等式ax 2+x +b <0的解集为R .,变式训练2 解: axx -1<1⇔(a -1)x +1x -1<0⇔[(a -1)x +1](x -1)<0,由原不等式的解集是{x |x <1或x >2}, 知⎩⎪⎨⎪⎧a -1<0,-1a -1=2⇒a =12. ∴实数a 的取值范围是{12}. 例3 ∵12x 2-ax >a 2, ∴12x 2-ax -a 2>0,即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0, 得:x 1=-a 4,x 2=a3.①a >0时,-a 4<a 3,解集为{x |x <-a 4或x >a3};②a =0时,x 2>0,解集为{x |x ∈R 且x ≠0};③a <0时,-a 4>a 3,解集为{x |x <a 3或x >-a4}.综上所述:当a >0时,不等式的解集为{x |x <-a 4或x >a3};当a =0时,不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠0};当a <0时,不等式的解集为{x |x <a3或x >-变式训练3 【解】 原不等式可化为(x -a )(x -1)<0.当a >1时,原不等式的解集为(1,a ); 当a =1时,原不等式的解集为空集; 当a <1时,原不等式的解集为(a ,例4 要使mx 2-mx -1<0对一切实数x 恒成立,若m =0,显然-1<0;若m ≠0,则⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=m 2+4m <0,解得-4<m <0, 故实数m 的取值范围是(-4,0].,变式训练4 【解析】 设f (a )=(x -2)a +x 2-4x +4,则原问题可转化为一次函数(或常数函数)f (a )在区间[-1,1]上恒正时x 应满足的条件,故应有⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)>0,f (1)>0. 即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-5x +6>0,x 2-3x +2>0, 化为⎩⎪⎨⎪⎧(x -2)(x -3)>0,(x -1)(x -2)>0. 解之,得x <1或x >3.课时训练1、B 解:由2230x x --<, 得13x -<<由12log 0x <,得1x > 所以{}13M N x x ⋂=<<2、C 解:()()1x a x a -⊗+<对任意实数x 成立, 即()(1)1x a x a ---<对任意实数x 成立2210x x a a ∴--++>恒成立 214(1)0a a ∴∆=--++< 1322a ∴-<< 3. B 【解析】 ∵|x -1|<2⇔-1<x <3,又x (x -3)<0⇔0<x <3.则(0,3)(-1,3). 4、C 解:由题意可知原不等式即为2011x <-< ,212x ∴<<1221x x ∴<<<-或5. B 【解析】 由|x -2|≤5,得-3≤x ≤7, 又x ∈Z ,∴A 中的最小元素为-36、C 解:由题意知2,3是方程20x ax b --=的解235,236a ab b +==⎧⎧∴∴⎨⎨⨯=-=-⎩⎩ 22106510bx ax x x ∴-->--->不等式为2116+5+1023x x x x ⎧⎫<∴-<<-⎨⎬⎩⎭即, 7、 A 【解析】 2x 2+x -1>0的解集为{x |x >12或x <-1}, 故由x >12⇒2x 2+x -1>0,但2x 2+x -1>0D ⇒/x >12. 则“x >12”是“2x 2+x -1>0”的充分不必要条件. 8、B 解:由102x x -≥+,得(1)(2)020x x x -+≥⎧⎨+≠⎩ 则(1)(2)020x x x -+≤⎧⎨+≠⎩解得21x -<≤ (]2,1∴-原不等式的解集为9、A 【解析】 关于x 的不等式x 2-2ax +a >0的解集为R ,则Δ=4a 2-4a <0,解得0<a <1,由集合的包含关系可知选A.10、B 解:原不等式可化为(21)(3)0x x +-≥,解得132x x ≤-≥或 所以原不等式成立的一个必要不充分条件是02x x <>或11、A 解:由题意知,2225(1)4x x x -+=-+的最小值为4,所以22253x x a a -+≥- 对任意实数x 恒成立,只需234a a -≤,解得14a -≤≤12、(13,)-+∞ 解:()(1)(1)f x f f ∴-=-是奇函数, 即1(12)a --=--2()2a f x ∴=->-,则不等式等价于22002222x x x x x x ≥<⎧⎧⎨⎨->--->-⎩⎩,或,解得030x x ≥<<,或-1- 即(13,)x ∈--+∞13、43a -≤≤ 解:原不等式可化为()(1)0x a x --≤,当1a <时,不等式的解集为[],1a , 此时只要4a ≥-即可,即41a -≤<,当1a =时,不等式的解集为1x =,此时符合要求; 当1a >时,不等式的解集为[]1,a ,此时只要3a ≤即可,即13a <≤,综上可得43a -≤≤14. -1 【解析】 由|x -2|>1得x -2<-1或x -2>1,即x <1或x >3.依题意得知,不等式x 2+ax +b >0的解集是(-∞,1)∪(3,+∞)于是有⎩⎪⎨⎪⎧1×3=b ,1+3=-a ,即a =-4,b =3,a +b =-1. 15、[0,12], 解:由2x 2-3x +1≤0,得12≤x ≤1, 由x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,得a ≤x ≤a +1,由命题p 是命题q 的必要不充分条件知,p 是q 的充分不必要条件,即{x |12≤x ≤1}{x |a ≤x ≤a +1}, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a ≤12,a +1≥1,∴0≤a ≤12. 16、 (2,+∞) 【解析】 由题意知,不等式(a +2)x 2+4x +a -1>0对一切x ∈R 恒成立,则有⎩⎪⎨⎪⎧a +2>0,Δ=16-4(a +2)(a -1)<0,解得a >2.。
高考复习 第7篇 第2讲 一元二次不等式及其解法知识点+例题+练习 含答案

第2讲 一元二次不等式及其解法 考点一 一元二次不等式的解法【例1】 (2014·大连模拟)已知函数f (x )=(ax -1)(x +b ),如果不等式f (x )>0的解集是(-1,3),则不等式f (-2x )<0的解集是________.解析 由f (x )>0,得ax 2+(ab -1)x -b >0,又其解集是(-1,3),∴a <0.且⎩⎪⎨⎪⎧1-ab a =2,-ba =-3,解得a =-1或13,∴a =-1,b =-3.∴f (x )=-x 2+2x +3, ∴f (-2x )=-4x 2-4x +3,由-4x 2-4x +3<0,得4x 2+4x -3>0, 解得x >12或x <-32.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-32∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞规律方法 解一元二次不等式时,当二次项系数为负时要先化为正,再根据判别式符号判断对应方程根的情况,然后结合相应二次函数的图象写出不等式的解集.【训练1】 (2013·江西卷改编)使不等式x <1x <x 2成立的x 的取值范围是________. 解析 当x >0时,原不等式可化为x 2<1<x 3,解得x ∈∅,当x <0时,原不等式可化为⎩⎨⎧x 2>1,x 3<1,解得x <-1.答案 (-∞,-1)考点二 含参数的一元二次不等式的解法【例2】 (2013·烟台期末)解关于x 的不等式:ax 2-2≥2x -ax (a ∈R ). 解 原不等式可化为ax 2+(a -2)x -2≥0.①当a =0时,原不等式化为x +1≤0,解得x ≤-1.②当a >0时,原不等式化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2a (x +1)≥0,解得x ≥2a 或x ≤-1.③当a <0时,原不等式化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2a (x +1)≤0.当2a >-1,即a <-2时,解得-1≤x ≤2a ; 当2a =-1,即a =-2时,解得x =-1满足题意; 当2a <-1,即a >-2,解得2a ≤x ≤-1.综上所述,当a =0时,不等式的解集为{x |x ≤-1};当a >0时,不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≥2a ,或x ≤-1;当-2<a <0时,不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2a ≤x ≤-1;当a =-2时,不等式的解集为{x |x =-1};当a <-2时,不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-1≤x ≤2a . 【训练2】 (1)(2013·重庆卷改编)关于x 的不等式x 2-2ax -8a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),且x 2-x 1=15,则a 等于________. (2)解关于x 的不等式(1-ax )2<1.(1)解析 法一 ∵不等式x 2-2ax -8a 2<0的解集为(x 1,x 2),∴x 1,x 2是方程x 2-2ax -8a 2=0的两根.由根与系数的关系知⎩⎨⎧x 1+x 2=2a ,x 1x 2=-8a 2, ∴x 2-x 1=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=(2a )2-4(-8a 2)=15,又∵a >0,∴a =52.法二 由x 2-2ax -8a 2<0,得(x +2a )(x -4a )<0, ∵a >0,∴不等式x 2-2ax -8a 2<0的解集为(-2a,4a ), 又∵不等式x 2-2ax -8a 2<0的解集为(x 1,x 2), ∴x 1=-2a ,x 2=4a .∵x 2-x 1=15, ∴4a -(-2a )=15,解得a =52. 答案 52(2)解 由(1-ax )2<1,得a 2x 2-2ax <0, 即ax (ax -2)<0,当a =0时,x ∈∅.当a >0时,由ax (ax -2)<0,得a 2x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2a <0,即0<x <2a .当a <0时,2a <x <0.综上所述:当a =0时,不等式解集为空集;当a >0时,不等式解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪0<x <2a ;当a <0时,不等式解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2a<x <0.考点三 一元二次不等式恒成立问题【例3】 已知函数f (x )=mx 2-mx -1.(1)若对于x ∈R ,f (x )<0恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若对于x ∈[1,3],f (x )<5-m 恒成立,求实数m 的取值范围.解 (1)由题意可得m =0或⎩⎨⎧m <0,Δ=m 2+4m <0⇔m =0或-4<m <0⇔-4<m ≤0.故m 的取值范围是(-4,0].(2)法一 要使f (x )<-m +5在[1,3]上恒成立,即m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)⇒7m -6<0, 所以m <67,则0<m <67; 当m =0时,-6<0恒成立; 当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数, 所以g (x )max =g (1)⇒m -6<0, 所以m <6,所以m <0. 综上所述:m的取值范围是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫m ⎪⎪⎪m <67. 法二 ∵f (x )<-m +5⇔m (x 2-x +1)<6, ∵x 2-x +1>0,∴m <6x 2-x +1对于x ∈[1,3]恒成立,只需求6x 2-x +1的最小值,记g (x )=6x 2-x +1,x ∈[1,3],记h (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34,h (x )在x ∈[1,3]上为增函数.则g (x )在[1,3]上为减函数, ∴[g (x )]min =g (3)=67,∴m <67. 所以m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,67.【训练3】 (1)若关于x 的不等式ax 2+2x +2>0在R 上恒成立,则实数a 的取值范围是________.(2)(2014·淄博模拟)若不等式(a -a 2)(x 2+1)+x ≤0对一切x ∈(0,2]恒成立,则a 的取值范围是________.解析 (1)当a =0时,原不等式可化为2x +2>0,其解集不为R ,故a =0不满足题意,舍去;当a ≠0时,要使原不等式的解集为R , 只需⎩⎨⎧a >0,Δ=22-4×2a <0,解得a >12.综上,所求实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.(2)∵x ∈(0,2], ∴a 2-a ≥x x 2+1=1x +1x.要使a 2-a ≥1x +1x 在x ∈(0,2]时恒成立,则a 2-a ≥⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1x +1x max ,由基本不等式得x +1x ≥2,当且仅当x =1时,等号成立,即⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1x +1x max =12. 故a 2-a ≥12,解得a ≤1-32或a ≥1+32.答案 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ (2)⎝⎛⎦⎥⎤-∞,1-32∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫1+32,+∞1.解不等式的基本思路是等价转化,分式不等式整式化,使要求解的不等式转化为一元一次不等式或一元二次不等式,进而获得解决.2.当判别式Δ<0时,ax 2+bx +c >0(a >0)解集为R ;ax 2+bx +c <0(a >0)解集为∅.二者不要混为一谈.3.含参数的不等式的求解,注意选好分类标准,避免盲目讨论. 4.对于恒成立问题,常用到以下两个结论: (1)a ≥f (x )恒成立⇔a ≥f (x )max ;(2)a ≤f (x )恒成立⇔a ≤f (x )min .思想方法6——数形结合思想在“三个二次”间关系的应用【典例】 (2012·福建卷)对于实数a 和b ,定义运算“*”;a *b =⎩⎨⎧a 2-ab ,a ≤b ,b 2-ab ,a >b .设f (x )=(2x -1)*(x -1),且关于x 的方程f (x )=m (m ∈R )恰有三个互不相等的实数根x 1,x 2,x 3,则x 1x 2x 3的取值范围是________.解析 由定义可知:f (x )=(2x -1)*(x -1)=⎩⎨⎧(2x -1)2-(2x -1)(x -1),x ≤0,(x -1)2-(2x -1)(x -1),x >0,∴f (x )=⎩⎨⎧(2x -1)x ,x ≤0,-(x -1)x ,x >0.作出函数f (x )的图象,如图所示.由图可知,当0<m <14时,f (x )=m (m ∈R )恰有三个互不相等的实数根x 1,x 2,x 3. 不妨设x 1<x 2<x 3,易知x 2>0,且x 2+x 3=2×12=1, ∴0<x 2x 3<⎝⎛⎭⎪⎫x 2+x 322,即0<x 2x 3<14. 令⎩⎪⎨⎪⎧(2x -1)x =14,x <0,解得x =1-34或1+34(舍去).∴1-34>x 1>0,∴3-14>-x 1>0, ∴0<-x 1x 2x 3<3-116, ∴1-316<x 1x 2x 3<0. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-316,0【自主体验】1.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+1,x ≥0,1,x <0,则满足不等式f (1-x 2)>f (2x )的x 的取值范围是________.解析 由函数f (x )的图象可知(如下图),满足f (1-x 2)>f (2x )分两种情况:①⎩⎨⎧1-x 2≥0,x ≥0,1-x 2>2x⇒0≤x <2-1;②⎩⎨⎧1-x 2>0,x <0⇒-1<x <0. 综上可知:-1<x <2-1.答案 (-1,2-1)2.已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x -1,x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________.解析 画出f (x )=⎩⎨⎧2x -1,x >0-x 2-2x ,x ≤0的图象,如图.由函数g (x )=f (x )-m 有3个零点,结合图象得:0<m <1,即m ∈(0,1). 答案 (0,1)基础巩固题组 (建议用时:40分钟)一、填空题1.(2014·长春调研)已知集合P ={x |x 2-x -2≤0},Q ={x |log 2(x -1)≤1},则(∁R P )∩Q =________.解析 依题意,得P ={x |-1≤x ≤2},Q ={x |1<x ≤3},则(∁R P )∩Q =(2,3]. 答案 (2,3]2.(2014·沈阳质检)不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集,则实数a 的取值范围是________.解析 不等式x 2+ax +4<0的解集不是空集,只需Δ=a 2-16>0,∴a <-4或a >4.答案 (-∞,-4)∪(4,+∞)3.(2013·南通二模)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥0,-x 2+3x ,x <0,则不等式f (x )<f (4)的解集为________.解析 f (4)=42=2,不等式即为f (x )<2.当x ≥0时,由x2<2,得0≤x <4;当x <0时,由-x 2+3x <2,得x <1或x >2,因此x <0. 综上,f (x )<f (4)的解集为{x |x <4}. 答案 {x |x <4}4.已知不等式ax 2-bx -1≥0的解集是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,-13,则不等式x 2-bx -a <0的解集是________.解析 由题意知-12,-13是方程ax 2-bx -1=0的根,所以由根与系数的关系得-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=b a ,⎝ ⎛⎭⎪⎫-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=-1a .解得a =-6,b =5,不等式x 2-bx -a <0即为x 2-5x +6<0,解集为(2,3). 答案 (2,3)5.(2014·南京二模)在R 上定义运算⊙:a ⊙b =ab +2a +b ,则满足x ⊙(x -2)<0的实数x 的取值范围为________.解析 根据给出的定义得x ⊙(x -2)=x (x -2)+2x +(x -2)=x 2+x -2=(x +2)(x -1),又x ⊙(x -2)<0,则(x +2)·(x -1)<0,故这个不等式的解集是(-2,1). 答案 (-2,1)6.已知关于x 的不等式ax -1x +1<0的解集是(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞,则a =________. 解析 由于不等式ax -1x +1<0的解集是(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞,故-12应是ax-1=0的根,∴a =-2. 答案 -27.(2013·重庆卷)设0≤α≤π,不等式8x 2-(8sin α)x +cos 2α≥0对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是________.解析 不等式8x 2-(8sin α)x +cos 2α≥0恒成立,所以Δ≤0,即Δ=(8sin α)2-4×8×cos 2α≤0,整理得2sin 2 α-cos 2α≤0,即4sin 2 α≤1,所以sin 2 α≤14,即-12≤sin α≤12,因为0≤α≤π,所以0≤α≤π6或5π6≤α≤π,即α的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π6,π. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π6,π 8.(2014·福州期末)若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是________.解析 原不等式即(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3. 答案 [-4,3] 二、解答题9.求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集. 解 ∵12x 2-ax >a 2,∴12x 2-ax -a 2>0, 即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0, 得:x 1=-a 4,x 2=a3.①a >0时,-a 4<a3,解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-a 4或x >a 3; ②a =0时,x 2>0,解集为{x |x ∈R 且x ≠0};③a <0时,-a 4>a3,解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <a 3或x >-a 4. 综上所述,当a >0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-a 4或x >a 3;当a =0时,不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠0}; 当a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <a 3或x >-a 4. 10.(2014·长沙质检)已知f (x )=x 2-2ax +2(a ∈R ),当x ∈[-1,+∞)时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围.解 法一 f (x )=(x -a )2+2-a 2,此二次函数图象的对称轴为x =a . ①当a ∈(-∞,-1)时,f (x )在[-1,+∞)上单调递增, f (x )min =f (-1)=2a +3.要使f (x )≥a 恒成立,只需f (x )min ≥a ,即2a +3≥a ,解得-3≤a <-1; ②当a ∈[-1,+∞)时,f (x )min =f (a )=2-a 2, 由2-a 2≥a ,解得-1≤a ≤1.综上所述,所求a 的取值范围是[-3,1]. 法二 令g (x )=x 2-2ax +2-a ,由已知, 得x 2-2ax +2-a ≥0在[-1,+∞)上恒成立, 即Δ=4a 2-4(2-a )≤0或⎩⎨⎧Δ>0,a <-1,g (-1)≥0.解得-3≤a ≤1.所求a 的取值范围是[-3,1].能力提升题组 (建议用时:25分钟)一、填空题1.(2013·新课标全国Ⅱ卷改编)若存在正数x 使2x (x -a )<1成立,则a 的取值范围是________.解析 不等式2x(x -a )<1可变形为x -a <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,在同一平面直角坐标系内作出直线y =x -a 与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象,由题意,在(0,+∞)上,直线有一部分在曲线的下方.观察可知,有-a <1,所以a >-1. 答案 (-1,+∞)2.(2013·西安二模)在R 上定义运算:⎣⎢⎡⎦⎥⎤ab cd =ad -bc .若不等式⎣⎢⎡⎦⎥⎤x -1 a -2a +1 x ≥1对任意实数x 恒成立,则实数a 的最大值为________.解析 原不等式等价于x (x -1)-(a -2)(a +1)≥1,即x 2-x -1≥(a +1)(a -2)对任意x 恒成立,x 2-x -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122-54≥-54,所以-54≥a 2-a -2,-12≤a ≤32.答案 323.(2014·铜陵一模)已知二次函数f (x )的二次项系数为a ,且不等式f (x )>0的解集为(1,2),若f (x )的最大值小于1,则a 的取值范围是________.解析 由题意知a <0,可设f (x )=a (x -1)(x -2)=ax 2-3ax +2a ,∴f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=-a 4<1,∴a >-4,故-4<a <0.答案 (-4,0)二、解答题4.已知二次函数f (x )的二次项系数为a ,且不等式f (x )>-2x 的解集为(1,3).(1)若方程f (x )+6a =0有两个相等的根,求f (x )的解析式;(2)若f (x )的最大值为正数,求a 的取值范围.解 (1)∵f (x )+2x >0的解集为(1,3),f (x )+2x =a (x -1)(x -3),且a <0,因而f (x )=a (x -1)(x -3)-2x =ax 2-(2+4a )x +3a .①由方程f (x )+6a =0,得ax 2-(2+4a )x +9a =0.②因为方程②有两个相等的根,所以Δ=[-(2+4a )]2-4a ·9a =0,即5a 2-4a -1=0,解得a =1或a =-15.由于a <0,舍去a =1,将a =-15代入①,得f (x )=-15x 2-65x -35.(2)由f (x )=ax 2-2(1+2a )x +3a =a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1+2a a 2-a 2+4a +1a 及a <0,可得f (x )的最大值为-a 2+4a +1a. 由⎩⎪⎨⎪⎧ -a 2+4a +1a >0,a <0,解得a <-2-3或-2+3<a <0.故当f(x)的最大值为正数时,实数a的取值范围是(-∞,-2-3)∪(-2+3,0).。
一元二次不等式知识点归纳
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一元二次不等式知识点归纳
一、一元二次不等式解集求解
【解题提示】通常的解题步骤为:求解对应方程的根、结合图像开口方向判定不等式解集具体是在两根之间还是两根两侧。
尤其注意函数开口向下时解集的判定。
在实际求解时,一、注意含有参数的一元二次不等式,运用十字分解求解;二、注意在题目中隐藏的根判别式小于0;
二、一元二次不等式恒成立
【解题提示】1、若一元二次不等式ax^2+bx+c>0恒成立(a不为0)的充分条件为:开口向上且无解;
2、若一元二次不等式ax^2+bx+c<0恒成立(a不为0)的充分条件为:开口向下且无解;
通常出题会出“无解”的如下两种方式:此时转化为题目的反面恒成立求解即可。
1、一元二次不等式ax^2+bx+c>0无解(a不为0),此时即
ax^2+bx+c<=0恒成立,即:开口向下且根判别式小于等于0;
2、一元二次不等式
ax^2+bx+c<00=""2=""a=""ax=""bx=""c="">=0恒成立,即:开口向上且根判别式小于等于0;
【注】若不等式中的二次项含有未知系数时,务必要对二次项系数为0与不为0,进行分类讨论。
三、不等式解集端点值为对应方程的根
【解析提示】不等式解集的端点值为对应方程的根,结合韦达定理求解。
求解时注意二次项前系数的正负号判别。
高中数学必修一第二章一元二次函数方程和不等式知识点总结归纳完整版(带答案)

高中数学必修一第二章一元二次函数方程和不等式知识点总结归纳完整版单选题1、已知x,y,z都是正实数,若xyz=1,则(x+y)(y+z)(z+x)的最小值为()A.2B.4C.6D.8答案:D分析:均值定理连续使用中要注意等号是否同时成立.由x>0,y>0,z>0可知x+y≥2√xy>0(当且仅当x=y时等号成立)y+z≥2√yz>0(当且仅当y=z时等号成立)x+z≥2√xz>0(当且仅当x=z时等号成立)以上三个不等式两边同时相乘,可得(x+y)(y+z)(z+x)≥8√x2y2z2=8(当且仅当x=y=z=1时等号成立)故选:D2、已知2<a<3,−2<b<−1,则2a−b的范围是()A.(6,7)B.(5,8)C.(2,5)D.(6,8)答案:B分析:由不等式的性质求解即可.2<a<3,−2<b<−1,故4<2a<6,1<−b<2,得5<2a−b<8故选:B3、下列命题中,是真命题的是()A.如果a>b,那么ac>bc B.如果a>b,那么ac2>bc2C.如果a>b,那么ac >bcD.如果a>b,c<d,那么a−c>b−d答案:D分析:根据不等式的性质和特殊值法,逐项验证可得出答案.对于A ,如果c =0,那么ac =bc ,故错误; 对于B ,如果c =0,那么ac 2=bc 2,故错误; 对于C ,如果c <0,那么ac <bc ,故错误;对于D ,如果c <d ,那么−c >−d ,由a >b ,则a −c >b −d ,故正确. 故选:D.4、y =x +4x (x ≥1)的最小值为( ) A .2B .3C .4D .5 答案:C分析:利用均值不等式求解即可.因为y =x +4x(x ≥1),所以x +4x≥2√x ×4x=4,当且仅当x =4x即x =2时等号成立.所以当x =2时,函数y =x +4x 有最小值4. 故选:C.5、已知使不等式x 2+(a +1)x +a ≤0成立的任意一个x ,都满足不等式3x −1≤0,则实数a 的取值范围为( )A .(−∞,−13)B .(−∞,−13] C .[−13,+∞)D .(−13,+∞) 答案:C分析:使不等式x 2+(a +1)x +a ≤0成立的任意一个x ,都满足不等式3x −1≤0,则不等式x 2+(a +1)x +a ≤0的解集是(−∞,13]的子集,求出两个不等式的解集,利用集合的包含关系列不等式求解.解:由3x −1≤0得x ≤13,因为使不等式x 2+(a +1)x +a ≤0成立的任意一个x ,都满足不等式3x −1≤0 则不等式x 2+(a +1)x +a ≤0的解集是(−∞,13]的子集, 又由x 2+(a +1)x +a ≤0得(x +a )(x +1)≤0, 当a =1,x ∈{−1}⊆(−∞,13],符合;当a <1,x ∈[−1,−a ]⊆(−∞,13],则−a ≤13,∴1>a ≥−13, 当a >1,x ∈[−a,−1]⊆(−∞,13],符合, 故实数a 的取值范围为[−13,+∞). 故选:C.6、已知x ∈R ,则“(x −2)(x −3)≤0成立”是“|x −2|+|x −3|=1成立”的( )条件. A .充分不必要B .必要不充分 C .充分必要D .既不充分也不必要 答案:C分析:先证充分性,由(x −2)(x −3)≤0 求出x 的取值范围,再根据x 的取值范围化简|x −2|+|x −3|即可,再证必要性,若|x −2|+|x −3|=1,即|x −2|+|x −3|=|(x −2)−(x −3)|,再根据绝对值的性质可知(x −2)(x −3)≤0.充分性:若(x −2)(x −3)≤0,则2≤x ≤3, ∴|x −2|+|x −3|=x −2+3−x =1,必要性:若|x −2|+|x −3|=1,又∵|(x −2)−(x −3)|=1, ∴|x −2|+|x −3|=|(x −2)−(x −3)|, 由绝对值的性质:若ab ≤0,则|a |+|b |=|a −b|, ∴(x −2)(x −3)≤0,所以“(x −2)(x −3)≤0成立”是“|x −2|+|x −3|=1成立”的充要条件, 故选:C .7、若非零实数a ,b 满足a <b ,则下列不等式成立的是( ) A .ab <1B .ba +ab >2C .1ab 2<1a 2b D .a 2+a <b 2+b 答案:C分析:举出符合条件的特例即可判断选项A ,B ,D ,对于C ,作出不等式两边的差即可判断作答.取a=−2,b=−1,满足a<b,而ab=2>1,A不成立;取a=−2,b=1,满足a<b,而ba +ab=−12+(−2)=−52<2,B不成立;因1ab2−1a2b=a−ba2b2<0,即有1ab2<1a2b,C成立;取a=−2,b=−1,满足a<b,而a2+a=2,b2+b=0,即a2+a>b2+b,D不成立.故选:C8、若a,b,c为实数,且a<b,c>0,则下列不等关系一定成立的是()A.a+c<b+c B.1a <1bC.ac>bc D.b−a>c答案:A分析:由不等式的基本性质和特值法即可求解.对于A选项,由不等式的基本性质知,不等式的两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,不等号方向不变,则a<b⇒a+c<b+c,A选项正确;对于B选项,由不等式的基本性质知,不等式的两边都乘以(或除以)同一个负数,不等号方向改变,若a=−2,b=−1,则1a >1b,B选项错误;对于C选项,由不等式的基本性质知,不等式的两边都乘以(或除以)同一个正数,不等号方向不变,c>0,0<a<b⇒ac<bc,C选项错误;对于D选项,因为a<b⇒b−a>0,c>0,所以无法判断b−a与c大小,D选项错误.多选题9、若−1<a<b<0,则()A.a2+b2>2ab B.1a <1bC.a+b>2√ab D.a+1a>b+1b答案:AD分析:应用作差法判断B、D,根据重要不等式判断A,由不等式性质判断C.A:由重要不等式知:a2+b2≥2ab,而−1<a<b<0,故a2+b2>2ab,正确;B:由−1<a<b<0,则1a −1b=b−aab>0,故1a>1b,错误;C:由−1<a<b<0,则a+b<0<2√ab,错误;D :(a +1a )−(b +1b )=a −b +1a −1b =a −b +b−a ab=(a −b)(ab−1ab)>0,故a +1a >b +1b ,正确.故选:AD10、设a >0,b >0,给出下列不等式恒成立的是( ) A .a 2+1>a B .a 2+9>6aC .(a +b )(1a +1b )≥4D .(a +1a )(b +1b )≥4 答案:ACD分析:选项A ,B 可用作差法比较大小;选项C ,D 可用基本不等式求范围. 由(a 2+1)−a =(a −12)2+34>0可得a 2+1>a ,故A 正确;由(a 2+9)−6a =(a −3)2≥0可得a 2+9≥6a ,故B 错误;由(a +b )(1a +1b )=2+ab +ba ≥2+2√ab ⋅ba =4,当且仅当a =b 时取等号,故C 正确; 由(a +1a )(b +1b )=(ab +1ab )+(ab +ba )≥2√ab ⋅1ab +2√ab ⋅ba =4, 当且仅当{ab =1ab a b =b a ,即a =b =1时取等号,故D 正确. 故选:ACD.11、十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐步被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若a 、b 、c ∈R ,则下列命题正确的是( )A .若a >b >0,则ac 2>bc 2B .若a <b <0,则a +1b <b +1a C .若a <b <c <0,则ba <b+ca+c D .若a >0,b >0,则b 2a +a 2b≥a +b答案:BCD解析:取c =0可判断A 选项的正误;利用作差法可判断BCD 选项的正误. 对于A 选项,当c =0时,则ac 2=bc 2,A 选项错误;对于B 选项, (a +1b )−(b +1a )=(a −b )+(1b −1a )=(a −b )+a−b ab=(a −b )(1+1ab ),∵a <b <0,a −b <0,ab >0,∴1+1ab >0,则(a +1b )−(b +1a )<0,B 选项正确; 对于C 选项,ba −b+ca+c =b (a+c )−a (b+c )a (a+c )=c (b−a )a (a+c ),∵a <b <c <0,则b −a >0,a +c <0,则ba −b+ca+c <0,C 选项正确; 对于D 选项,(b 2a +a 2b)−(a +b )=b 2−a 2a+a 2−b 2b=(b 2−a 2)(1a −1b )=(b 2−a 2)(b−a )ab=(b+a )(b−a )2ab,∵a >0,b >0,则(b 2a +a 2b)−(a +b )=(b+a )(b−a )2ab≥0,D 选项正确.故选:BCD.小提示:判断不等式是否成立,主要利用不等式的性质和特殊值验证两种方法,特别是对于有一定条件限制的选择题,用特殊值验证的方法更简便. 填空题 12、不等式x 2+2x−3x+1≥0的解集为__________.答案:[−3,−1)∪[1,+∞) 分析:将x 2+2x−3x+1≥0等价转化为{x 2+2x −3≥0x +1>0 或{x 2+2x −3≤0x +1<0,解不等式组可得答案.原不等式等价于{x 2+2x −3≥0x +1>0 或{x 2+2x −3≤0x +1<0,解得x ≥1 或−3≤x <−1 , 所以答案是:[−3,−1)∪[1,+∞)13、x −y ≤0,x +y −1≥0,则z =x +2y 的最小值是___________. 答案:32##1.5分析:分析可得x +2y =32(x +y )−12(x −y ),利用不等式的基本性质可求得z =x +2y 的最小值. 设x +2y =m (x +y )+n (x −y )=(m +n )x +(m −n )y ,则{m +n =1m −n =2 ,解得{m =32n =−12, 所以,z =x +2y =32(x +y )−12(x −y )≥32, 因此,z =x +2y 的最小值是32.所以答案是:32.14、已知集合A={x|−5<−2x+3<7},B={x|x2−(3a−1)x+2a2−a<0} ,若B⊆A,则实数a的取值范围为______.答案:[−12,5 2 ]分析:分类讨论解不等式,再利用集合的包含关系列式求解作答.依题意,B={x|(x−a)(x−2a+1)<0},当a<2a−1,即a>1时,B=(a,2a−1),当a=2a−1,即a=1时,B=∅,当a>2a−1,即a<1时,B=(2a−1,a),又A=(−2,4),B⊆A,于是得{a>12a−1≤4,解得1<a≤52,或{a<12a−1≥−2,解得−12≤a<1,而∅⊆A,则a=1,综上得:−12≤a≤52,所以实数a的取值范围为[−12,52 ].所以答案是:[−12,5 2 ]解答题15、实数a、b满足-3≤a+b≤2,-1≤a-b≤4.(1)求实数a、b的取值范围;(2)求3a-2b的取值范围.答案:(1)a∈[-2,3],b∈[-72,3 2 ](2)[-4,11]分析:(1)由a=12[(a+b)+(a-b)],b=12[(a+b)-(a-b)]根据不等式的性质计算可得;(2)求出3a-2b=12(a+b)+52(a-b),再利用不等式的性质得解.(1)解:由-3≤a+b≤2,-1≤a-b≤4,则a=12[(a+b)+(a-b)],所以-4≤(a+b)+(a-b)≤6,所以-2≤12[(a+b)+(a-b)]≤3,即-2≤a≤3,即实数a的取值范围为[-2,3].因为b=12[(a+b)-(a-b)],由-1≤a-b≤4,所以-4≤b -a ≤1,所以-7≤(a +b )-(a -b)≤3, 所以-72≤12[(a +b )-(a -b)]≤32,∴-72≤b ≤32,即实数b 的取值范围为[-72,32].(2)解:设3a -2b =m (a +b )+n(a -b)=(m +n )a +(m -n)b , 则{m +n =3m -n =-2 ,解得{m =12n =52 ,∴3a -2b =12(a +b )+52(a -b ), ∵-3≤a +b ≤2,-1≤a -b ≤4. ∴-32≤12(a +b )≤1,-52≤52(a -b )≤10, ∴-4≤3a -2b ≤11,即3a -2b 的取值范围为[-4,11].。
高考数学考点知识专题讲解与练习45---一元二次不等式在实际问题中的应用
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高考数学考点知识专题讲解与练习 一元二次不等式在实际问题中的应用学习目标 1.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程.了解一元二次不等式的现实意义.2.能够构建一元二次函数模型,解决实际问题.知识点 用一元二次不等式解决实际问题的步骤 1.理解题意,搞清量与量之间的关系;2.建立相应的不等关系,把实际问题抽象为数学中的一元二次不等式问题. 3.解决这个一元二次不等式,得到实际问题的解. 预习小测 自我检验1.不等式1+x1-x ≥0的解集为________.答案 {x |-1≤x <1}解析 原不等式⇔⎩⎨⎧(x +1)(x -1)≤0,x -1≠0,∴-1≤x <1.2.不等式1x ≤1的解集为________. 答案 {x |x ≥1或x <0} 解析 ∵1x ≤1,∴x -1x ≥0,∴⎩⎨⎧x (x -1)≥0,x ≠0,∴x ≥1或x <0. 3.若产品的总成本y (万元)与产量x (台)之间的函数关系式是y =3 000+20x -0.1x 2(0<x <240),若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是________ 台. 答案 150解析 y -25x =-0.1x 2-5x +3 000≤0, 即x 2+50x -30 000≥0, 解得x ≥150或x ≤-200(舍去).4.某商品在最近30天内的价格y 1与时间t (单位:天)的函数关系是y 1=t +10(0<t ≤30,t ∈N );销售量y 2与时间t 的函数关系是y 2=-t +35(0<t ≤30,t ∈N ),使这种商品日销售金额不小于500元的t 的范围是________________. 答案 {t |10≤t ≤15,t ∈N }解析 日销售金额=(t +10)(-t +35), 依题意有(t +10)(-t +35)≥500, 解得解集为{t |10≤t ≤15,t ∈N }.一、分式不等式的解法 例1 解下列不等式: (1)2x -5x +4<0; (2)x +12x -3≤1. 解 (1)2x -5x +4<0⇔(2x -5)(x +4)<0⇔-4<x <52,∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-4<x <52. (2)∵x +12x -3≤1,∴x +12x -3-1≤0, ∴-x +42x -3≤0,即x -4x -32≥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⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <32或x ≥4. 反思感悟 分式不等式的解法:先通过移项、通分整理,再化成整式不等式来解.如果能判断出分母的正负,直接去分母即可. 跟踪训练1 解下列不等式: (1)2x -13x +1≥0;(2)2-xx +3>1. 解 (1)原不等式可化为⎩⎨⎧(2x -1)(3x +1)≥0,3x +1≠0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-13或x ≥12,x ≠-13,∴x <-13或x ≥12,∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-13或x ≥12. (2)方法一 原不等式可化为⎩⎨⎧ x +3>0,2-x >x +3或⎩⎨⎧x +3<0,2-x <x +3. 解得⎩⎪⎨⎪⎧x >-3,x <-12或⎩⎪⎨⎪⎧x <-3,x >-12,∴-3<x <-12,∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-3<x <-12. 方法二 原不等式可化为(2-x )-(x +3)x +3>0,化简得-2x -1x +3>0,即2x +1x +3<0,∴(2x +1)(x +3)<0,解得-3<x <-12.∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-3<x <-12. 二、一元二次不等式的实际应用例2 某农贸公司按每担200元的价格收购某农产品,并每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a 万担.政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x (x >0)个百分点,预测收购量可增加2x 个百分点. (1)写出降税后税收y (万元)与x 的关系式;(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x 的取值范围. 解 (1)降低税率后的税率为(10-x )%,农产品的收购量为a (1+2x %)万担,收购总金额为200a (1+2x %)万元.依题意得y =200a (1+2x %)(10-x )%=150a (100+2x )(10-x )(0<x <10).(2)原计划税收为200a ×10%=20a (万元). 依题意得150a (100+2x )(10-x )≥20a ×83.2%, 化简得x 2+40x -84≤0,解得-42≤x ≤2. 又因为0<x <10,所以0<x ≤2.即x 的取值范围为{x |0<x ≤2}. 反思感悟 解不等式应用题的步骤跟踪训练2 北京、张家口2022年冬奥会申办委员会在俄罗斯索契举办了发布会,某公司为了竞标配套活动的相关代言,决定对旗下的某商品进行一次评估.该商品原来每件售价为25元,年销售8万件.(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?(2)为了抓住申奥契机,扩大该商品的影响力,提高年销售量.公司决定立即对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到x 元.公司拟投入16(x 2-600)万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入x5万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品改革后的销售量a 至少应达到多少万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和?此时该商品每件定价多少元?解 (1)设每件定价为t 元,依题意得⎝ ⎛⎭⎪⎫8-t -251×0.2t ≥25×8, 整理得t 2-65t +1 000≤0,解得25≤t ≤40.所以要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元. (2)依题意得当x >25时,不等式ax ≥25×8+50+16(x 2-600)+x5有解,等价于当x >25时,a ≥150x +x 6+15有解. 由于150x +x 6≥2150x ·x 6=10,当且仅当150x =x 6,即x =30时等号成立,所以a ≥10.2.故当该商品改革后的销售量a 至少达到10.2万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的每件定价为30元.不等式恒成立问题典例 (1)若对∀x ∈R 不等式x 2+mx >4x +m -4恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若x 2>4x +m -4在R 上恒成立,求m 的取值范围. 解 (1)原不等式可化为x 2+(m -4)x +4-m >0, ∴Δ=(m -4)2-4(4-m )=m 2-4m <0, ∴0<m <4,∴m 的取值范围为{m |0<m <4}.(2)原不等式可化为x 2-4x +4=(x -2)2>m 恒成立, ∴m <0,∴m 的取值范围为{m |m <0}.[素养提升]一元二次不等式恒成立的情况: ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立⇔⎩⎨⎧a >0,Δ<0.ax 2+bx +c ≤0(a ≠0)恒成立⇔⎩⎨⎧a <0,Δ≤0.1.不等式x -1x -2≥0的解集为( )A .{x |1≤x ≤2}B .{x |x ≤1或x ≥2}C .{x |1≤x <2}D .{x |x >2或x ≤1} 答案 D解析 由题意可知,不等式等价于⎩⎨⎧(x -1)(x -2)≥0,x -2≠0,∴x >2或x ≤1.故选D.2.不等式3x +1≥1的解集是( )A .{x |x <-1或-1<x ≤2}B .{x |-1≤x ≤2}C .{x |x ≤2}D .{x |-1<x ≤2} 答案 D 解析 ∵3x +1≥1,∴3x +1-1≥0,∴3-x -1x +1≥0, 即x -2x +1≤0,等价于(x -2)(x +1)<0或x -2=0, 故-1<x ≤2.3.某商场若将进货单价为8元的商品按每件10元出售,每天可销售100件,现准备采用提高售价来增加利润.已知这种商品每件售价提高1元,销售量就会减少10件.那么要保证每天所赚的利润在320元以上,售价每件应定为( )A .12元B .16元C .12元到16元之间D .10元到14元之间 答案 C解析 设售价定为每件x 元,利润为y , 则y =(x -8)[100-10(x -10)], 依题意有(x -8)[100-10(x -10)]>320, 即x 2-28x +192<0,解得12<x <16, 所以每件售价应定为12元到16元之间.4.若实数a ,b 满足a +b <0,则不等式x +ab -x <0的解集为__________.答案 {x |x >-a 或x <b } 解析 原不等式等价于 (x +a )(b -x )<0⇔(x -b )(x +a )>0. 又a +b <0,所以b <-a .所以原不等式的解集为{x |x >-a 或x <b }.5.某地每年销售木材约20万m 3,每立方米的价格为2 400元.为了减少木材消耗,决定按销售收入的t %征收木材税,这样每年的木材销售量减少52t 万m 3,为了既减少了木材消耗又保证税金收入每年不少于900万元,则t 的取值范围是________. 答案 {t |3≤t ≤5}解析 设按销售收入的t %征收木材税时,税金收入为y 万元, 则y =2 400⎝ ⎛⎭⎪⎫20-52t ×t %=60(8t -t 2).令y ≥900,即60(8t -t 2)≥900,解得3≤t ≤5.1.知识清单:(1)简单的分式不等式的解法(2)利用不等式解决实际问题的一般步骤如下: ①选取合适的字母表示题目中的未知数;②由题目中给出的不等关系,列出关于未知数的不等式(组); ③求解所列出的不等式(组); ④结合题目的实际意义确定答案. 2.方法归纳:转化、恒等变形.3.常见误区:利用一元二次不等式解决实际问题时,应注意实际意义.1.不等式3x -12-x≥1的解集是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪34≤x ≤2 B.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪34≤x <2 C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x >2或x ≤34 D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≥34答案 B 解析 不等式3x -12-x ≥1,移项得3x -12-x-1≥0, 即x -34x -2≤0,可化为⎩⎪⎨⎪⎧x -34≥0,x -2<0或⎩⎪⎨⎪⎧x -34≤0,x -2>0,解得34≤x <2,则原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪34≤x <2,故选B.2.与不等式x -32-x ≥0同解的不等式是( )A .(x -3)(2-x )≥0B .0<x -2≤1 C.2-x x -3≥0 D .(x -3)(2-x )>0 答案 B 解析 解不等式x -32-x≥0,得2<x ≤3, A .不等式(x -3)(2-x )≥0的解是2≤x ≤3,故不正确. B .不等式0<x -2≤1的解是2<x ≤3,故正确. C .不等式2-xx -3≥0的解是2≤x <3,故不正确.D .不等式(x -3)(2-x )>0的解是2<x <3,故不正确.故选B.3.若关于x 的不等式ax -b >0的解集为{x |x >1},则关于x 的不等式ax +bx -2>0的解集为( )A .{x |x >1或x <-2}B .{x |1<x <2}C .{x |x >2或x <-1}D .{x |-1<x <2}答案 C解析x=1为ax-b=0的根,∴a-b=0,即a=b,∵ax-b>0的解集为{x|x>1},∴a>0,故ax+bx-2=a(x+1)x-2>0,等价为(x+1)(x-2)>0.∴x>2或x<-1.4.已知不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,则实数a的取值范围为()A.{a|-1≤a≤4} B.{a|-1<a<4}C.{a|a≥4或a≤-1} D.{a|-4≤a≤1}答案 A解析由题意知,原不等式可化为-(x-2)2+4≥a2-3a在R上有解,∴a2-3a≤4,即(a-4)(a+1)≤0,∴-1≤a≤4,故选A.5.某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,每天能卖出30盏;若售价每提高1元,日销售量将减少2盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得400元以上(不含400元)的销售收入.则这批台灯的销售单价x(单位:元)的取值范围是() A.{x|10≤x<16} B.{x|12≤x<18}C.{x|15<x<20} D.{x|10≤x<20}答案 C解析设这批台灯的销售单价为x元,则[30-(x-15)×2]x>400,即x 2-30x +200<0,∴10<x <20,又∵x >15,∴15<x <20.故选C.6.若不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |-1<x <2},则不等式2a +b x +c >bx 的解集为________.答案 {x |x <0}解析 由题意知,-1,2为ax 2+bx +c =0的两根,∴⎩⎨⎧b =-a ,c =-2a且a <0, ∴不等式2a +b x +c >bx 可化为a x -2a >-ax ,∵a <0,即1x -2<-x ,即(x -1)2x <0,∴x <0.7.现有含盐7%的食盐水200克,生产含盐5%以上、6%以下的食盐水,设需要加入含盐4%的食盐水为x 克,则x 的取值范围是________.答案 {x |100<x <400}解析 5%<x ·4%+200·7%x +200<6%, 解得x 的取值范围是{x |100<x <400}.8.某种汽车在水泥路面上的刹车距离(刹车距离是指汽车刹车后由于惯性往前滑行的距离)s m 和汽车车速x km/h 有如下关系:s =118x +1180x 2.在一次交通事故中,测得这种车的刹车距离不小于40 m ,那么这辆汽车刹车前的车速不低于________ km/h.答案 80解析 根据题意,得118x +1180x 2≥40.移项整理,得x 2+10x -7 200≥0.显然Δ>0,x 2+10x -7 200=0有两个实数根,即x 1=80,x 2=-90,然后,根据二次函数y =x 2+10x -7 200的图象(图略),得不等式的解集为{x |x ≤-90或x ≥80}.在这个实际问题中,x >0,所以这辆汽车刹车前的车速不低于80 km/h.9.解关于x 的不等式a -x x +1>0(a ∈R ). 解 原不等式可化为x -a x +1<0, 即(x +1)(x -a )<0,①当a =-1时,x ∈∅;②当a >-1时,{x |-1<x <a };③当a <-1时,{x |a <x <-1}.综上,a =-1时,不等式的解集为∅,a >-1时,不等式的解集为{x |-1<x <a },a <-1时,不等式的解集为{x |a <x <-1}.10.某汽车厂上年度生产汽车的投入成本为10万元/辆,出厂价为12万元/辆,年销售量为10 000辆.本年度为适应市场需求,计划提高产品质量,适度增加投入成本.若每辆车投入成本增加的比例为x (0<x <1),则出厂价相应地提高比例为0.75x ,同时预计年销售量增加的比例为0.6x ,已知年利润=(出厂价-投入成本)×年销售量.(1)写出本年度预计的年利润y 与投入成本增加的比例x 的关系式;(2)为使本年度的年利润比上年度有所增加,则投入成本增加的比例x 应在什么范围内? 解 (1)由题意得y =[12(1+0.75x )-10(1+x )]×10 000×(1+0.6x )(0<x <1),整理得y =-6 000x 2+2 000x +20 000(0<x <1).(2)要保证本年度的年利润比上年度有所增加,必须有⎩⎨⎧ y -(12-10)×10 000>0,0<x <1,即⎩⎨⎧ -6 000x 2+2 000x >0,0<x <1,解得0<x <13,所以投入成本增加的比例x 应在0<x <13的范围内.11.不等式x 2-x -2x -2>0的解集为( )A .{x |x >-1且x ≠2}B .{x |x >-1}C .{x |-1<x <2}D .{x |x <-1或x >2}答案 A解析 原不等式可化为(x -2)(x +1)x -2>0⇒⎩⎨⎧x +1>0,x -2≠0,∴x >-1且x ≠2.故选A. 12.若a >0,b >0,则不等式-b <1x <a 的解集为() A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <-1b 或x >1aB.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ -1a <x <1b C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <-1a 或x >1b D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ -1b <x <0或0<x <1a 答案 A解析 原不等式可化为⎩⎪⎨⎪⎧1x >-b ,1x <a ,即⎩⎪⎨⎪⎧ bx +1x >0,ax -1x >0, 可得⎩⎪⎨⎪⎧ x <-1b 或x >0,x <0或x >1a , 故不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <-1b 或x >1a . 13.不等式x 2-2x -2x 2+x +1<2的解集为( ) A .{x |x ≠-2} B .RC .∅D .{x |x <-2或x >2}答案 A解析∵x 2+x +1>0恒成立,∴原不等式⇔x 2-2x -2<2x 2+2x +2⇔x 2+4x +4>0⇔(x +2)2>0,∴x ≠-2.∴不等式的解集为{x |x ≠-2}.14.在一个限速40 km /h 的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相碰了.事发后现场测得甲车的刹车距离略超过12 m ,乙车的刹车距离略超过10 m.又知甲、乙两种车型的刹车距离s m与车速x km/h之间分别有如下关系:s甲=0.1x+0.01x2,s乙=0.05x+0.005x2.这次事故的主要责任方为________.答案乙车解析由题意列出不等式s甲=0.1x+0.01x2>12,s乙=0.05x+0.005x2>10.分别求解,得x甲<-40或x甲>30.x乙<-50或x乙>40.由于x>0,从而得x甲>30 km/h,x乙>40 km/h.经比较知乙车超过限速,应负主要责任.15.某商家一月份至五月份累计销售额达3 860万元,六月份的销售额为500万元,七月份的销售额比六月份增加x%,八月份的销售额比七月份增加x%,九、十月份的销售总额与七、八月份的销售总额相等,若一月份至十月份的销售总额至少为7 000万元,则x 的最小值为________.答案20解析由题意得七月份的销售额为500(1+x%)万元,八月份的销售额为500(1+x%)2万元,记一月份至十月份的销售总额为y万元,则y=3 860+500+2[500(1+x%)+500(1+x%)2]≥7 000,解得1+x%≤-115(舍去)或1+x%≥65,即x%≥20%,所以x min=20.16.某工厂生产商品M,若每件定价80元,则每年可销售80万件,税务部门对市场销售的商品要征收附加税.为了既增加国家收入,又有利于市场活跃,必须合理确定征收的税率.据市场调查,若政府对商品M 征收的税率为P %(即每百元征收P 元)时,每年的销售量减少10P 万件,据此,问:(1)若税务部门对商品M 每年所收税金不少于96万元,求P 的取值范围;(2)在所收税金不少于96万元的前提下,要让厂家获得最大的销售金额,应如何确定P 值;(3)若仅考虑每年税收金额最高,又应如何确定P 值.解 税率为P %时,销售量为(80-10P )万件,即销售额为y 1=80(80-10P ),税金为y 2=80(80-10P )·P %,其中0<P <8.(1)由⎩⎨⎧80(80-10P )·P %≥96,0<P <8,解得2≤P ≤6.(2)∵y 1=80(80-10P )(2≤P ≤6),∴当P =2时,y 1取最大值,为4 800万元.(3)∵0<P <8,y 2=80(80-10P )·P %=-8(P -4)2+128,∴当P =4时,国家所得税收金额最高为128万元.。
一元二次不等式经典练习及答案详解
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[基础巩固]1.不等式x -2x -1≥0的解集是( ) A .{x |x ≥2}B .{x |x ≤1或x >2}C .{x |x <1}D .{x |x <1或x ≥2}解析 原不等式可化为⎩⎪⎨⎪⎧(x -2)(x -1)≥0,x -1≠0, ∴x ≥2或x <1,故原不等式的解集为{x |x <1或x ≥2}.答案 D2.若x 2-2ax +2≥0在R 上恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .-2<a ≤ 2B .-2<a < 2C .-2≤a < 2D .-2≤a ≤ 2解析 Δ=(-2a )2-4×1×2≤0,∴-2≤a ≤ 2.答案 D3.某产品的总成本y (万元)与产量x (台)之间的函数关系式为y =3000+20x -0.1x 2(0<x <240,x ∈N ),若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是( )A .100台B .120台C .150台D .180台解析 3000+20x -0.1x 2≤25x ⇔x 2+50x -30 000≥0,解得x ≤-200(舍去)或x ≥150. 答案 C4.不等式1x -1≥-1的解集是________. 解析 1x -1≥-1⇔1x -1+1≥0⇔x x -1≥0⇔⎩⎪⎨⎪⎧x (x -1)≥0,x -1≠0, ∴不等式的解集是{x |x ≤0或x >1}.答案 {x |x ≤0或x >1}5.若不等式x 2-4x +3m <0的解集为空集,则实数m 的取值范围是________.解析 由题意,知x 2-4x +3m ≥0对一切实数x 恒成立,所以Δ=(-4)2-4×3m ≤0,解得m ≥43. 答案 m ≥436.某工厂生产商品M ,若每件定价80元,则每年可销售80万件,税务部门对市场销售的商品要征收附加税.为了既增加国家收入,又有利于市场活跃,必须合理确定征收的税率.据市场调查,若政府对商品M 征收的税率为P %(即每百元征收P 元)时,每年的销售量减少10P 万件.(1)若税务部门对商品M 每年所收税金不少于96万元,求P 的范围;(2)在所收税金不少于96万元的前提下,要让厂家获得最大的销售金额,应如何确定P 值?(3)若仅考虑每年税收金额最高,又应如何确定P 值?解析 税率为P %时,销售量为(80-10P )万件,即f (P )=80(80-10P ),税金为80(80-10P )·P %,其中0<P <8.(1)由⎩⎪⎨⎪⎧80(80-10P )·P %≥96,0<P <8,解得2≤P ≤6. 故P 的范围为2≤P ≤6.(2)设销售金额为S ,则S =80(80-10P )(2≤P ≤6)为减函数,∴当P =2时,厂家获得最大的销售金额为4800万元.(3)∵0<P <8,设税收金额为G ,则G =80(80-10P )·P %=-8(P -4)2+128,∴当P =4时,国家所得税金最高,为128万元.[能力提升]7.(多选)若命题“存在实数x ,使得(a -2)x 2+2(a -2)x -4≥0成立”是假命题,则实数a 可以是( )A .-2B .-1C .1D .2解析 命题“存在实数x ,使得(a -2)x 2+2(a -2)x -4≥0成立”是假命题,则其否定为“∀实数x ,使得(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0成立”是真命题,当a =2时,原不等式化为-4<0恒成立;当a ≠2时,则⎩⎪⎨⎪⎧a -2<0Δ=4(a -2)2+16(a -2)<0, 解得-2<a <2.综上,实数a 的取值范围是-2<a ≤2.故选B 、C 、D.答案 BCD8.在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于300 m 2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( )A .{x |15≤x ≤30}B .{x |12≤x ≤25}C .{x |10≤x ≤30}D .{x |20≤x ≤30} 解析 设矩形的另一边长为y m ,则由三角形相似知,x 40=40-y 40, ∴y =40-x ,∵xy ≥300,∴x (40-x )≥300,∴x 2-40x +300≤0,∴10≤x ≤30.答案 C9.若集合A ={x |ax 2-ax +1<0}=∅,则实数a 的值的集合为________.解析 (1)当a =0时,满足题意.(2)当a ≠0时,应满足⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ≤0, 解得0<a ≤4.综上可知,a 值的集合为{a |0≤a ≤4}.答案 {a |0≤a ≤4}10.关于x 的方程x 2-2(m +2)x +m 2-1=0.(1)m 为何实数时,方程有两正实数根?(2)m 为何实数时,方程有一正实数根、一负实数根?解析 解法一 (1)由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=b 2-4ac =4(m +2)2-4(m 2-1)≥0,x 1+x 2=2(m +2)>0,x 1x 2=m 2-1>0,解得-54≤m <-1或m >1, 即m 的取值范围是-54≤m <-1或m >1. (2)由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,x 1x 2=m 2-1<0, 解得-1<m <1.所以m 的取值范围是-1<m <1.解法二 (1)设y =x 2-2(m +2)x +m 2-1,因为方程有两正实数根,所以函数图象如图甲所示,则应满足⎩⎪⎨⎪⎧ Δ≥0,-b 2a =m +2>0,m 2-1>0,解得m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |-54≤m <-1,或m >1.甲 乙(2)因为方程有一正实数根、一负实数根,则函数图象如图乙,由题意知,满足f (0)<0⇒m 的取值范围是{m |-1<m <1}.[探索创新]11.某热带风暴中心B 位于海港城市A 南偏东60°的方向,与A 市相距400 km ,该热带风暴中心B 以40 km/h 的速度向正北方向移动,影响范围的半径是350 km.问:从此时起,经多少时间后A 市将受热带风暴影响,大约受影响多长时间?解析 如图,以A 市为原点,正东方向为x 轴建立直角坐标系.∵AB =400,∠BAx =30°,∴台风中心B 的坐标为(2003,-200),x h 后台风中心B 到达点P (2003,40x -200)处.由已知,A 市受台风影响时,有AP ≤350,即(2003)2+(40x -200)2≤3502,整理得16x 2-160x +375≤0,解这个不等式得,3.75≤x ≤6.25,A 市受台风影响的时间为6.25-3.75=2.5(h).故在3.75 h 后,A 市会受到台风的影响,时间长达2.5 h.。
一元二次不等式及解法作业(含答案)精选全文
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可编辑修改精选全文完整版 一元二次不等式及其解法 一、选择题 1.不等式(x +5)(3-2x )≥6的解集是 ( )A.{x |x ≤-1或x ≥92}B.{x|-1≤x ≤92}C.{x |x ≤-92或x ≥1}D.{x |-92≤x ≤1}解析:因为不等式(x +5)(3-2x )≥6可化为2x 2+7x -9≤0,而2x 2+7x -9=0的两根为x 1=-92,x 2=1,所以函数f (x )=2x 2+7x -9与x 轴的交点为(-92,0),(1,0),又函数f (x )=2x 2+7x -9的图象开口向上,所以不等式(x +5)·(3-2x )≥6的解集是{x |-92≤x ≤1}.答案:D 2.设A ={x |x 2-2x -3>0},B ={x |x 2+ax +b ≤0},若A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则a +b 等于 ( )A.7B.-1C.1D.-7解析:A =(-∞,-1)∪(3,+∞),∵A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则B =[-1,4],∴a =-(-1+4)=-3,b =-1×4=-4,∴a +b =-7.答案:D3.若ax 2+x +a <0的解集为∅,则实数a 取值范围 ( )A.a ≥12B.a <12C.-12≤a ≤12D.a ≤-12或a ≥12解析:∵ax 2+x +a <0的解集为∅,01,.02a a >⎧∴∴⎨⎩≤≤答案:A 4.不等式12+-x x ≤0的解集是( ) A.(-∞,-1)∪(-1,2] B.[-1,2] C.(-∞,-1)∪[2,+∞)D.(-1,2]解析:由,012≤+-x x 得⎩⎨⎧≠+≤+-.01,0)1)(2(x x x 所以不等式的解集为(-1,2].答案:D5.不等式|x 2-x|<2的解集为 ( )A.(-1,2)B.(-1,1)C.(-2,1)D.(-2,2)解析:∵|x 2-x|<2,∴-2<x 2-x <2,即⎪⎩⎪⎨⎧<-->+-2.02,022x x x x 解得⎩⎨⎧<<-∈,21,x R x ∴x ∈(-1,2),故选A. 答案:A6.已知集合A ={x|3x-2-x 2<0},B ={x|x-a <0},且BA ,则实数a 的取值范围是( )A.a ≤1B.1<a ≤2C.a >2D.a ≤2解析:不等式3x-2-x 2<0化为x 2-3x+2>0⇒x >2或x <1,由不等式x-a <0,得x <a.要使B A,则a ≤1.答案:A二、填空题7.若关于x 的方程x 2+ax +a 2-1=0有一正根和一负根,则a 的取值范围为 .解析:令f (x )=x 2+ax +a 2-1,∴二次函数开口向上,若方程有一正一负根,则只需f (0)<0,即a 2-1<0,∴-1<a <1.答案:-1<a <18.不等式21213≤+-x x 的解集为__________________. 解析: x x x x x x x x x x x x x ⇔≤-+⇔≤-+⇔-≤+-⇔≤⇔≤-+-+-0)1)(3(03211322212221313∈(-∞,-3]∪(0,1].答案:(-∞,-3]∪(0,1]三、解答题1. 已知关于x 的二次方程x 2+2mx +2m +1=0.(1)若方程有两根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求m 的范围.(2)若方程两根均在区间(0,1)内,求m 的范围.解:(1)条件说明抛物线f (x )=x 2+2mx +2m +1与x 轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,画出示意图,得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧->-<∈-<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+=<+=>=-<+=65,21,21056)2(,024)1(,02)1(,012)0(m m R m m m f m f f m f ∴2165-<<-m . (2)据抛物线与x 轴交点落在区间(0,1)内,列不等式组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-<≥∆>>10,0,0)1(,0)0(m f f ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<<--≤+≥->->⇒.01,2121,21,21m m m m m 或(这里0<-m <1是因为对称轴x =-m 应在区间(0,1) 2、已知2()2(2)4f x x a x =+-+,(1)如果对一切x R ∈,()0f x >恒成立,求实数a 的取值范围; (2)如果对[3,1]x ∈-,()0f x >恒成立,求实数a 的取值范围.解:(1)24(2)16004a a ∆=--<⇒<<;(2)(2)3(3)0a f --<-⎧⎨->⎩或3(2)10a -≤--≤⎧⎨∆<⎩或(2)1(1)0a f -->⎧⎨>⎩, 解得a φ∈或14a ≤<或112a -<<,∴a 的取值范围为1(,4)2-. 3.已知二次函数2()f x ax bx c =++的图象过点(1,0)-,问是否存在常数,,a b c ,使不等式21()(1)2x f x x ≤≤+对一切x R ∈都成立?解:假设存在常数,,a b c 满足题意,∵()f x 的图象过点(1,0)-,∴(1)0f a b c -=-+= ① 又∵不等式21()(1)2x f x x ≤≤+对一切x R ∈都成立,∴当1x =时,211(1)(11)2f ≤≤+,即11a b c ≤++≤,∴1a b c ++= ② 由①②可得:11,22a c b +==,∴211()()22f x ax x a =++-, 由21()(1)2x f x x ≤≤+对一切x R ∈都成立得:22111()(1)222x ax x a x ≤++-≤+恒成立, ∴2211()022(21)20ax x a a x x a ⎧-+-≥⎪⎨⎪-+-≤⎩的解集为R ,∴0114()042a a a >⎧⎪⎨--≤⎪⎩且21018(21)0a a a -<⎧⎨+-≤⎩,即20(14)0a a >⎧⎨-≤⎩且212(14)0a a ⎧<⎪⎨⎪-≤⎩∴14a =,∴14c =, ∴存在常数111,,424a b c ===使不等式21()(1)2x f x x ≤≤+对一切x R ∈都成立。
(完整版)一元二次不等式的经典例题及详解
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一元二次不等式专题练习例1 解不等式:(1)015223>--x x x ;(2)0)2()5)(4(32<-++x x x .例2 解下列分式不等式:(1)22123+-≤-x x (2)12731422<+-+-x x x x例3 解不等式242+<-x x例4 解不等式04125622<-++-x x x x . 例5 解不等式x x x x x <-+-+222322. 例6 设R m ∈,解关于x 的不等式03222<-+mx x m .例7 解关于x 的不等式)0(122>->-a x a ax . 例8 解不等式331042<--x x .例9 解关于x 的不等式0)(322>++-a x a a x .例10 已知不等式02>++c bx ax 的解集是{})0(><<αβαx x .求不等式02>++a bx cx 的解集. 例11 若不等式1122+--<++-x x b x x x a x 的解为)1()31(∞+-∞,, ,求a 、b 的值. 例12不等式022<-+bx ax 的解集为{}21<<-x x ,求a 与b 的值. 例13解关于x 的不等式01)1(2<++-x a ax . 例14 解不等式x x x ->--81032.例1解:(1)原不等式可化为0)3)(52(>-+x x x把方程0)3)(52(=-+x x x 的三个根3,25,0321=-==x x x 顺次标上数轴.然后从右上开始画线顺次经过三个根,其解集如下图的阴影部分.∴原不等式解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧><<-3025x x x 或(2)原不等式等价于⎩⎨⎧>-<-≠⇔⎩⎨⎧>-+≠+⇔>-++2450)2)(4(050)2()5)(4(32x x x x x x x x x 或 ∴原不等式解集为{}2455>-<<--<x x x x 或或说明:用“穿根法”解不等式时应注意:①各一次项中x 的系数必为正;②对于偶次或奇次重根可转化为不含重根的不等式,也可直接用“穿根法",但注意“奇穿偶不穿”,其法如下图.分析:当分式不等式化为)0(0)()(≤<或x g x f 时,要注意它的等价变形 ①0)()(0)()(<⋅⇔<x g x f x g x f ②0)()(0)(0)()(0)(0)()(0)()(<⋅=⇔≤⎩⎨⎧≠≤⋅⇔≤x g x f x f x g x f x g x g x f x g x f 或或例2(1)解:原不等式等价于⎩⎨⎧≠-+≥+-+-⇔≥+-+-⇔≤+-++-⇔≤+---+⇔≤+--⇔+≤-0)2)(2(0)2)(2)(1)(6(0)2)(2()1)(6(0)2)(2(650)2)(2()2()2(302232232x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xx x x x用“穿根法”∴原不等式解集为[)[)+∞⋃-⋃--∞,62,1)2,(。
一元二次不等式基础题50道加解析
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一元二次不等式基础题50道加解析一元二次不等式是一种常见的数学问题,涉及到一元二次方程的不等式关系。
解一元二次不等式的方法主要有图像法、代入法和配方法等。
下面将给出50道关于一元二次不等式的基础题目及解析,帮助读者巩固和加深对一元二次不等式的理解和应用。
一、图像法1.解不等式x^2-4x+3>0解析:首先求出方程x^2-4x+3=0的根,可以通过求解二次方程或配方法得到x=1和x=3。
然后画出函数y=x^2-4x+3的图像,可知该图像开口向上,且在x=1和x=3两点处与x轴相交。
根据图像的性质,可知不等式x^2-4x+3>0的解集为x∈(-∞,1)∪(3,+∞)。
2.解不等式2x^2-5x+2<0解析:首先求出方程2x^2-5x+2=0的根,可以通过求解二次方程或配方法得到x=0.5和x=2。
然后画出函数y=2x^2-5x+2的图像,可知该图像开口向上,且在x=0.5和x=2两点处与x轴相交。
根据图像的性质,可知不等式2x^2-5x+2<0的解集为x∈(0.5,2)。
二、代入法3.求解不等式x^2-6x+8>0解析:将不等式中的x^2-6x+8替换为一个符号t,得到t>0。
然后求解t>0的解集,可以得到t∈(-∞,∞)。
最后将t的解集转换回x 的解集,即x^2-6x+8>0的解集为x∈(-∞,∞)。
4.求解不等式x^2+5x+6≤0解析:将不等式中的x^2+5x+6替换为一个符号t,得到t≤0。
然后求解t≤0的解集,可以得到t∈(-∞,0]。
最后将t的解集转换回x 的解集,即x^2+5x+6≤0的解集为x∈[-3,-2]。
三、配方法5.求解不等式x^2-4x+3≥0解析:首先求出方程x^2-4x+3=0的根,可以通过求解二次方程或配方法得到x=1和x=3。
然后将不等式x^2-4x+3≥0转换为(x-1)(x-3)≥0的形式。
根据配方法,可知x-1和x-3的符号相同,且不等式的解集为x∈(-∞,1]∪[3,+∞)。
一元二次不等式及其解法专题讲解及练习(含答案)
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一元二次不等式及其解法. 一元二次不等式的解法(1)将不等式的右边化为零,左边化为二次项系数大于零的不等式ax 2+bx +c >0 (a >0)或ax 2+bx +c <0 (a >0).(2)求出相应的一元二次方程的根.(3)利用二次函数的图象与x 轴的交点确定一元二次不等式的解集. 2. 一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系如下表:题型一 一元二次不等式的解法例1 已知不等式ax 2-3x +6>4的解集为{x |x <1或x >b }.(1)求a ,b 的值;(2)解不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0.解 (1)因为不等式ax 2-3x +6>4的解集为{x |x <1或x >b },所以x 1=1与x 2=b 是方程ax 2-3x +2=0的两个实数根,b >1且a >0.由根与系数的关系,得⎩⎨⎧1+b =3a,1×b =2a. 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2.(2)不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0,即x 2-(2+c )x +2c <0,即(x -2)(x -c )<0. 当c >2时,不等式(x -2)(x -c )<0的解集为{x |2<x <c }; 当c <2时,不等式(x -2)(x -c )<0的解集为{x |c <x <2};当c =2时,不等式(x -2)(x -c )<0的解集为∅.所以,当c >2时,不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0的解集为{x |2<x <c }; 当c <2时,不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0的解集为{x |c <x <2}; 当c =2时,不等式ax 2-(ac +b )x +bc <0的解集为∅.(1)不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |2<x <3},则不等式ax 2-bx +c >0的解集为________.(2)解关于x 的不等式ax 2-2≥2x -ax (a ∈R ). (1)答案 {x |-3<x <-2}解析 令f (x )=ax 2+bx +c ,则f (-x )=ax 2-bx +c ,结合图象,可得ax 2-bx +c >0的解集为{x |-3<x <-2}.(2)解 原不等式可化为ax 2+(a -2)x -2≥0⇒(ax -2)(x +1)≥0. ①当a =0时,原不等式化为x +1≤0⇒x ≤-1.②当a >0时,原不等式化为⎝⎛⎭⎫x -2a (x +1)≥0⇒x ≥2a 或x ≤-1. ③当a <0时,原不等式化为⎝⎛⎭⎫x -2a (x +1)≤0. 当2a >-1,即a <-2时,原不等式等价于-1≤x ≤2a ; 当2a =-1,即a =-2时,原不等式等价于x =-1; 当2a <-1,即a >-2,原不等式等价于2a ≤x ≤-1. 综上所述,当a <-2时,原不等式的解集为⎣⎡⎦⎤-1,2a ; 当a =-2时,原不等式的解集为{-1}; 当-2<a <0时,原不等式的解集为⎣⎡⎦⎤2a ,-1; 当a =0时,原不等式的解集为(-∞,-1];当a >0时,原不等式的解集为(-∞,-1]∪⎣⎡⎭⎫2a ,+∞.练习题1. 不等式x 2<1的解集为________.答案 {x |-1<x <1}解析 x 2<1,则-1<x <1,∴不等式的解集为{x |-1<x <1}. 2. 函数y =x 2+x -12的定义域是____________.答案 (-∞,-4]∪[3,+∞)解析 由x 2+x -12≥0得(x -3)(x +4)≥0,∴x ≤-4或x ≥3. 3. 已知不等式x 2-2x +k 2-1>0对一切实数x 恒成立,则实数k 的取值范围为__________.答案 (-∞,-2)∪(2,+∞)解析 由题意,知Δ=4-4×1×(k 2-1)<0,即k 2>2,∴k >2或k <- 2. 4. (2012·重庆)不等式x -12x +1≤0的解集为( )A.⎝⎛⎦⎤-12,1B.⎣⎡⎦⎤-12,1C.⎝⎛⎭⎫-∞,-12∪[1,+∞)D.⎝⎛⎦⎤-∞,-12∪[1,+∞) 解析 x -12x +1≤0等价于不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x -1≤0,2x +1>0,①或⎩⎪⎨⎪⎧x -1≥0,2x +1<0.②解①得-12<x ≤1,解②得x ∈∅,∴原不等式的解集为⎝⎛⎦⎤-12,1. 5.若不等式ax 2+bx -2<0的解集为{x |-2<x <14},则ab 等于( )A .-28B .-26C .28D .26答案 C 解析 由已知得⎩⎨⎧-2+14=-ba-2×14=-2a,∴a =4,b =7,∴ab =28.5. 不等式x -3x +2<0的解集为解析 不等式x -3x +2<0可转化为(x +2)(x -3)<0,解得-2<x <3.6. 已知不等式ax 2-bx -1≥0的解集是⎣⎡⎦⎤-12,-13,则不等式x 2-bx -a <0的解集是 解析 由题意知-12,-13是方程ax 2-bx -1=0的根,所以由根与系数的关系得-12+⎝⎛⎭⎫-13=b a ,-12×⎝⎛⎭⎫-13=-1a.解得a =-6,b =5,不等式x 2-bx -a <0即为x 2-5x +6<0,解集为(2,3).7. 若集合A ={x |ax 2-ax +1<0}=∅,则实数a 的值的集合是解析 由题意知a =0时,满足条件.a ≠0时,由⎩⎪⎨⎪⎧a >0Δ=a 2-4a ≤0得0<a ≤4,所以0≤a ≤4. 8. 已知关于x 的不等式ax -1x +1<0的解集是(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞,则a =________. 答案 -2解析 由于不等式ax -1x +1<0的解集是(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞,故-12应是ax -1=0的根,∴a =-2.9. (江西)不等式x 2-9x -2>0的解集是________.答案 {x |-3<x <2或x >3}解析 利用“穿根法”求解.不等式可化为(x -3)(x +3)x -2>0,即(x -3)(x +3)(x -2)>0,利用数轴穿根法可知,不等式的解集为{x |-3<x <2或x >3}. 10. 若关于x 的不等式ax 2-6x +a 2<0的解集是(1,m ),则m =________.答案 2解析 根据不等式与方程之间的关系知1为方程ax 2-6x +a 2=0的一个根,即a 2+a -6=0,解得a =2或a =-3,当a =2时,不等式ax 2-6x +a 2<0的解集是(1,2),符合要求;当a =-3时,不等式ax 2-6x +a 2<0的解集是(-∞,-3)∪(1,+∞),不符合要求,舍去.故m =2.11. 求不等式12x 2-ax >a 2 (a ∈R )的解集.解 原不等式可化为(3x -a )(4x +a )>0. 当a >0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-a 4或x >a 3;当a =0时,不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠0}; 当a <0时,不等式的解集为{x |x <a 3或x >-a4}.。
高中数学第二章一元二次函数方程和不等式知识点总结归纳完整版(带答案)
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高中数学第二章一元二次函数方程和不等式知识点总结归纳完整版单选题1、已知a,b 为正实数且a +b =2,则ba +2b 的最小值为( ) A .32B .√2+1C .52D .3 答案:D分析:由题知ba +2b =2(1a +1b )−1,再结合基本不等式求解即可.解:因为a,b 为正实数且a +b =2, 所以b =2−a , 所以,ba +2b =2−a a +2b =2a +2b −1=2(1a +1b )−1因为2a +2b =2(1a +1b )=(a +b )(1a +1b )=2+ba +ab ≥2+2=4,当且仅当a =b =1时等号成立; 所以ba +2b =2−a a+2b =2a +2b −1≥3,当且仅当a =b =1时等号成立;故选:D2、已知正数x ,y 满足2x+3y+13x+y=1,则x +y 的最小值( )A .3+2√24B .3+√24C .3+2√28D .3+√28答案:A分析:利用换元法和基本不等式即可求解. 令x +3y =m ,3x +y =n ,则2m +1n =1, 即m +n =(x +3y )+(3x +y )=4(x +y ), ∴x +y =m+n 4=(m 4+n 4)(2m +1n )=12+m 4n +2n 4m +14≥2√m 4n ⋅2n 4m +34=2×2√2+34=2√2+34, 当且仅当m4n =2n4m ,即m =2+√2,n =√2+1时,等号成立, 故选:A.3、已知关于x 的不等式(2a +3m )x 2−(b −3m )x −1>0(a >0,b >0)的解集为(−∞,−1)∪(12,+∞),则下列结论错误的是()A.2a+b=1B.ab的最大值为18C.1a +2b的最小值为4D.1a+1b的最小值为3+2√2答案:C分析:根据不等式的解集与方程根的关系,结合韦达定理,求得2a+3m=2,b−3m=−1,可判定A正确;结合基本不等式和“1”的代换,可判断B正确,C错误,D正确.由题意,不等式(2a+3m)x2−(b−3m)x−1>0的解集为(−∞,−1]∪[12,+∞),可得2a+3m>0,且方程(2a+3m)x2−(b−3m)x−1=0的两根为−1和12,所以{−1+12=b−3m2a+3m−1×12=−12a+3m,所以2a+3m=2,b−3m=−1,所以2a+b=1,所以A正确;因为a>0,b>0,所以2a+b=1≥2√2ab,可得ab≤18,当且仅当2a=b=12时取等号,所以ab的最大值为18,所以B正确;由1a +2b=(1a+2b)(2a+b)=4+ba+4ab≥4+2√ba⋅4ab=4+4=8,当且仅当ba =4ab时,即2a=b=12时取等号,所以1a+2b的最小值为8,所以C错误;由1a +1b=(1a+1b)(2a+b)=3+ba+2ab≥3+2√ba⋅2ab=3+√2,当且仅当ba =2ab时,即b=√2a时,等号成立,所以1a +1b的最小值为3+2√2,所以D正确.故选:C.4、已知a=√2,b=√7−√3,c=√6−√2,则a,b,c的大小关系为()A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.c>b>a答案:B分析:通过作差法,a−b=√2+√3−√7,确定符号,排除D选项;通过作差法,a−c=2√2−√6,确定符号,排除C选项;通过作差法,b−c=(√7+√2)−(√6+√3),确定符号,排除A选项;由a−b=√2+√3−√7,且(√2+√3)2=5+2√6>7,故a>b;由a−c=2√2−√6且(2√2)2=8>6,故a>c;b−c=(√7+√2)−(√6+√3)且(√6+√3)2=9+2√18>9+2√14=(√7+√2)2,故c>b.所以a>c>b,故选:B.5、要使关于x的方程x2+(a2−1)x+a−2=0的一根比1大且另一根比1小,则实数a的取值范围是()A.{a|−1<a<2}B.{a|−2<a<1}C.{a|a<−2}D.{a|a>1}答案:B分析:根据二次方程根的分布可得出关于实数a的不等式,由此可解得实数a的取值范围.由题意可得1+(a2−1)+a−2=a2+a−2<0,解得−2<a<1.故选:B.6、若x<0,则x+14x−2有()A.最小值−1B.最小值−3C.最大值−1D.最大值−3答案:D分析:根据基本不等式,首先取相反数,再尝试取等号,可得答案.因为x<0,所以x+14x −2=−(−x+1−4x)−2≤−2√−x⋅1−4x−2=−3,当且仅当−x=1−4x,即x=−12时等号成立,故x+14x−2有最大值−3.故选:D.7、若a>b>0,则下列不等式中一定成立的是()A.ba >b+1a+1B.a+1a>b+1bC.a+1b>b+1aD.2a+ba+2b>ab答案:C分析:根据不等式的性质,对选项逐一判断对于A,ba −b+1a+1=b−aa(a+1),因为a>b>0,故ba−b+1a+1=b−aa(a+1)<0,即ba<b+1a+1,故A错;对于B,a+1a −(b+1b)=(a−b)(1−1ab)不确定符号,取a=1,b=12则a+1a<b+1b,故B错误;对于C,a+1b −(b+1a)=(a−b)(1+1ab),因为a>b>0,故a+1b −(b+1a)=(a−b)(1+1ab)>0,即a+1b>b+1a,故C正确;对于D,2a+ba+2b −ab=(b+a)(b−a)(a+2b)b,因为a>b>0,故2a+ba+2b −ab=(b+a)(b−a)(a+2b)b<0,即2a+ba+2b<ab,故D错误.故选:C8、设a<b<0,则下列不等式中不一定正确的是()A.2a >2bB.ac<bc C.|a|>-b D.√−a>√−b答案:B分析:利用不等式的性质对四个选项一一验证:对于A,利用不等式的可乘性进行证明;对于B,利用不等式的可乘性进行判断;对于C,直接证明;对于D,由开方性质进行证明.对于A,因为a<b<0,所以2ab >0,对a<b同乘以2ab,则有2a>2b,故A成立;对于B,当c>0时选项B成立,其余情况不成立,则选项B不成立;对于C,|a|=-a>-b,则选项C成立;对于D,由-a>-b>0,可得√−a>√−b,则选项D成立.故选:B多选题9、若a>1,b<2,则()A.a−b>−1B.(a−1)(b−2)<0C .a +1a−1的最小值为2D .12−b≥b答案:ABD分析:利用不等式的性质可判断ABD 选项;利用基本不等式可判断C 选项. 因为b <2,所以−b >−2,又a >1,所以a −b >−1,A 正确;因为a >1,b <2,则a −1>0,b −2<0,所以(a −1)(b −2)<0,B 正确; 因为a >1,所以a −1>0,所以a +1a−1=a −1+1a−1+1≥2√(a −1)⋅1a−1+1=3, 当且仅当a =2时,等号成立,C 不正确;因为b <2,则b (b −2)+1=(b −1)2≥0,所以,b (2−b )≤1, 因为2−b >0,所以12−b≥b ,D 正确.故选:ABD.10、已知不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x|−12<x <2},则下列结论正确的是( ) A .a >0B .b >0C .c >0D .a +b +c >0 答案:BCD分析:对A ,根据一元二次方程与一元二次函数的关系即可判断;对B ,C ,利用韦达定理即可判断;对D ,根据韦达定理以及b >0,即可求解.解:对A ,∵不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x|−12<x <2}, 故相应的二次函数y =ax 2+bx +c 的图象开口向下, 即a <0,故A 错误;对B ,C ,由题意知: 2和−12是关于x 的方程ax 2+bx +c =0的两个根, 则有ca =2×(−12)=−1<0,−ba =2+(−12)=32>0, 又∵a <0,故b >0,c >0,故B ,C 正确; 对D ,∵c a =−1, ∴a +c =0, 又∵b >0,∴a+b+c>0,故D正确.故选:BCD.11、《几何原本》中的几何代数法(以几何方法研究代数问题)成为了后世数学家处理问题的重要依据.通过这一原理,很多代数的公理或定理都能够通过图形实现证明.如图,在AB上取一点C,使得AC=a,BC=b,过点C作CD⊥AB交以AB为直径,O为圆心的半圆周于点D,连接.下面不能由OD≥CD直接证明的不等式为()A.√ab≤a+b2(a>0,b>0)B.√ab≥2aba+b(a>0,b>0)C.a2+b2≥2ab(a>0,b>0)D.a+b2≤a2+b22(a>0,b>0)答案:BCD解析:由AC=a,BC=b,得到OD=12(a+b),然后利用射影定理得到CD2=ab判断. 因为AC=a,BC=b,所以OD=12(a+b),因为∠ADB=90∘,所以由射影定理得CD2=ab,因为OD≥CD,所以√ab≤a+b2,当且仅当a=b时取等号,故选:BCD12、若1≤x≤3≤y≤5,则()A.4≤x+y≤8B.x+y+1x +16y的最小值为10C.−2≤x−y≤0D.(x+1y )(y+4x)的最小值为9OD答案:AB分析:根据不等式的基本性质和基本不等式进行求解判断即可.因为1≤x ≤3≤y ≤5,所以4≤x +y ≤8,−4≤x −y ≤0,故A 正确,C 错误; 因为x +y +1x +16y=x +1x +y +16y≥2√x ⋅1x +2√y ⋅16y=10,当且仅当x =1,y =4时,等号成立,所以x +y +1x +16y的最小值为10,因此B 正确;因为(x +1y )(y +4x )=xy +4xy +5≥2√4+5=9,当且仅当xy =2时,等号成立,但1≤x ≤3≤y ≤5,xy 取不到2,所以(x +1y )(y +4x )的最小值不是9,因此D 不正确, 故选:AB13、若a <b <0,则下列不等式恒成立的是( ) A .1a−b <1a B .1|a |>1|b |C .(a +1b )2>(b +1a )2D .(a +1a )2>(b +1b )2答案:AC分析:根据作差法比较大小或者取特殊值举反例即可. 对于A 选项, 由于a <b <0,故a −b <0,所以1a−b −1a =a−(a−b )a (a−b )=b a (a−b )<0, 即1a−b <1a ,故A 选项正确; 对于B 选项, 由于a <b <0,故a −b <0, 1|a|−1|b|=|b |−|a ||a ||b |=a−b |a ||b |<0,故1|a|<1|b |,故B 选项错误;对于C 选项, 因为a <b <0,故0>1a >1b ,所以0>b +1a >a +1b ,所以(a +1b )2>(b +1a )2,故C 选项正确; 对于D 选项,令a =−2,b =−12,则a +1a =b +1b =−52,所以(a +1a )2>(b +1b )2不成立,故D 选项错误;故选:AC小提示:本题考查不等式的性质,作差法比较大小,考查运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于利用不等式的性质或者作差法比较大小,进而判断. 填空题14、不等式ax 2+x +1>0的解集为(m,1),则m =__________. 答案:−12##−0.5分析:利用一元二次方程根与系数的关系可求得m 的值.由已知,关于x 的二次方程ax 2+x +1=0的两根分别为m 、1,且a <0, 所以,{a +2=01⋅m =1a,解得{a =−2m =−12.所以答案是:−12.15、函数y =2√x 2+1的最小值是___________.答案:4分析:根据基本不等式可求出结果. 令t =√x 2+1≥1,则y =2√x 2+1=t +4t≥4,当且仅当t =2,即x =±√3时,y min =4.所以函数y =2√x 2+1的最小值是4.所以答案是:4小提示:易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件: (1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方. 16、已知a >0,b >0,且ab =1,则12a+12b+8a+b的最小值为_________.答案:4分析:根据已知条件,将所求的式子化为a+b 2+8a+b ,利用基本不等式即可求解. ∵a >0,b >0,∴a +b >0,ab =1,∴12a+12b +8a+b=ab 2a+ab 2b+8a+b=a+b 2+8a+b ≥2√a+b 2×8a+b =4,当且仅当a +b =4时取等号,结合ab =1,解得a =2−√3,b =2+√3,或a =2+√3,b =2−√3时,等号成立. 所以答案是:4小提示:本题考查应用基本不等式求最值,“1”的合理变换是解题的关键,属于基础题. 解答题17、如图,动物园要以墙体为背面,用钢筋网围成四间具有相同面积的矩形虎笼.(1)现有可围36m 长钢筋网的材料,每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使每间虎笼的面积最大?(2)若每间虎笼的面积为20m 2,则每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小? 答案:(1)长为92m ,宽为185m(2)长为5m ,宽为4m分析:(1)设每间老虎笼的长为xm ,宽为ym ,则每间老虎笼的面积为S =xy ,可得出4x +5y =36,利用基本不等式可求得S 的最大值,利用等号成立的条件求出x 、y 的值,即可得出结论;(2)设每间老虎笼的长为xm ,宽为ym ,则xy =20,利用基本不等式可求得钢筋网总长4x +5y 的最小值,利用等号成立的条件求出x 、y 的值,即可得出结论. (1)解:设每间老虎笼的长为xm ,宽为ym ,则每间老虎笼的面积为S =xy , 由已知可得4x +5y =36,由基本不等式可得S =xy =120⋅4x ⋅5y ≤120×(4x+5y 2)2=815(m 2),当且仅当{4x =5y4x +5y =36,即当{x =92y =185时,等号成立, 因此,每间虎笼的长为92m ,宽为185m 时,可使得每间虎笼的面积最大. (2)解:设每间老虎笼的长为xm ,宽为ym ,则xy =20, 钢筋网总长为4x +5y ≥2√20xy =40(m ),当且仅当{4x =5y xy =20,即当{x =5y =4时,等号成立,因此,每间虎笼的长为5m ,宽为4m 时,可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小. 18、实数a 、b 满足−3≤a +b ≤2,−1≤a −b ≤4. (1)求实数a 、b 的取值范围; (2)求3a −2b 的取值范围. 答案:(1)a ∈[−2,3],b ∈[−72,32](2)[−4,11]分析:(1)由a =12[(a +b )+(a −b )],b =12[(a +b )−(a −b )]根据不等式的性质计算可得;(2)求出3a −2b =12(a +b)+52(a −b),再利用不等式的性质得解. (1)解:由−3≤a +b ≤2,−1≤a −b ≤4,则a =12[(a +b )+(a −b )],所以−4≤(a +b )+(a −b )≤6,所以−2≤12[(a +b )+(a −b )]≤3,即−2≤a ≤3,即实数a 的取值范围为[−2,3]. 因为b =12[(a +b )−(a −b )], 由−1≤a −b ≤4,所以−4≤b −a ≤1,所以−7≤(a +b )−(a −b )≤3, 所以−72≤12[(a +b )−(a −b )]≤32, ∴−72≤b ≤32,即实数b 的取值范围为[−72,32].(2)解:设3a −2b =m (a +b )+n (a −b )=(m +n )a +(m −n )b , 则{m +n =3m −n =−2,解得{m =12n =52,∴3a−2b=12(a+b)+52(a−b),∵−3≤a+b≤2,−1≤a−b≤4.∴−32≤12(a+b)≤1,−52≤52(a−b)≤10,∴−4≤3a−2b≤11,即3a−2b的取值范围为[−4,11].。
一元二次不等式知识点讲解及习题
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一元二次不等式知识点讲解及习题第二节:一元二次不等式1、概念:形如(其中a不等于0)的不等式叫做一元二次不等式;2、解集的求法:求一般的一元二次不等式的解集,我们可以由二次函数的零点与相应一元二次方程的根的关系,先求出一元二次方程的= 0的根,再根据函数图像与x 轴的相关位置确定一元二次不等式的解集。
3、列表如下:3、一元二次不等式解法的逆向思维:给出了一元二次不等式的解集,则可知a的符号和方程的两根,由韦达定理可知a,b,c之间的关系。
4、含有参数的不等式的解法:解含有参数的一元二次型的不等式。
(1)要以二次项系数与零的大小作为分类标准进行讨论。
(跟踪训练)(1)- x2+4x-5>0 (2)9 x2-6x+1>0(3) -3x2-2x+8≤0(不等式恒成立问题)例2、(1)3x2+x-4>0 (2) x2+2x+3>0(含有绝对值的不等式)例3、(1)x2-2|x|-3>0 (2)2x2+|4x+3|<0(跟踪训练)(1)︱2x-1︱<3 (2)︱2x 2-x-1︱≥1(含有参数的不等式)例4、(1)56 x 2-ax-a 2<0 (2) -x 2+(a-1)x+ a>0(3)ax 2-(a+1)x+1<0(分式不等式)例5、(1)213--x x ≤-1x x 241-->0(一元高次不等式)例6(1)0322322≤--+-x x x x (2) (x-2)2(x-3)3(x+1)>0.(跟踪训练)(1)(x-3)(x+1)(x 2+4x+4)≤0. (2)123422+≥+--x x x x(思考) (x-x 2+12)(x+a)<0.(韦达定理与一元二次方程)1},例7、已知一元二次不等式ax2+bx+1>0的解集为{x︱-1<x<3则ab的值为(一些恒成立问题)例8、已知不等式x2+ax+4<0解集为空集,求a的取值范围(跟踪训练1)当a为何值时,不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1<0的解集是全体实数。
一元二次不等式基础题50道加解析
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一元二次不等式基础题50道加解析
摘要:
1.一元二次不等式的基本概念和性质
2.一元二次不等式的解法及应用
3.50道基础题及其详细解析
正文:
一、一元二次不等式的基本概念和性质
一元二次不等式是指形如ax+bx+c>0(a≠0)或ax+bx+c<0(a≠0)的不等式。
其中,a、b、c 为实数,且a ≠ 0。
一元二次不等式的解集取决于二次项系数a 的正负性。
当a > 0 时,一元二次不等式ax+bx+c>0 的解集为x<(-b+√(b-
4ac))/2a 或x>(-b-√(b-4ac))/2a;ax+bx+c<0 的解集为(-b+√(b-4ac))/2a < x < (-b-√(b-4ac))/2a。
二、一元二次不等式的解法及应用
1.因式分解法:将一元二次不等式转化为两个一次不等式的乘积小于零的形式,如(7x-a)(8x-a)<0。
根据乘积小于零的性质,可得到解集x>(-a/7) 且x<(a/8)。
2.韦达定理:已知一元二次方程ax+bx+c=0 的两个实数根为x、x,则x+x=-b/a,xx=c/a。
利用这个性质,可以求解一些含有一元二次方程的问题。
3.图像法:将一元二次函数y=ax+bx+c(a≠0)画在坐标系中,根据函
数图像的形状和顶点位置,判断不等式的解集。
三、50道基础题及其详细解析
(题目略)
总之,掌握一元二次不等式的基本概念、性质和解法,能帮助我们解决实际问题并提高数学素养。
高中数学不等式的性质及一元二次不等式知识要点及例题讲解

不等式的性质及一元二次不等式考纲解读 1.利用不等式的性质判断不等式成立或比较大小;2.根据二次函数求解给定的一元二次不等式;3.利用三个“二次”间的关系求参数或不等式恒成立问题.[基础梳理]1.不等式的基本性质 (1)对称性:a >b ⇔b <a . (2)传递性:a >b ,b >c ⇒a >c . (3)可加性:a >b ⇒a +c >b +c .(4)可乘性:a >b ,c >0⇒ac >bc ;a >b ,c <0⇒ac <bc . (5)加法法则:a >b ,c >d ⇒a +c >b +d . (6)乘法法则:a >b >0,c >d >0⇒ac >bd . (7)乘方法则:a >b >0⇒a n >b n (n ∈N ,n ≥1). (8)开方法则:a >b >0nb (n ∈N ,n ≥2). 2.不等式的倒数性质 (1)a >b ,ab >0⇒1a <1b .(2)a <0<b ⇒1a <1b .(3)a >b >0,0<c <d ⇒a c >bd .3.两个实数比较大小的依据 (1)a -b >0⇔a >b . (2)a -b =0⇔a =b . (3)a -b <0⇔a <b .4.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系有两个相等实根[三基自测]1.下列四个结论,正确的是( )①a >b ,c <d ⇒a -c >b -d ;②a >b >0,c <d <0⇒ac >bd ;③a >b >0⇒3a >3b ;④a >b >0⇒1a 2>1b 2.A .①②B .②③C .①④D .①③ 答案:D2.不等式x (9-x )<0的解集为( ) A .(0,9) B .(9,+∞)C .(-∞,0)D .(-∞,0)∪(9,+∞)答案:D3.(必修5·习题3.2B 组改编)若函数y =mx 2-(1-m )x +m 的定义域为R ,则m 的取值范围是________.答案:[13,+∞)4.(2017·高考全国卷Ⅲ改编)设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1 x ≤0x 2 x >0,则f (x )≥1的解集为__________.答案:{0}∪[1,+∞)考点一 一元二次不等式的解法|方法突破[例1] (1)不等式-x 2-3x +4>0的解集为________.(用区间表示) (2)解不等式x 2-4ax -5a 2>0(a ≠0). [解析] (1)-x 2-3x +4>0⇒(x +4)(x -1)<0. 如图,作函数y =(x +4)(x -1)的图象, ∴当-4<x <1时,y <0. (2)由x 2-4ax -5a 2>0, 知(x -5a )(x +a )>0.由于a ≠0,故分a >0与a <0讨论. 当a <0时,x <5a 或x >-a ; 当a >0时,x <-a 或x >5a .综上,a <0时,解集为{x |x <5a 或x >-a }; a >0时,解集为{x |x >5a 或x <-a }. [答案] (1)(-4,1) [方法提升][母题变式]1.将例(1)的不等式改为“-x 2-3x +4≤0”,其解集为________. 解析:由-x 2-3x +4≤0得x 2+3x -4≥0, 即(x +4)(x -1)≥0,∴x ≥1或x ≤-4. 答案:(-∞,-4]∪[1,+∞)2.将例(1)的不等式变为“x 2-3x +4>0”,其解集为________. 解析:令y =x 2-3x +4,∵Δ=(-3)2-4×4<0,y >0恒成立.∴x ∈R . 答案:R3.将例(2)变为“x 2-4ax -5a 2>0”,如何求解. 解析:由例(2)知,(1)若a =0,不等式为x 2>0解集为{x |x ≠0}, (2)当a >0,5a >-a ,解集为{x |x >5a 或x <-a }, (3)当a <0,5a <-a ,解集为{x |x <5a 或x >-a }.考点二 不等式恒成立问题|方法突破[例2] (1)(2018·武汉调研)若一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k的取值范围为( )A .(-3,0)B .[-3,0]C .[-3,0)D .(-3,0](2)(2018·郑州调研)若不等式x 2+ax +1≥0对一切x ∈⎝⎛⎦⎤0,12都成立,则a 的最小值是________.(3)对于任意a ∈[-1,1],f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于0,那么x 的取值范围是________.[解析] (1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧k <0,Δ=k 2-8k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0,故选A. (2)法一:由于x >0,则由已知可得a ≥-x -1x在x ∈⎝⎛⎦⎤0,12上恒成立,而当x ∈⎝⎛⎦⎤0,12时,⎝⎛⎭⎫-x -1x max =-52,∴a ≥-52,故a 的最小值为-52. 法二:设f (x )=x 2+ax +1,则其对称轴为x =-a 2.①若-a 2≥12,即a ≤-1时,f (x )在⎝⎛⎦⎤0,12上单调递减,此时应有f ⎝⎛⎭⎫12≥0,从而-52≤a ≤-1.②若-a2<0,即a >0时,f (x )在⎝⎛⎦⎤0,12上单调递增,此时应有f (0)=1>0恒成立,故a >0. ③若0≤-a 2<12,即-1<a ≤0时,则应有f ⎝⎛⎭⎫-a 2=a 24-a 22+1=1-a 24≥0恒成立,故-1<a ≤0.综上,a 的最小值为-52.(3)令g (a )=x 2+(a -4)x +4-2a =(x -2)a +x 2-4x +4,由题意知g (-1)>0且g (1)>0,解得x <1或x >3.[答案] (1)A (2)-52 (3)(-∞,1)∪(3,+∞)[方法提升]一元二次不等式恒成立问题的破解方法[母题变式]在本例(1)中,改为“对于x ∈[1,2]上,2kx 2+kx -38<0恒成立”,求k 的取值范围.解析:k (2x 2+x )<38,当x ∈[1,2]时,3≤2x 2+x ≤10,∵k <38(2x 2+x )恒成立,380≤38(2x 2+x )≤18,∴k <380.考点三 比较大小问题|模型突破角度1 作差(商)法比较代数式的大小 [例3] 已知a >0,b >0,且a ≠b ,则( ) A .ab +1>a +b B .a 3+b 3>a 2b +ab 2 C .2a 3b >3a 2bD .a a b b <a b b a[解析] 选项A(作差法),ab +1-(a +b )=ab -a +(1-b )=a (b -1)+(1-b )=(a -1)(b -1),显然当a ,b 中有一个等于1时,(a -1)(b -1)=0,即ab +1=a +b ;故选项A 不正确. 选项B(作差法),a 3+b 3-(a 2b +ab 2)=(a 3-a 2b )+(b 3-ab 2)=a 2(a -b )+b 2(b -a )=(a 2-b 2)(a -b )=(a -b )2(a +b ).因为a >0,b >0,a ≠b ,所以a +b >0,(a -b )2>0,故(a -b )2(a +b )>0,即a 3+b 3>a 2b +ab 2,故选项B 正确.[答案] B [模型解法]角度2 巧用不等式性质比较大小[例4] 若a >b ,则下列各式正确的是( ) A .a ·lg x >b ·lg x B .ax 2>bx 2 C .a 2>b 2D .a ·2x >b ·2x[解析] 已知a >b ,选项A ,由已知不等式两边同乘lg x 得到,由不等式的性质可知,当lg x >0时,a ·lg x >b ·lg x ;当lg x =0时,a ·lg x =b ·lg x ;当lg x <0时,a ·lg x <b ·lg x .故该选项不正确.选项B ,由已知不等式两边同乘x 2得到,由不等式的性质可知,当x 2>0时,ax 2>bx 2;当x 2=0时,ax 2=bx 2.故该选项不正确.选项C ,由已知不等式两边平方得到,由不等式的性质可知,当a >b >0时,a 2>b 2;当a >0>b 且|a |<|b |时,a 2<b 2.故该选项不正确.选项D ,由已知不等式两边同乘2x 得到,且2x >0,所以a ·2x >b ·2x .故该选项正确. [答案] D [模型解法]角度3 构造函数法比较代数式的大小[例5] 已知a =13ln 94,b =45ln 54,c =14ln 4,则( )A .a <b <cB .b <a <cC .c <a <bD .b <c <a[解析] a =13ln 94=13ln ⎝⎛⎭⎫322=23ln 32=ln 3232,b =45ln 54=ln 5454,c =14ln 4=14×2ln 2=ln 22.故构造函数f (x )=ln x x ,则a =f ⎝⎛⎭⎫32,b =f ⎝⎛⎭⎫54,c =f (2). 因为f ′(x )=1x ×x -1×ln x x 2=1-ln xx 2,由f ′(x )=0,解得x =e.故当x ∈(0,e)时,f ′(x )>0,函数f (x )在(0,e)上单调递增;当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )<0,函数f (x )在(e ,+∞)上单调递减.因为54<32<2<e ,所以f ⎝⎛⎭⎫54<f ⎝⎛⎭⎫32<f (2),即b <a <c .故选B. [模型解法][高考类题]1.(2017·高考天津卷)已知奇函数f (x )在R 上是增函数,g (x )=xf (x ).若a =g (-log 25.1),b =g (20.8),c =g (3),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <a <cD .b <c <a解析:依题意a =g (-log 25.1)=(-log 25.1)·f (-log 25.1)=log 25.1f (log 25.1)=g (log 25.1). 因为f (x )在R 上是增函数,可设0<x 1<x 2, 则f (x 1)<f (x 2).从而x 1f (x 1)<x 2f (x 2),即g (x 1)<g (x 2). 所以g (x )在(0,+∞)上亦为增函数. 又log 25.1>0,20.8>0,3>0, 且log 25.1<log 28=3,20.8<21<3, 而20.8<21=log 24<log 25.1,所以3>log 25.1>20.8>0,所以c >a >b .故选C. 答案:C2.(2017·高考山东卷)若a >b >0,且ab =1,则下列不等式成立的是( ) A .a +1b <b2a <log 2(a +b )B.b 2a <log 2(a +b )<a +1b C .a +1b <log 2(a +b )<b 2aD .log 2(a +b )<a +1b <b2a解析:法一:∵a >b >0,ab =1,∴log 2(a +b )>log 2(2ab )=1.∵b 2a =1a 2a =a -1·2-a ,令f (a )=a -1·2-a ,又∵b =1a ,a >b >0,∴a >1a,解得a >1.∴f ′(a )=-a -2·2-a -a -1·2-a ·ln 2=-a -2·2-a (1+a ln 2)<0, ∴f (a )在(1,+∞)上单调递减. ∴f (a )<f (1),即b 2a <12.∵a +1b =a +a =2a >a +b >log 2(a +b ),∴b 2a <log 2(a +b )<a +1b.故选B. 法二:∵a >b >0,ab =1,∴取a =2,b =12,此时a +1b =4,b 2a =18,log 2(a +b )=log 25-1≈1.3,∴b 2a <log 2(a +b )<a +1b .故选B. 答案:B1.[考点一](2014·高考大纲全国卷)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x (x +2)>0,|x |<1的解集为( )A .{x |-2<x <-1}B .{x |-1<x <0}C .{x |0<x <1}D .{x |x >1}解析:由x (x +2)>0得x >0或x <-2;由|x |<1得-1<x <1,所以不等式组的解集为{x |0<x <1},故选C.答案:C2.[考点三](2016·高考北京卷)已知x ,y ∈R ,且x >y >0,则( ) A.1x -1y>0 B .sin x -sin y >0 C.⎝⎛⎭⎫12x -⎝⎛⎭⎫12y <0D .ln x +ln y >0解析:函数y =⎝⎛⎭⎫12x在(0,+∞)上为减函数,∴当x >y >0时,⎝⎛⎭⎫12x <⎝⎛⎭⎫12y ,即⎝⎛⎭⎫12x -⎝⎛⎭⎫12y <0,故C 正确;函数y =1x 在(0,+∞)上为减函数,∴由x >y >0⇒1x <1y ⇒1x -1y<0,故A 错误;函数y =sin x 在(0,+∞)上不单调,当x >y >0时,不能比较sin x 与sin y 的大小,故B 错误;当x >0且y >0时,ln x +ln y >0⇔ln xy >0⇔xy >1,而x >y >0⇒/ xy >1,故D 错误.答案:C3.[考点二](2014·高考山东卷)已知实数x ,y 满足a x <a y (0<a <1),则下列关系式恒成立的是( )A.1x 2+1>1y 2+1 B .ln(x 2+1)>ln(y 2+1) C .sin x >sin y D .x 3>y 3解析:∵a x <a y,0<a <1, ∴x >y ,∴x 3>y 3. 答案:D4.[考点二、三](2014·高考四川卷)若a >b >0,c <d <0,则一定有( ) A.a c >b d B.a c <b d C.a d >b cD.a d <b c解析:依题意取a =2,b =1,c =-2,d =-1, 代入验证得A 、B 、C 均错,只有D 正确. 答案:D。
高一一元二次不等式及其解法知识点+例题+练习 含答案

1.“三个二次”的关系判别式Δ=b2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0二次函数y=ax2+bx+c (a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的根有两个相异实根x1,x2(x1<x2)有两个相等实根x1=x2=-b2a没有实数根ax2+bx+c>0 (a>0)的解集(-∞,x1)∪(x2,+∞)(-∞,-b2a)∪(-b2a,+∞)Rax2+bx+c<0(a>0)的解集(x1,x2) ∅∅不等式解集a<b a=b a>b(x-a)·(x-b)>0{x|x<a或x>b}{x|x≠a}{x|x<b或x>a}(x-a) (x-b)<0{x|a<x<b}∅{x|b<x<a}【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若不等式ax 2+bx +c <0的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( √ ) (2)不等式x -2x +1≤0的解集是[-1,2].( × )(3)若不等式ax 2+bx +c >0的解集是(-∞,x 1)∪(x 2,+∞),则方程ax 2+bx +c =0的两个根是x 1和x 2.( √ )(4)若方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)没有实数根,则不等式ax 2+bx +c >0的解集为R .( × ) (5)不等式ax 2+bx +c ≤0在R 上恒成立的条件是a <0且Δ=b 2-4ac ≤0.( × )1.(教材改编)不等式x 2-3x -10>0的解集是________. 答案 (-∞,-2)∪(5,+∞)解析 解方程x 2-3x -10=0得x 1=-2,x 2=5,由y =x 2-3x -10的开口向上,所以x 2-3x -10>0的解集为(-∞,-2)∪(5,+∞). 2.设集合M ={x |x 2-3x -4<0},N ={x |0≤x ≤5},则M ∩N =________. 答案 [0,4)解析 ∵M ={x |x 2-3x -4<0}={x |-1<x <4}, ∴M ∩N =[0,4).3.已知不等式ax 2-bx -1≥0的解集是⎣⎡⎦⎤-12,-13,则不等式x 2-bx -a <0的解集是________________. 答案 (2,3)解析 由题意知-12,-13是方程ax 2-bx -1=0的根,所以由根与系数的关系得-12+⎝⎛⎭⎫-13=b a ,-12×⎝⎛⎭⎫-13=-1a .解得a =-6,b =5,不等式x 2-bx -a <0即为x 2-5x +6<0,解集为(2,3).4.(教材改编)若关于x 的不等式m (x -1)>x 2-x 的解集为{x |1<x <2},则实数m 的值为________. 答案 2解析 因为m (x -1)>x 2-x 的解集为{x |1<x <2}. 所以1,2一定是m (x -1)=x 2-x 的解,∴m =2.5.(教材改编)若关于x 的方程x 2+ax +a 2-1=0有一正根和一负根,则a 的取值范围为________. 答案 (-1,1)解析 由题意可知,Δ>0且x 1x 2=a 2-1<0,故-1<a <1.题型一 一元二次不等式的求解命题点1 不含参的不等式例1 求不等式-2x 2+x +3<0的解集. 解 化-2x 2+x +3<0为2x 2-x -3>0, 解方程2x 2-x -3=0得x 1=-1,x 2=32,∴不等式2x 2-x -3>0的解集为(-∞,-1)∪(32,+∞),即原不等式的解集为(-∞,-1)∪(32,+∞).命题点2 含参不等式例2 解关于x 的不等式:x 2-(a +1)x +a <0. 解 由x 2-(a +1)x +a =0得(x -a )(x -1)=0, ∴x 1=a ,x 2=1,①当a >1时,x 2-(a +1)x +a <0的解集为{x |1<x <a }, ②当a =1时,x 2-(a +1)x +a <0的解集为∅, ③当a <1时,x 2-(a +1)x +a <0的解集为{x |a <x <1}. 引申探究将原不等式改为ax 2-(a +1)x +1<0,求不等式的解集. 解 若a =0,原不等式等价于-x +1<0,解得x >1. 若a <0,原不等式等价于(x -1a )(x -1)>0,解得x <1a 或x >1.若a >0,原不等式等价于(x -1a )(x -1)<0.①当a =1时,1a =1,(x -1a )(x -1)<0无解;②当a >1时,1a <1,解(x -1a )(x -1)<0得1a<x <1;③当0<a <1时,1a >1,解(x -1a )(x -1)<0得1<x <1a .综上所述:当a <0时,解集为{x |x <1a或x >1};当a =0时,解集为{x |x >1};当0<a <1时,解集为{x |1<x <1a };当a =1时,解集为∅;当a >1时,解集为{x |1a<x <1}.思维升华 含有参数的不等式的求解,往往需要对参数进行分类讨论.(1)若二次项系数为常数,首先确定二次项系数是否为正数,再考虑分解因式,对参数进行分类讨论,若不易分解因式,则可依据判别式符号进行分类讨论;(2)若二次项系数为参数,则应先考虑二次项系数是否为零,确定不等式是不是二次不等式,然后再讨论二次项系数不为零的情形,以便确定解集的形式; (3)对方程的根进行讨论,比较大小,以便写出解集.求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集.解 ∵12x 2-ax >a 2,∴12x 2-ax -a 2>0, 即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0, 得:x 1=-a 4,x 2=a3.①a >0时,-a 4<a 3,解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-a 4或x >a 3;②a =0时,x 2>0,解集为{x |x ∈R 且x ≠0}; ③a <0时,-a 4>a 3,解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <a 3或x >-a 4.综上所述,当a >0时,不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-a 4或x >a 3;当a =0时,不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠0}; 当a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <a 3或x >-a 4.题型二 一元二次不等式恒成立问题命题点1 在R 上恒成立例3 (1)若一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则k 的取值范围为________.(2)设a 为常数,∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则a 的取值范围是________. 答案 (1)(-3,0) (2)[0,4)解析 (1)2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则必有⎩⎪⎨⎪⎧2k <0,Δ=k 2-4×2k ×(-38)<0,解之得-3<k <0. (2)∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则必有⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=a 2-4a <0或a =0,∴0≤a <4.命题点2 在给定区间上恒成立例4 设函数f (x )=mx 2-mx -1.若对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围. 解 要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立,即 m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立. 有以下两种方法:方法一 令g (x )=m ⎝⎛⎭⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3]. 当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3)⇒7m -6<0, 所以m <67,所以0<m <67;当m =0时,-6<0恒成立; 当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1)⇒m -6<0,所以m <6,所以m <0. 综上所述:m 的取值范围是{m |m <67}.方法二 因为x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0, 又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <6x 2-x +1.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝⎛⎭⎫x -122+34在[1,3]上的最小值为67,所以只需m <67即可.所以,m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |m <67.命题点3 给定参数范围的恒成立问题例5 对任意的k ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(k -4)x +4-2k 的值恒大于零,则x 的取值范围是________________________________________________________________________. 答案 {x |x <1或x >3}解析 x 2+(k -4)x +4-2k >0恒成立, 即g (k )=(x -2)k +(x 2-4x +4)>0, 在k ∈[-1,1]时恒成立.只需g (-1)>0且g (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-5x +6>0,x 2-3x +2>0,解之得x <1或x >3.思维升华 (1)对于一元二次不等式恒成立问题,恒大于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴上方,恒小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x 轴下方.另外常转化为求二次函数的最值或用分离参数法求最值.(2)解决恒成立问题一定要搞清谁是主元,谁是参数,一般地,知道谁的范围,谁就是主元,求谁的范围,谁就是参数.(1)若不等式x 2-2x +5≥a 2-3a 对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为__________.(2)已知函数f (x )=x 2+mx -1,若对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0成立,则实数m 的取值范围是________. 答案 (1)[-1,4] (2)(-22,0) 解析 (1)x 2-2x +5=(x -1)2+4的最小值为4, 所以x 2-2x +5≥a 2-3a 对任意实数x 恒成立, 只需a 2-3a ≤4,解得-1≤a ≤4.(2)作出二次函数f (x )的草图,对于任意x ∈[m ,m +1],都有f (x )<0,则有⎩⎪⎨⎪⎧f (m )<0,f (m +1)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m 2-1<0,(m +1)2+m (m +1)-1<0,解得-22<m <0.题型三 一元二次不等式的应用例6 某商品每件成本价为80元,售价为100元,每天售出100件.若售价降低x 成(1成=10%),售出商品数量就增加85x 成.要求售价不能低于成本价.(1)设该商店一天的营业额为y ,试求y 与x 之间的函数关系式y =f (x ),并写出定义域; (2)若再要求该商品一天营业额至少为10 260元,求x 的取值范围. 解 (1)由题意得,y =100⎝⎛⎭⎫1-x 10·100⎝⎛⎭⎫1+850x . 因为售价不能低于成本价,所以100⎝⎛⎭⎫1-x10-80≥0. 所以y =f (x )=40(10-x )(25+4x ),定义域为x ∈[0,2]. (2)由题意得40(10-x )(25+4x )≥10 260, 化简得8x 2-30x +13≤0.解得12≤x ≤134.所以x 的取值范围是⎣⎡⎦⎤12,2.思维升华 求解不等式应用题的四个步骤(1)阅读理解,认真审题,把握问题中的关键量,找准不等关系.(2)引进数学符号,将文字信息转化为符号语言,用不等式表示不等关系,建立相应的数学模型.(3)解不等式,得出数学结论,要注意数学模型中自变量的实际意义. (4)回归实际问题,将数学结论还原为实际问题的结果.某汽车厂上年度生产汽车的投入成本为10万元/辆,出厂价为12万元/辆,年销售量为10 000辆.本年度为适应市场需求,计划提高产品质量,适度增加投入成本.若每辆车投入成本增加的比例为x (0<x <1),则出厂价相应地提高比例为0.75x ,同时预计年销售量增加的比例为0.6x ,已知年利润=(出厂价-投入成本)×年销售量. (1)写出本年度预计的年利润y 与投入成本增加的比例x 的关系式;(2)为使本年度的年利润比上年度有所增加,则投入成本增加的比例x 应在什么范围内? 解 (1)y =[(1+0.75x )×12-(1+x )×10]×(1+0.6x )×10 000 =-6 000x 2+2 000x +20 000,即y =-6 000x 2+2 000x +20 000(0<x <1). (2)上年利润为(12-10)×10 000=20 000. ∴y -20 000>0,即-6 000x 2+2 000x >0, ∴0<x <13,即x 的范围为(0,13).14.转化与化归思想在不等式中的应用典例 (1)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),则实数c 的值为________.(2)已知函数f (x )=x 2+2x +ax ,若对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围是________.思维点拨 (1)考虑“三个二次”间的关系; (2)将恒成立问题转化为最值问题求解. 解析 (1)由题意知f (x )=x 2+ax +b =⎝⎛⎭⎫x +a 22+b -a 24. ∵f (x )的值域为[0,+∞), ∴b -a 24=0,即b =a 24.∴f (x )=⎝⎛⎭⎫x +a 22. 又∵f (x )<c ,∴⎝⎛⎭⎫x +a22<c , 即-a 2-c <x <-a2+c .∴⎩⎨⎧-a2-c =m , ①-a2+c =m +6. ②②-①,得2c =6,∴c =9.(2)∵x ∈[1,+∞)时,f (x )=x 2+2x +ax >0恒成立,即x 2+2x +a >0恒成立.即当x ≥1时,a >-(x 2+2x )=g (x )恒成立.而g (x )=-(x 2+2x )=-(x +1)2+1在[1,+∞)上单调递减, ∴g (x )max =g (1)=-3,故a >-3. ∴实数a 的取值范围是{a |a >-3}. 答案 (1)9 (2){a |a >-3}温馨提醒 (1)本题的解法充分体现了转化与化归思想:函数的值域和不等式的解集转化为a ,b 满足的条件;不等式恒成立可以分离常数,转化为函数值域问题. (2)注意函数f (x )的值域为[0,+∞)与f (x )≥0的区别.[方法与技巧]1.“三个二次”的关系是解一元二次不等式的理论基础,一般可把a <0时的情形转化为a >0时的情形.2.f (x )>0的解集即为函数y =f (x )的图象在x 轴上方的点的横坐标的集合,充分利用数形结合思想.3.简单的分式不等式可以等价转化,利用一元二次不等式解法进行求解. [失误与防范]1.对于不等式ax 2+bx +c >0,求解时不要忘记讨论a =0时的情形. 2.当Δ<0时,ax 2+bx +c >0 (a ≠0)的解集为R 还是∅,要注意区别. 3.含参数的不等式要注意选好分类标准,避免盲目讨论.A 组 专项基础训练(时间:30分钟)1.不等式(x -1)(2-x )≥0的解集为____________. 答案 {x |1≤x ≤2}解析 由(x -1)(2-x )≥0可知(x -2)(x -1)≤0, 所以不等式的解集为{x |1≤x ≤2}.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2, x ≤0,-x +2, x >0,则不等式f (x )≥x 2的解集为________.答案 [-1,1]解析 方法一 当x ≤0时,x +2≥x 2, ∴-1≤x ≤0;①当x >0时,-x +2≥x 2,∴0<x ≤1.② 由①②得原不等式的解集为{x |-1≤x ≤1}.方法二 作出函数y =f (x )和函数y =x 2的图象,如图,由图知f (x )≥x 2的解集为[-1,1].3.若集合A ={x |ax 2-ax +1<0}=∅,则实数a 的取值范围是____________. 答案 [0,4]解析 由题意知a =0时,满足条件.a ≠0时,由⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=a 2-4a ≤0,得0<a ≤4,所以0≤a ≤4.4.已知不等式x 2-2x -3<0的解集是A ,不等式x 2+x -6<0的解集是B ,不等式x 2+ax +b <0的解集是A ∩B ,那么a +b =________. 答案 -3解析 由题意,A ={x |-1<x <3},B ={x |-3<x <2},A ∩B ={x |-1<x <2}, 则不等式x 2+ax +b <0的解集为{x |-1<x <2}. 由根与系数的关系可知,a =-1,b =-2, 所以a +b =-3.5.设a >0,不等式-c <ax +b <c 的解集是{x |-2<x <1},则a ∶b ∶c =________.答案 2∶1∶3解析 ∵-c <ax +b <c ,又a >0,∴-b +c a <x <c -b a. ∵不等式的解集为{x |-2<x <1},∴⎩⎪⎨⎪⎧ -b +c a =-2,c -b a =1,∴⎩⎨⎧ b =a 2,c =32a ,∴a ∶b ∶c =a ∶a 2∶3a 2=2∶1∶3. 6.若不等式-2≤x 2-2ax +a ≤-1有唯一解,则a 的值为__________.答案 1±52解析 若不等式-2≤x 2-2ax +a ≤-1有唯一解,则x 2-2ax +a =-1有两个相等的实根,所以Δ=4a 2-4(a +1)=0,解得a =1±52. 7.若0<a <1,则不等式(a -x )(x -1a)>0的解集是________________. 答案 {x |a <x <1a} 解析 原不等式即(x -a )(x -1a)<0, 由0<a <1得a <1a ,∴a <x <1a. 8.已知关于x 的不等式ax -1x +1<0的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-1或x >-12,则实数a =____________. 答案 -2解析 ax -1x +1<0⇔(x +1)(ax -1)<0, 依题意,得a <0,且1a =-12.∴a =-2. 9.设f (x )是定义在R 上的以3为周期的奇函数,若f (1)>1,f (2)=2a -3a +1,则实数a 的取值范围是________.答案 (-1,23) 解析 ∵f (x +3)=f (x ),∴f (2)=f (-1+3)=f (-1)=-f (1)<-1.∴2a -3a +1<-1⇔3a -2a +1<0⇔(3a -2)(a +1)<0, ∴-1<a <23. 10.设二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,函数F (x )=f (x )-x 的两个零点为m ,n (m <n ).(1)若m =-1,n =2,求不等式F (x )>0的解集;(2)若a >0,且0<x <m <n <1a,比较f (x )与m 的大小. 解 (1)由题意知,F (x )=f (x )-x =a (x -m )(x -n ).当m =-1,n =2时,不等式F (x )>0,即a (x +1)(x -2)>0.当a >0时,不等式F (x )>0的解集为{x |x <-1或x >2};当a <0时,不等式F (x )>0的解集为{x |-1<x <2}.(2)f (x )-m =F (x )+x -m =a (x -m )(x -n )+x -m =(x -m )(ax -an +1),∵a >0,且0<x <m <n <1a, ∴x -m <0,1-an +ax >0.∴f (x )-m <0,即f (x )<m .B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知函数f (x )=(ax -1)(x +b ),如果不等式f (x )>0的解集是(-1,3),则不等式f (-2x )<0的解集是__________________________.答案 (-∞,-32)∪(12,+∞) 解析 f (x )=0的两个解是x 1=-1,x 2=3且a <0,由f (-2x )<0得-2x >3或-2x <-1,∴x <-32或x >12.12.若关于x 的不等式x 2-2ax -8a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),且x 2-x 1=15,则a =________.答案 52解析 由x 2-2ax -8a 2<0,得(x +2a )(x -4a )<0,因a >0,所以不等式的解集为(-2a,4a ),即x 2=4a ,x 1=-2a ,由x 2-x 1=15,得4a -(-2a )=15,解得a =52. 13.已知函数f (x )=-x 2+ax +b 2-b +1(a ∈R ,b ∈R ),对任意实数x 都有f (1-x )=f (1+x )成立,当x ∈[-1,1]时,f (x )>0恒成立,则b 的取值范围是________.答案 b <-1或b >2解析 由f (1-x )=f (1+x )知f (x )图象的对称轴为直线x =1,则有a 2=1,故a =2. 由f (x )的图象可知f (x )在[-1,1]上为增函数.∴x ∈[-1,1]时,f (x )min =f (-1)=-1-2+b 2-b +1=b 2-b -2,令b 2-b -2>0,解得b <-1或b >2.14.设函数f (x )=x 2-1,对任意x ∈[32,+∞),f (x m)-4m 2·f (x )≤f (x -1)+4f (m )恒成立,则实数m 的取值范围是________________.答案 {m |m ≤-32或m ≥32} 解析 依据题意得x 2m 2-1-4m 2(x 2-1)≤(x -1)2-1+4(m 2-1)在x ∈[32,+∞)上恒成立, 即1m 2-4m 2≤-3x 2-2x +1在x ∈[32,+∞)上恒成立. 当x =32时,函数y =-3x 2-2x +1取得最小值-53, 所以1m 2-4m 2≤-53,即(3m 2+1)(4m 2-3)≥0, 解得m ≤-32或m ≥32. 15.求使不等式x 2+(a -6)x +9-3a >0,|a |≤1恒成立的x 的取值范围.解 将原不等式整理为形式上是关于a 的不等式(x -3)a +x 2-6x +9>0.令f (a )=(x -3)a +x 2-6x +9.因为f (a )>0在|a |≤1时恒成立,所以(1)若x =3,则f (a )=0,不符合题意,应舍去.(2)若x ≠3,则由一次函数的单调性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ f (-1)>0,f (1)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-7x +12>0,x 2-5x +6>0, 解得x <2或x >4.所以x 的取值范围是{x |x <2或x >4}.。
一元二次不等式解法专题知识梳理及典型练习题(含答案)
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一元二次不等式解法专题一.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系判别式Δ=b 2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0二次函数y =ax 2+bx +c (a >0)的图象一元二次方程ax 2+bx +c =0 (a >0)的根有两相异实根x 1,x 2(x 1<x 2) 有两相等实根x 1=x 2=-b2a没有实数根ax 2+bx +c >0 (a >0)的解集{x |x >x 2或x <x 1} ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |x ≠-b 2aRax 2+bx +c <0 (a >0)的解集 {x |x 1<x <x 2}Φ Φ二.穿针引线法例 1 解下列不等式:(1)x x ≥-2414 (2)0822≥+--x x (3)0)3)(2(>-+x x例2 若ax 2+bx -1<0的解集为{x|-1<x <2},则a =________,b =_____.例3(穿针引线法) 解不等式:(x-1)2(x+1)(x-2)(x+4)<0例4 不等式xx ->+111的解集为( ) A .{x|x >0}B .{x|x≥1}C.{x|x >1} D .{x|x >1或x =0}解不等式化为+->,通分得>,即>,1x 000111122----xx x x x∵x 2>0,∴x-1>0,即x >1.选C . 例5 与不等式023≥--xx 同解得不等式是( ) A .(x -3)(2-x)≥0B.0<x -2≤1C .≥230--xx D .(x -3)(2-x)≤0 练习1:1.不等式x 2-3x +2<0的解集为( ). A .(-∞,-2)∪(-1,+∞) B .(-2,-1) C .(-∞,1)∪(2,+∞) D .(1,2)答案 D2.(2011·XX)不等式2x 2-x -1>0的解集是( ). A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1B .(1,+∞) C .(-∞,1)∪(2,+∞) D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪(1,+∞) 故原不等式的解集为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪(1,+∞). 答案 D3.不等式9x 2+6x +1≤0的解集是( ).A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |x ≠-13B.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫-13C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |-13≤x ≤13D .R答案 B4.若不等式ax 2+bx -2<0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |-2<x <14,则ab =( ).A .-28B .-26C .28D .26 答案 C5.函数f (x )=2x 2+x -3+log 3(3+2x -x 2)的定义域为________.解析 依题意知⎩⎨⎧2x 2+x -3≥0,3+2x -x 2>0,解得⎩⎨⎧x ≤-32或x ≥1,-1<x <3.∴1≤x <3.故函数f (x )的定义域为[1,3).答案 [1,3)6.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+2x ,x ≥0,-x 2+2x ,x <0,解不等式f (x )>3.[审题视点] 对x 分x ≥0、x <0进行讨论从而把f (x )>3变成两个不等式组. 解 由题意知⎩⎨⎧x ≥0,x 2+2x >3或⎩⎨⎧x <0,-x 2+2x >3,解得:x >1.故原不等式的解集为{x |x >1}.例不等式<的解为<或>,则的值为7 1{x|x 1x 2}a axx -1A aB aC aD a .<.>.=.=-12121212分析可以先将不等式整理为<,转化为 0()a x x -+-111[(a -1)x +1](x -1)<0,根据其解集为{x|x <1或x >2}可知-<,即<,且-=,∴=.a 10a 12a 1112a - 选C .例解不等式≥.8 237232x x x -+-解 先将原不等式转化为3723202x x x -+--≥即≥,所以≤.由于++=++>,---+-+++-2123212314782222x x x x x x x x 002x x 12(x )022∴不等式进一步转化为同解不等式x 2+2x -3<0,即(x +3)(x -1)<0,解之得-3<x <1.解集为{x|-3<x <1}. 说明:解不等式就是逐步转化,将陌生问题化归为熟悉问题. 练习21.(x+4)(x+5)2(2-x)3<0.2.解下列不等式(1);22123+-≤-x x 127314)2(22<+-+-x x x x3.解下列不等式1x 5x 2)2(;3x 1x 1+>+-≤-)(4.解下列不等式()()12log 6log 1log )2(;08254)1(21212121≥-++≥+⋅-+x x x x5解不等式1)123(log 2122<-+-x x x .。
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第二节:一元二次不等式
1、概念:形如(其中a不等于0)的不等式叫做一元二次不等式;
2、解集的求法:求一般的一元二次不等式
的解集,我们可以由二次函数的零点与相应一元二次方程的根的关系,先求出一元二次方程的
= 0的根,再根据函数图像与x 轴的相关位置确定一元二次不等式的解集。
3、列表如下:
3、一元二次不等式解法的逆向思维:给出了一元二次不等式的解集,则可知a的符号和方程的两根,由韦达定理可知a,b,c之间的关系。
4、含有参数的不等式的解法:解含有参数的一元二次型
的不等式。
(1)要以二次项系数与零的大小作为分类标准进行讨论。
(2)转化为标准形式的一元二次不等式(即二次项系数大于零)后,再用判别式与零的大小关系作为分类标准进行讨论
(3)如果判别式大于零,但两根式不能确定,此事再以两根的大小作为分类标准在进行分类讨论;
5、分式不等式的解法:解分式不等式的思想是把分式不等式转化为
整式不等式,即:
)x(g )x(f
>0转化为f(x)g(x)>0
)x(g
)x(f
转化为f(x)g(x)<0
注意:解此类分时式不等式时,转化为整式不等式后,应注意分子可以取零,但是分母不可以取零。
6、一元高次不等式的解法:数轴穿根法
(1)将f(x)最高次项的系数化为正数
(2)将f(x)分解为若干个一次因式的积或二次不可分因式之积。
(3)将每一个一次因式的根标在数轴上,从右上方依次通过每一点
画曲线(注意:重根情况,偶次方根穿而不过,奇次方根既穿又过)(4)根据曲线显现出的f(x)值得符号变化规律,写出不等式的解集
(解普通一元二次不等式)
例1、(1) x2+3x-10<0; (2)3 x2+5x-2>0
(跟踪训练)(1)- x2+4x-5>0 (2)9 x2-6x+1>0
(3) -3x2-2x+8≤0
(不等式恒成立问题)
例2、(1)3x2+x-4>0 (2) x2+2x+3>0
(含有绝对值的不等式)
例3、(1)x2-2|x|-3>0 (2)2x2+|4x+3|<0
(跟踪训练)
(1)︱2x-1︱<3 (2)︱2x2-x-1︱≥1
(含有参数的不等式)
例4、(1)56 x2-ax-a2<0 (2) -x2+(a-1)x+ a>0 (3)ax2-(a+1)x+1<0
(分式不等式) 例5、(1)2
1
3--x x ≤-1 x x 241-->0
(一元高次不等式)
例6(1)03
2232
2≤--+-x x x x (2) (x-2)2(x-3)3
(x+1)>0.
(跟踪训练)
(1)(x-3)(x+1)(x 2+4x+4)≤0. (2)12
3422
+≥+--x x x x
(思考) (x-x 2+12)(x+a)<0.
(韦达定理与一元二次方程)
例7、已知一元二次不等式ax 2+bx+1>0的解集为{x ︱-1<x <3
1
},则ab 的值为
(一些恒成立问题)
例8、已知不等式x 2+ax+4<0解集为空集,求a 的取值围
(跟踪训练1)当a 为何值时,不等式(a 2-1)x 2-(a-1)x-1<0的解集是全体实数。
(跟踪训练2)若对 x∈R,ax2+4x+a≥-2x2+1恒成立,数a的取值围。