高考数学(理数)一轮复习学案7.2《一元二次不等式及其解法》(含详解)
展开7.2 一元二次不等式及其解法
1.解不等式的有关理论
(1)若两个不等式的解集相同,则称它们是__________.
(2)一个不等式变形为另一个不等式时,若两个不等式是同解不等式,这种变形称为不等式的__________.
(3)解不等式变形时应进行同解变形;解不等式的结果,一般用集合表示.
2.一元一次不等式解法
任何一个一元一次不等式经过不等式的同解变形后,都可以化为ax>b(a≠0)的形式.当a>0时,解集为__________;当a<0时,解集为__________.若关于x的不等式ax>b的解集是R,则实数a,b满足的条件是__________.
3.一元二次不等式及其解法
(1)我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为__________不等式.
(2)使某个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,一元二次不等式所有的解组成的集合叫做一元二次不等式的________.
(3)若一元二次不等式经过同解变形后,化为一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(其中a>0)的形式,其对应的方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实根x1,x2,且x1<x2(此时Δ=b2-4ac>0),则可根据“大于号取__________,小于号取__________”求解集.
(4)一元二次不等式的解
函数、方程与不等式
Δ>0
Δ=0
Δ<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
有两相异实根x1,x2(x1<x2)
有两相等实根
x1=x2=
-
无实根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
①
②
R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
③
4.分式不等式解法
(1)化分式不等式为标准型.方法:移项,通分,右边化为0,左边化为的形式.
(2)将分式不等式转化为整式不等式求解,如:
⇔ f(x)g(x)>0;
<0 ⇔ f(x)g(x)<0;
≥0 ⇔
≤0 ⇔
自查自纠:
1.(1)同解不等式 (2)同解变形
2. a=0,b<0
3.(1)一元二次 (2)解集 (3)两边 中间
(4)① ② ③∅
()不等式<1的解集是
( )
A.(-∞,-1)∪(1,+∞)
B.(1,+∞)
C.(-∞,-1)
D.(-1,1)
解:因为<1,所以-1<0,即<0,该不等式可化为(x+1)(x-1)>0,所以x<-1或x>1.故选A.
()不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0,对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,2] B.(-2,2]
C.(-2,2) D.(-∞,2)
解:当a≠2时,有 所以-2 ()已知不等式ax2-5x+b>0的解集为{x|-3
A. B.
C.{x|-3
解:由题意得解得a= -1,b=-6,所以不等式bx2-5x+a>0为-6x2-5x-1>0,即(3x+1)·(2x+1)<0,所以解集为.故选A.
()已知函数f(x)=ln(x2-4x-a),若对任意的m∈R,均存在x0使得f(x0)=m,则实数a的取值范围是________.
解:依题意得,函数f(x)的值域为R,令函数g(x)=x2-4x-a,则函数g(x)的值域取遍一切正实数,因此对于方程x2-4x-a=0,有Δ=16+4a≥0,解得a≥-4.故填[-4,+∞).
()已知关于x的不等式x2-ax-6a2>0(a<0)的解集为(-∞,x1)∪(x2,+∞),且x2-x1=5,则a=________.
解法一:由题意得,x1+x2=a ①,x1x2= -6a2 ②,①2-4×②可得(x2-x1)2=25a2,又x2-x1=5,所以25a2=50,解得a=±,因为a<0,所以a=-.
解法二:关于x的不等式x2-ax-6a2>0(a<0)可化为(x+2a)(x-3a)>0,因为a<0,所以-2a>3a,所以解不等式得x>-2a或x<3a,所以x1=3a, x2=-2a.又x2-x1=5,所以-5a=5,所以a=-.故填-.
类型一 一元二次不等式的解法
(1)解下列不等式.
(Ⅰ)x2-7x+12>0;
(Ⅱ)x2-2x+1<0.
解:(Ⅰ)方程x2-7x+12=0的解为x1=3, x2=4.
而y=x2-7x+12的图象开口向上,可得原不等式x2-7x+12>0的解集是{x|x<3或x>4}.
(Ⅱ)方程x2-2x+1=0有两个相同的解x1=x2=1.
而y=x2-2x+1的图象开口向上,可得原不等式x2-2x+1<0的解集为∅.
(2)解关于 x 的不等式 kx2-2x+k<0(k∈R).
解:①当 k=0 时,不等式的解为 x>0.
②当 k>0 时,若Δ=4-4k2>0,即 0<k<1 时,不等式的解为<x<;
若Δ≤0,即 k≥1 时,不等式无解.
③当 k<0 时,
若Δ=4-4k2>0,即-1<k<0时,x<或x>;
若Δ<0,即 k<-1 时,不等式的解集为 R;
若Δ=0,即 k=-1 时,不等式的解为 x≠ -1.
综上所述,
当k≥1 时,不等式的解集为∅;
当0<k<1 时,不等式的解集为{x|<x<};
当k=0 时,不等式的解集为{x|x>0};
当-1<k<0时,不等式的解集为{x|x<或x>};
当k=-1时,不等式的解集为{x|x≠-1};
当k<-1时,不等式的解集为R.
点 拨:
解一元二次不等式的步骤:第一步,将二次项系数化为正数;第二步,解相应的一元二次方程;第三步,根据一元二次方程的根,结合不等号的方向画图;第四步,写出不等式的解集.容易出现的错误有:①未将二次项系数化正,对应错标准形式;②解方程出错;③结果未按要求写成集合.解含参数的一元二次不等式常分以下几种情况讨论:①根据二次项系数讨论(大于 0,小于 0,等于 0);②根据根的判别式讨论(Δ>0,Δ=0,Δ<0);③根据根的大小讨论(x1>x2,x1=x2,x1
(1)解下列不等式.
(Ⅰ)-x2-2x+3≥0;
(Ⅱ)x2-2x+2>0.
解:(Ⅰ)不等式两边同乘以-1,原不等式可化为x2+2x-3≤0.
方程x2+2x-3=0的解为x1=-3,x2=1.
而y=x2+2x-3的图象开口向上,可得原不等式-x2-2x+3≥0的解集是{x|-3≤x≤1}.
(Ⅱ)因为Δ<0,所以方程x2-2x+2=0无实数解,而y=x2-2x+2的图象开口向上,可得原不等式x2-2x+2>0的解集为R.
(2)若关于x的不等式ax2-x+2a<0的解集为∅,则实数a的取值范围是________.
解:依题意知,问题等价于ax2-x+2a≥0恒成立,
当a=0时,-x≥0不恒成立;
当a≠0时,要使ax2-x+2a≥0恒成立,
需即解得a≥,即a的取值范围是.故填.
类型二 二次不等式、二次函数及二次方程的关系
(1)已知不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1
A. B.
C.{x|-2
解:由题意知x=-1,x=2是方程ax2+bx+ 2=0的两根,且a<0.
由韦达定理得⇒
所以不等式2x2+bx+a<0,即2x2+x-1<0.
解得-1<x<.故选B.
点 拨:
已知一元二次不等式的解集,就能够得到相应的一元二次方程的两根,由根与系数的关系,可以求出相应的系数.注意结合不等式解集的形式判断二次项系数的正负.
(2)已知函数f(x)=ax2+(b-8)x-a-ab,当x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f(x)<0.当x∈(-3,2)时,f(x)>0.
(Ⅰ)求f(x)在[0,1]内的值域;
(Ⅱ)若ax2+bx+c≤0的解集为R,求实数c的取值范围.
解:(Ⅰ)依题意知,-3,2是方程ax2+(b-8)x-a-ab=0的两根,且a<0,则所以a=-3,b=5,则f(x)=-3x2-3x+18=-3+,
函数f(x)的图象关于直线x=-对称,且抛物线开口向下,所以在区间[0,1]上f(x)为减函数,所以函数的最大值为f(0)=18,最小值为f(1)=12.故f(x)在[0,1]内的值域为[12,18].
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,不等式ax2+bx+c≤0即为-3x2+5x+c≤0,因为二次函数y=-3x2+5x+c的图象开口向下,要使-3x2+5x+c≤0的解集为R,只需Δ=25+12c≤0,即c≤-,所以实数c的取值范围为.
点 拨:
三个“二次”在高考中举足轻重,每年高考中,至少有三分之一的题目与之相关.直接考查的不多见,以间接考查为主,贯穿高中数学的始终.其中二次函数居核心地位.
(1)已知不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b}.
(Ⅰ)求a,b;
(Ⅱ)解不等式ax2-(ac+b)x+bc<0.
解:(Ⅰ)因为不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b},所以x1=1与x2=b是方程ax2-3x+2=0的两个实数根,且b>1.由根与系数的关系,得
解得
(Ⅱ)不等式ax2-(ac+b)x+bc<0,
即x2-(2+c)x+2c<0,即(x-2)(x-c)<0.
①当c>2时,不等式的解集为{x|2
(2)()已知函数f(x)=x2+ax+b(b∈R)的值域为[0,+∞),若关于x的不等式f(x)
因为f(x)的值域为[0,+∞),
所以b-=0,即b=,所以f(x)=.
又因为f(x)
则--
②-①得2=6,所以c=9.
另解:由题意知f(x)=x2+ax+.
又f(x)
x1=m,x2=m+6,则
|x1-x2|=6==,
解得c=9.故填9.
类型三 分式不等式的解法
解下列不等式.
(1)<0;(2)≥0;(3)>1.
解:(1)原不等式可化为(x+1)(2x-1)<0,
所以-1
(2)原不等式可化为≤0,所以
所以即-
(3)原不等式可化为-1>0,即>0,
所以>0,则x<-2.
故原不等式的解集为{x|x<-2}.
点 拨:
首先通过“移项、通分”,将不等式右边化为0,左边化为的形式,将原分式不等式化为标准型,然后将化为标准型的分式不等式等价转化为整式不等式(组)来求解,注意分母不为0.
(1)不等式≤1的解集为________.
解:≤1 ⇔ -1≤0 ⇔ ≤0 ⇔ ≥0.
方法一:≥0 ⇔
得{x|x>-或x≤-2}.
方法二:≥0 ⇔ 或
得{x|x>-或x≤-2}.
故填{x|x>-或x≤-2}.
(2)()已知两个集合A={x|y=ln(-x2+x+2)},B=,则A∩B=( )
A. B.
C.(-1,e) D.(2,e)
解:由题意得A={x|-x2+x+2>0}={x|-1
设函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若对于一切实数x,f(x)<0恒成立,求m的取值范围;
(2)对于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范围.
解:(1)若m=0,显然-1<0恒成立;
若m≠0,则⇒-4
(2)方法一:要使x∈[1,3]时,f(x)<-m+5恒成立,
需m+m-6<0,x∈[1,3].
令g(x)=m+m-6,x∈[1,3].
则需g(x)max<0.
当m>0时,g(x)在[1,3]上是增函数,所以g(x)max=g(3)=7m-6,所以7m-6<0,解得m<,所以0
当m<0时,g(x)在[1,3]上是减函数.所以g(x)max=g(1)=m-6<0,解得m<6,所以m<0.
综上所述,m的取值范围为.
方法二:f(x)<-m+5恒成立,即m(x2-x+1)-6<0恒成立,因为x2-x+1=+>0,所以m<,在x∈[1,3]上恒成立.又函数y==在[1,3]上的最小值为,所以只需m<即可.所以m的取值范围为.
点 拨:
①不等式ax2+bx+c>0的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当a=0时,b=0,c>0;当a≠0时,
②不等式ax2+bx+c<0的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当a=0时,b=0,c<0;当a≠0时,
③处理与一元二次不等式有关的恒成立问题常可用分离参数的方法,很多时候都可以减少不必要的讨论,其中:f(x)≤a恒成立⇔a≥f(x)max;f(x)≥a恒成立⇔a≤f(x)min.
注意:解决恒成立问题一定要搞清楚谁是主元,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)对任意的x∈R,函数f(x)=x2+ (a-4)x+(5-2a)的值恒大于0,则a的取值范围是________.
解:由题意知,f(x)图象的开口向上,故要使f(x)>0恒成立,只需Δ<0,即(a-4)2-4(5-2a)<0,解得-2 (2)对于满足|a|≤2的所有实数a,使不等式x2+ax+1>2x+a成立的x的取值范围为________.
解:原不等式转化为(x-1)a+x2-2x+1>0,设f(a)=(x-1)a+x2-2x+1,则f(a)在[-2,2]上恒大于0,故有: 即 解得
所以x<-1或x>3.故填(-∞,-1)∪(3,+∞).
1.一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(a≠0)的解集的确定,受二次项系数a的符号及判别式Δ=b2-4ac的符号制约,且与相应的二次函数、一元二次方程有密切联系,可结合相应的函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,数形结合求得不等式的解集;二次函数y=ax2+bx+c的值恒大于0的条件是a>0且Δ<0;若恒大于或等于0,则a>0且Δ≤0.若二次项系数中含参数且未指明该函数是二次函数时,必须考虑二次项系数为0这一特殊情形.
2.解分式不等式要使一边为零;求解非严格分式不等式时,要注意分母不等于0,转化为不等式组.(注:形如≥0或≤0的不等式称为非严格分式不等式)
3.解含参数的不等式的基本途径是分类讨论,能避免讨论的应设法避免讨论.对字母参数的逻辑划分要具体问题具体分析,必须注意分类不重、不漏、完全、准确.
4.解不等式的过程,实质上是不等式等价转化的过程.因此保持同解变形是解不等式应遵循的基本原则.
5.各类不等式最后一般都要化为一元一次不等式(组)或一元二次不等式(组)来解,这体现了转化与化归的数学思想.
6.一元二次不等式求解的程序框图
1.()函数f(x)=的定义域是 ( )
A.(-∞,1)∪(3,+∞) B.(1,3)
C.(-∞,2)∪(2,+∞) D.(1,2)∪(2,3)
解:由题意知即故函数f(x)的定义域为(1,2)∪(2,3).故选D.
2.关于x的不等式x2+px-2<0的解集是(q,1),则p+q的值为 ( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解:依题意得q,1是方程x2+px-2=0的两根,则q+1=-p,即p+q=-1.故选B.
3.()已知关于x的不等式>0的解集是(-∞,-1)∪,则a的值为
( )
A.-1 B. C.1 D.2
解:由题意得a≠0,且不等式等价于a(x+1)>0,由解集的特点可得a>0且=,故 a=2.故选D.
4.()若集合A={x|ax2-ax+1<0}=∅,则实数a的取值范围是 ( )
A.(0,4) B.[0,4)
C.(0,4] D.[0,4]
解:由题意知a=0时,满足条件.
当a≠0时,由得0 5.不等式(2x-1)(1-|x|)<0成立的充要条件是
( )
A.x>1或x< B.x>1或-1
解:原不等式等价于或
所以或
所以x>1或-1
A. B. C. D.
解:由条件知x1,x2为方程x2-2ax-8a2= (x+2a)(x-4a)=0的两根,则x1=-2a,x2=4a,4a+2a=15,得a=.故选A.
7.()不等式2x2-3|x|-35>0的解集为________.
解:2x2-3|x|-35>0⇔2|x|2-3|x|-35>0⇔(|x|-5)(2|x|+7)>0⇔|x|>5或|x|<-(舍)⇔x>5或x<-5.故填{x|x<-5或x>5}.
8.关于x的不等式<2对任意实数x恒成立,则实数m的取值范围为________.
解:因为x2-2x+3=(x-1)2+2>0,所以原不等式即4x+m<2(x2-2x+3)恒成立,所以m<2x2-8x+6恒成立,设f(x)=2x2-8x+6,则需m
(1)求a的值;
(2)求不等式>a+5的解集.
解:(1)依题意知,a<0且ax2+5x-2=0的两个实数根为和2,
由根与系数的关系得+2=-,解得a=-2.
(2)将a=-2代入不等式得>3,即-3>0,
整理得>0,即(x+1)(x+2)<0,解得-2
(1)求a的取值范围;
(2)若函数f(x)的最小值为,解关于x的不等式x2-x-a2-a<0.
解:(1)因为函数f(x)=的定义域为R,
所以ax2+2ax+1≥0恒成立,
当a=0时,1≥0恒成立.
当a≠0时,则有解得0 综上,a的取值范围是[0,1].
(2)因为f(x)==,
显然a=0时f(x)min≠,故a>0,所以当x=-1时,f(x)min=,
由题意,得=,所以a=.
所以x2-x--<0,即(2x+1)(2x-3)<0,解得-
(1)若函数f(x)有最大值,求实数a的值;
(2)解不等式f(x)>1(a∈R).
解:(1)由题意,a≠0,则f(x)=a-.当a>0时,不符合题意;当a<0时,f(x)有最大值,则-=,解得a=-2或-.
(2)f(x)>1,即ax2+x-a>1,(x-1)(ax+a+1)>0,
①当a=0时,解集为{x|x>1};
②当a>0时,(x-1)>0,
解集为;
③当a=-时,(x-1)2<0,解集为∅;
④当- 解集为;
⑤当a<-时,(x-1)<0,
解集为.
()已知不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t),记函数f(x)=ax2+(a-b)x-c.
(1)求证:函数y=f(x)必有两个不同的零点;
(2)若函数y=f(x)的两个零点分别为m,n,求|m-n|的取值范围.
解:(1)证明:由题意知a<0,a+b+c=0,且->1,所以c<a<0,所以ac>0,所以对于函数f(x)=ax2+(a-b)x-c有Δ=(a-b)2+4ac>0,所以函数y=f(x)必有两个不同零点.
(2)|m-n|2=(m+n)2-4mn===+8·+4,
由不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t)可知,方程ax2+bx+c=0的两个解分别为1和t(t>1),由根与系数的关系知=t,所以|m-n|2=t2+8t+4,t∈(1,+∞).
所以|m-n|>,
所以|m-n|的取值范围为(,+∞).
7.2 一元二次不等式及其解法
1.解不等式的有关理论
(1)若两个不等式的解集相同,则称它们是__________.
(2)一个不等式变形为另一个不等式时,若两个不等式是同解不等式,这种变形称为不等式的__________.
(3)解不等式变形时应进行同解变形;解不等式的结果,一般用集合表示.
2.一元一次不等式解法
任何一个一元一次不等式经过不等式的同解变形后,都可以化为ax>b(a≠0)的形式.当a>0时,解集为__________;当a<0时,解集为__________.若关于x的不等式ax>b的解集是R,则实数a,b满足的条件是__________.
3.一元二次不等式及其解法
(1)我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为__________不等式.
(2)使某个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,一元二次不等式所有的解组成的集合叫做一元二次不等式的________.
(3)若一元二次不等式经过同解变形后,化为一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(其中a>0)的形式,其对应的方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实根x1,x2,且x1<x2(此时Δ=b2-4ac>0),则可根据“大于号取__________,小于号取__________”求解集.
(4)一元二次不等式的解
函数、方程与不等式
Δ>0
Δ=0
Δ<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
有两相异实根x1,x2(x1<x2)
有两相等实根
x1=x2=
-
无实根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
①
②
R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
③
4.分式不等式解法
(1)化分式不等式为标准型.方法:移项,通分,右边化为0,左边化为的形式.
(2)将分式不等式转化为整式不等式求解,如:
⇔ f(x)g(x)>0;
<0 ⇔ f(x)g(x)<0;
≥0 ⇔
≤0 ⇔
自查自纠:
1.(1)同解不等式 (2)同解变形
2. a=0,b<0
3.(1)一元二次 (2)解集 (3)两边 中间
(4)① ② ③∅
()不等式<1的解集是
( )
A.(-∞,-1)∪(1,+∞)
B.(1,+∞)
C.(-∞,-1)
D.(-1,1)
解:因为<1,所以-1<0,即<0,该不等式可化为(x+1)(x-1)>0,所以x<-1或x>1.故选A.
()不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0,对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,2] B.(-2,2]
C.(-2,2) D.(-∞,2)
解:当a≠2时,有 所以-2 ()已知不等式ax2-5x+b>0的解集为{x|-3
A. B.
C.{x|-3
解:由题意得解得a= -1,b=-6,所以不等式bx2-5x+a>0为-6x2-5x-1>0,即(3x+1)·(2x+1)<0,所以解集为.故选A.
()已知函数f(x)=ln(x2-4x-a),若对任意的m∈R,均存在x0使得f(x0)=m,则实数a的取值范围是________.
解:依题意得,函数f(x)的值域为R,令函数g(x)=x2-4x-a,则函数g(x)的值域取遍一切正实数,因此对于方程x2-4x-a=0,有Δ=16+4a≥0,解得a≥-4.故填[-4,+∞).
()已知关于x的不等式x2-ax-6a2>0(a<0)的解集为(-∞,x1)∪(x2,+∞),且x2-x1=5,则a=________.
解法一:由题意得,x1+x2=a ①,x1x2= -6a2 ②,①2-4×②可得(x2-x1)2=25a2,又x2-x1=5,所以25a2=50,解得a=±,因为a<0,所以a=-.
解法二:关于x的不等式x2-ax-6a2>0(a<0)可化为(x+2a)(x-3a)>0,因为a<0,所以-2a>3a,所以解不等式得x>-2a或x<3a,所以x1=3a, x2=-2a.又x2-x1=5,所以-5a=5,所以a=-.故填-.
类型一 一元二次不等式的解法
(1)解下列不等式.
(Ⅰ)x2-7x+12>0;
(Ⅱ)x2-2x+1<0.
解:(Ⅰ)方程x2-7x+12=0的解为x1=3, x2=4.
而y=x2-7x+12的图象开口向上,可得原不等式x2-7x+12>0的解集是{x|x<3或x>4}.
(Ⅱ)方程x2-2x+1=0有两个相同的解x1=x2=1.
而y=x2-2x+1的图象开口向上,可得原不等式x2-2x+1<0的解集为∅.
(2)解关于 x 的不等式 kx2-2x+k<0(k∈R).
解:①当 k=0 时,不等式的解为 x>0.
②当 k>0 时,若Δ=4-4k2>0,即 0<k<1 时,不等式的解为<x<;
若Δ≤0,即 k≥1 时,不等式无解.
③当 k<0 时,
若Δ=4-4k2>0,即-1<k<0时,x<或x>;
若Δ<0,即 k<-1 时,不等式的解集为 R;
若Δ=0,即 k=-1 时,不等式的解为 x≠ -1.
综上所述,
当k≥1 时,不等式的解集为∅;
当0<k<1 时,不等式的解集为{x|<x<};
当k=0 时,不等式的解集为{x|x>0};
当-1<k<0时,不等式的解集为{x|x<或x>};
当k=-1时,不等式的解集为{x|x≠-1};
当k<-1时,不等式的解集为R.
点 拨:
解一元二次不等式的步骤:第一步,将二次项系数化为正数;第二步,解相应的一元二次方程;第三步,根据一元二次方程的根,结合不等号的方向画图;第四步,写出不等式的解集.容易出现的错误有:①未将二次项系数化正,对应错标准形式;②解方程出错;③结果未按要求写成集合.解含参数的一元二次不等式常分以下几种情况讨论:①根据二次项系数讨论(大于 0,小于 0,等于 0);②根据根的判别式讨论(Δ>0,Δ=0,Δ<0);③根据根的大小讨论(x1>x2,x1=x2,x1
(1)解下列不等式.
(Ⅰ)-x2-2x+3≥0;
(Ⅱ)x2-2x+2>0.
解:(Ⅰ)不等式两边同乘以-1,原不等式可化为x2+2x-3≤0.
方程x2+2x-3=0的解为x1=-3,x2=1.
而y=x2+2x-3的图象开口向上,可得原不等式-x2-2x+3≥0的解集是{x|-3≤x≤1}.
(Ⅱ)因为Δ<0,所以方程x2-2x+2=0无实数解,而y=x2-2x+2的图象开口向上,可得原不等式x2-2x+2>0的解集为R.
(2)若关于x的不等式ax2-x+2a<0的解集为∅,则实数a的取值范围是________.
解:依题意知,问题等价于ax2-x+2a≥0恒成立,
当a=0时,-x≥0不恒成立;
当a≠0时,要使ax2-x+2a≥0恒成立,
需即解得a≥,即a的取值范围是.故填.
类型二 二次不等式、二次函数及二次方程的关系
(1)已知不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1
A. B.
C.{x|-2
解:由题意知x=-1,x=2是方程ax2+bx+ 2=0的两根,且a<0.
由韦达定理得⇒
所以不等式2x2+bx+a<0,即2x2+x-1<0.
解得-1<x<.故选B.
点 拨:
已知一元二次不等式的解集,就能够得到相应的一元二次方程的两根,由根与系数的关系,可以求出相应的系数.注意结合不等式解集的形式判断二次项系数的正负.
(2)已知函数f(x)=ax2+(b-8)x-a-ab,当x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f(x)<0.当x∈(-3,2)时,f(x)>0.
(Ⅰ)求f(x)在[0,1]内的值域;
(Ⅱ)若ax2+bx+c≤0的解集为R,求实数c的取值范围.
解:(Ⅰ)依题意知,-3,2是方程ax2+(b-8)x-a-ab=0的两根,且a<0,则所以a=-3,b=5,则f(x)=-3x2-3x+18=-3+,
函数f(x)的图象关于直线x=-对称,且抛物线开口向下,所以在区间[0,1]上f(x)为减函数,所以函数的最大值为f(0)=18,最小值为f(1)=12.故f(x)在[0,1]内的值域为[12,18].
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,不等式ax2+bx+c≤0即为-3x2+5x+c≤0,因为二次函数y=-3x2+5x+c的图象开口向下,要使-3x2+5x+c≤0的解集为R,只需Δ=25+12c≤0,即c≤-,所以实数c的取值范围为.
点 拨:
三个“二次”在高考中举足轻重,每年高考中,至少有三分之一的题目与之相关.直接考查的不多见,以间接考查为主,贯穿高中数学的始终.其中二次函数居核心地位.
(1)已知不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b}.
(Ⅰ)求a,b;
(Ⅱ)解不等式ax2-(ac+b)x+bc<0.
解:(Ⅰ)因为不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b},所以x1=1与x2=b是方程ax2-3x+2=0的两个实数根,且b>1.由根与系数的关系,得
解得
(Ⅱ)不等式ax2-(ac+b)x+bc<0,
即x2-(2+c)x+2c<0,即(x-2)(x-c)<0.
①当c>2时,不等式的解集为{x|2
(2)()已知函数f(x)=x2+ax+b(b∈R)的值域为[0,+∞),若关于x的不等式f(x)
因为f(x)的值域为[0,+∞),
所以b-=0,即b=,所以f(x)=.
又因为f(x)
则--
②-①得2=6,所以c=9.
另解:由题意知f(x)=x2+ax+.
又f(x)
x1=m,x2=m+6,则
|x1-x2|=6==,
解得c=9.故填9.
类型三 分式不等式的解法
解下列不等式.
(1)<0;(2)≥0;(3)>1.
解:(1)原不等式可化为(x+1)(2x-1)<0,
所以-1
(2)原不等式可化为≤0,所以
所以即-
(3)原不等式可化为-1>0,即>0,
所以>0,则x<-2.
故原不等式的解集为{x|x<-2}.
点 拨:
首先通过“移项、通分”,将不等式右边化为0,左边化为的形式,将原分式不等式化为标准型,然后将化为标准型的分式不等式等价转化为整式不等式(组)来求解,注意分母不为0.
(1)不等式≤1的解集为________.
解:≤1 ⇔ -1≤0 ⇔ ≤0 ⇔ ≥0.
方法一:≥0 ⇔
得{x|x>-或x≤-2}.
方法二:≥0 ⇔ 或
得{x|x>-或x≤-2}.
故填{x|x>-或x≤-2}.
(2)()已知两个集合A={x|y=ln(-x2+x+2)},B=,则A∩B=( )
A. B.
C.(-1,e) D.(2,e)
解:由题意得A={x|-x2+x+2>0}={x|-1
设函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若对于一切实数x,f(x)<0恒成立,求m的取值范围;
(2)对于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范围.
解:(1)若m=0,显然-1<0恒成立;
若m≠0,则⇒-4
(2)方法一:要使x∈[1,3]时,f(x)<-m+5恒成立,
需m+m-6<0,x∈[1,3].
令g(x)=m+m-6,x∈[1,3].
则需g(x)max<0.
当m>0时,g(x)在[1,3]上是增函数,所以g(x)max=g(3)=7m-6,所以7m-6<0,解得m<,所以0
当m<0时,g(x)在[1,3]上是减函数.所以g(x)max=g(1)=m-6<0,解得m<6,所以m<0.
综上所述,m的取值范围为.
方法二:f(x)<-m+5恒成立,即m(x2-x+1)-6<0恒成立,因为x2-x+1=+>0,所以m<,在x∈[1,3]上恒成立.又函数y==在[1,3]上的最小值为,所以只需m<即可.所以m的取值范围为.
点 拨:
①不等式ax2+bx+c>0的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当a=0时,b=0,c>0;当a≠0时,
②不等式ax2+bx+c<0的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当a=0时,b=0,c<0;当a≠0时,
③处理与一元二次不等式有关的恒成立问题常可用分离参数的方法,很多时候都可以减少不必要的讨论,其中:f(x)≤a恒成立⇔a≥f(x)max;f(x)≥a恒成立⇔a≤f(x)min.
注意:解决恒成立问题一定要搞清楚谁是主元,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)对任意的x∈R,函数f(x)=x2+ (a-4)x+(5-2a)的值恒大于0,则a的取值范围是________.
解:由题意知,f(x)图象的开口向上,故要使f(x)>0恒成立,只需Δ<0,即(a-4)2-4(5-2a)<0,解得-2 (2)对于满足|a|≤2的所有实数a,使不等式x2+ax+1>2x+a成立的x的取值范围为________.
解:原不等式转化为(x-1)a+x2-2x+1>0,设f(a)=(x-1)a+x2-2x+1,则f(a)在[-2,2]上恒大于0,故有: 即 解得
所以x<-1或x>3.故填(-∞,-1)∪(3,+∞).
1.一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(a≠0)的解集的确定,受二次项系数a的符号及判别式Δ=b2-4ac的符号制约,且与相应的二次函数、一元二次方程有密切联系,可结合相应的函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,数形结合求得不等式的解集;二次函数y=ax2+bx+c的值恒大于0的条件是a>0且Δ<0;若恒大于或等于0,则a>0且Δ≤0.若二次项系数中含参数且未指明该函数是二次函数时,必须考虑二次项系数为0这一特殊情形.
2.解分式不等式要使一边为零;求解非严格分式不等式时,要注意分母不等于0,转化为不等式组.(注:形如≥0或≤0的不等式称为非严格分式不等式)
3.解含参数的不等式的基本途径是分类讨论,能避免讨论的应设法避免讨论.对字母参数的逻辑划分要具体问题具体分析,必须注意分类不重、不漏、完全、准确.
4.解不等式的过程,实质上是不等式等价转化的过程.因此保持同解变形是解不等式应遵循的基本原则.
5.各类不等式最后一般都要化为一元一次不等式(组)或一元二次不等式(组)来解,这体现了转化与化归的数学思想.
6.一元二次不等式求解的程序框图
1.()函数f(x)=的定义域是 ( )
A.(-∞,1)∪(3,+∞) B.(1,3)
C.(-∞,2)∪(2,+∞) D.(1,2)∪(2,3)
解:由题意知即故函数f(x)的定义域为(1,2)∪(2,3).故选D.
2.关于x的不等式x2+px-2<0的解集是(q,1),则p+q的值为 ( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解:依题意得q,1是方程x2+px-2=0的两根,则q+1=-p,即p+q=-1.故选B.
3.()已知关于x的不等式>0的解集是(-∞,-1)∪,则a的值为
( )
A.-1 B. C.1 D.2
解:由题意得a≠0,且不等式等价于a(x+1)>0,由解集的特点可得a>0且=,故 a=2.故选D.
4.()若集合A={x|ax2-ax+1<0}=∅,则实数a的取值范围是 ( )
A.(0,4) B.[0,4)
C.(0,4] D.[0,4]
解:由题意知a=0时,满足条件.
当a≠0时,由得0 5.不等式(2x-1)(1-|x|)<0成立的充要条件是
( )
A.x>1或x< B.x>1或-1
解:原不等式等价于或
所以或
所以x>1或-1
A. B. C. D.
解:由条件知x1,x2为方程x2-2ax-8a2= (x+2a)(x-4a)=0的两根,则x1=-2a,x2=4a,4a+2a=15,得a=.故选A.
7.()不等式2x2-3|x|-35>0的解集为________.
解:2x2-3|x|-35>0⇔2|x|2-3|x|-35>0⇔(|x|-5)(2|x|+7)>0⇔|x|>5或|x|<-(舍)⇔x>5或x<-5.故填{x|x<-5或x>5}.
8.关于x的不等式<2对任意实数x恒成立,则实数m的取值范围为________.
解:因为x2-2x+3=(x-1)2+2>0,所以原不等式即4x+m<2(x2-2x+3)恒成立,所以m<2x2-8x+6恒成立,设f(x)=2x2-8x+6,则需m
(1)求a的值;
(2)求不等式>a+5的解集.
解:(1)依题意知,a<0且ax2+5x-2=0的两个实数根为和2,
由根与系数的关系得+2=-,解得a=-2.
(2)将a=-2代入不等式得>3,即-3>0,
整理得>0,即(x+1)(x+2)<0,解得-2
(1)求a的取值范围;
(2)若函数f(x)的最小值为,解关于x的不等式x2-x-a2-a<0.
解:(1)因为函数f(x)=的定义域为R,
所以ax2+2ax+1≥0恒成立,
当a=0时,1≥0恒成立.
当a≠0时,则有解得0 综上,a的取值范围是[0,1].
(2)因为f(x)==,
显然a=0时f(x)min≠,故a>0,所以当x=-1时,f(x)min=,
由题意,得=,所以a=.
所以x2-x--<0,即(2x+1)(2x-3)<0,解得-
(1)若函数f(x)有最大值,求实数a的值;
(2)解不等式f(x)>1(a∈R).
解:(1)由题意,a≠0,则f(x)=a-.当a>0时,不符合题意;当a<0时,f(x)有最大值,则-=,解得a=-2或-.
(2)f(x)>1,即ax2+x-a>1,(x-1)(ax+a+1)>0,
①当a=0时,解集为{x|x>1};
②当a>0时,(x-1)>0,
解集为;
③当a=-时,(x-1)2<0,解集为∅;
④当- 解集为;
⑤当a<-时,(x-1)<0,
解集为.
()已知不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t),记函数f(x)=ax2+(a-b)x-c.
(1)求证:函数y=f(x)必有两个不同的零点;
(2)若函数y=f(x)的两个零点分别为m,n,求|m-n|的取值范围.
解:(1)证明:由题意知a<0,a+b+c=0,且->1,所以c<a<0,所以ac>0,所以对于函数f(x)=ax2+(a-b)x-c有Δ=(a-b)2+4ac>0,所以函数y=f(x)必有两个不同零点.
(2)|m-n|2=(m+n)2-4mn===+8·+4,
由不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t)可知,方程ax2+bx+c=0的两个解分别为1和t(t>1),由根与系数的关系知=t,所以|m-n|2=t2+8t+4,t∈(1,+∞).
所以|m-n|>,
所以|m-n|的取值范围为(,+∞).
7.2 一元二次不等式及其解法
1.解不等式的有关理论
(1)若两个不等式的解集相同,则称它们是__________.
(2)一个不等式变形为另一个不等式时,若两个不等式是同解不等式,这种变形称为不等式的__________.
(3)解不等式变形时应进行同解变形;解不等式的结果,一般用集合表示.
2.一元一次不等式解法
任何一个一元一次不等式经过不等式的同解变形后,都可以化为ax>b(a≠0)的形式.当a>0时,解集为__________;当a<0时,解集为__________.若关于x的不等式ax>b的解集是R,则实数a,b满足的条件是__________.
3.一元二次不等式及其解法
(1)我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为__________不等式.
(2)使某个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,一元二次不等式所有的解组成的集合叫做一元二次不等式的________.
(3)若一元二次不等式经过同解变形后,化为一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(其中a>0)的形式,其对应的方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实根x1,x2,且x1<x2(此时Δ=b2-4ac>0),则可根据“大于号取__________,小于号取__________”求解集.
(4)一元二次不等式的解
函数、方程与不等式
Δ>0
Δ=0
Δ<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
有两相异实根x1,x2(x1<x2)
有两相等实根
x1=x2=
-
无实根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
①
②
R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
③
4.分式不等式解法
(1)化分式不等式为标准型.方法:移项,通分,右边化为0,左边化为的形式.
(2)将分式不等式转化为整式不等式求解,如:
⇔ f(x)g(x)>0;
<0 ⇔ f(x)g(x)<0;
≥0 ⇔
≤0 ⇔
自查自纠:
1.(1)同解不等式 (2)同解变形
2. a=0,b<0
3.(1)一元二次 (2)解集 (3)两边 中间
(4)① ② ③∅
()不等式<1的解集是
( )
A.(-∞,-1)∪(1,+∞)
B.(1,+∞)
C.(-∞,-1)
D.(-1,1)
解:因为<1,所以-1<0,即<0,该不等式可化为(x+1)(x-1)>0,所以x<-1或x>1.故选A.
()不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0,对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是 ( )
A.(-∞,2] B.(-2,2]
C.(-2,2) D.(-∞,2)
解:当a≠2时,有 所以-2 ()已知不等式ax2-5x+b>0的解集为{x|-3
A. B.
C.{x|-3
解:由题意得解得a= -1,b=-6,所以不等式bx2-5x+a>0为-6x2-5x-1>0,即(3x+1)·(2x+1)<0,所以解集为.故选A.
()已知函数f(x)=ln(x2-4x-a),若对任意的m∈R,均存在x0使得f(x0)=m,则实数a的取值范围是________.
解:依题意得,函数f(x)的值域为R,令函数g(x)=x2-4x-a,则函数g(x)的值域取遍一切正实数,因此对于方程x2-4x-a=0,有Δ=16+4a≥0,解得a≥-4.故填[-4,+∞).
()已知关于x的不等式x2-ax-6a2>0(a<0)的解集为(-∞,x1)∪(x2,+∞),且x2-x1=5,则a=________.
解法一:由题意得,x1+x2=a ①,x1x2= -6a2 ②,①2-4×②可得(x2-x1)2=25a2,又x2-x1=5,所以25a2=50,解得a=±,因为a<0,所以a=-.
解法二:关于x的不等式x2-ax-6a2>0(a<0)可化为(x+2a)(x-3a)>0,因为a<0,所以-2a>3a,所以解不等式得x>-2a或x<3a,所以x1=3a, x2=-2a.又x2-x1=5,所以-5a=5,所以a=-.故填-.
类型一 一元二次不等式的解法
(1)解下列不等式.
(Ⅰ)x2-7x+12>0;
(Ⅱ)x2-2x+1<0.
解:(Ⅰ)方程x2-7x+12=0的解为x1=3, x2=4.
而y=x2-7x+12的图象开口向上,可得原不等式x2-7x+12>0的解集是{x|x<3或x>4}.
(Ⅱ)方程x2-2x+1=0有两个相同的解x1=x2=1.
而y=x2-2x+1的图象开口向上,可得原不等式x2-2x+1<0的解集为∅.
(2)解关于 x 的不等式 kx2-2x+k<0(k∈R).
解:①当 k=0 时,不等式的解为 x>0.
②当 k>0 时,若Δ=4-4k2>0,即 0<k<1 时,不等式的解为<x<;
若Δ≤0,即 k≥1 时,不等式无解.
③当 k<0 时,
若Δ=4-4k2>0,即-1<k<0时,x<或x>;
若Δ<0,即 k<-1 时,不等式的解集为 R;
若Δ=0,即 k=-1 时,不等式的解为 x≠ -1.
综上所述,
当k≥1 时,不等式的解集为∅;
当0<k<1 时,不等式的解集为{x|<x<};
当k=0 时,不等式的解集为{x|x>0};
当-1<k<0时,不等式的解集为{x|x<或x>};
当k=-1时,不等式的解集为{x|x≠-1};
当k<-1时,不等式的解集为R.
点 拨:
解一元二次不等式的步骤:第一步,将二次项系数化为正数;第二步,解相应的一元二次方程;第三步,根据一元二次方程的根,结合不等号的方向画图;第四步,写出不等式的解集.容易出现的错误有:①未将二次项系数化正,对应错标准形式;②解方程出错;③结果未按要求写成集合.解含参数的一元二次不等式常分以下几种情况讨论:①根据二次项系数讨论(大于 0,小于 0,等于 0);②根据根的判别式讨论(Δ>0,Δ=0,Δ<0);③根据根的大小讨论(x1>x2,x1=x2,x1
(1)解下列不等式.
(Ⅰ)-x2-2x+3≥0;
(Ⅱ)x2-2x+2>0.
解:(Ⅰ)不等式两边同乘以-1,原不等式可化为x2+2x-3≤0.
方程x2+2x-3=0的解为x1=-3,x2=1.
而y=x2+2x-3的图象开口向上,可得原不等式-x2-2x+3≥0的解集是{x|-3≤x≤1}.
(Ⅱ)因为Δ<0,所以方程x2-2x+2=0无实数解,而y=x2-2x+2的图象开口向上,可得原不等式x2-2x+2>0的解集为R.
(2)若关于x的不等式ax2-x+2a<0的解集为∅,则实数a的取值范围是________.
解:依题意知,问题等价于ax2-x+2a≥0恒成立,
当a=0时,-x≥0不恒成立;
当a≠0时,要使ax2-x+2a≥0恒成立,
需即解得a≥,即a的取值范围是.故填.
类型二 二次不等式、二次函数及二次方程的关系
(1)已知不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1
A. B.
C.{x|-2
解:由题意知x=-1,x=2是方程ax2+bx+ 2=0的两根,且a<0.
由韦达定理得⇒
所以不等式2x2+bx+a<0,即2x2+x-1<0.
解得-1<x<.故选B.
点 拨:
已知一元二次不等式的解集,就能够得到相应的一元二次方程的两根,由根与系数的关系,可以求出相应的系数.注意结合不等式解集的形式判断二次项系数的正负.
(2)已知函数f(x)=ax2+(b-8)x-a-ab,当x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f(x)<0.当x∈(-3,2)时,f(x)>0.
(Ⅰ)求f(x)在[0,1]内的值域;
(Ⅱ)若ax2+bx+c≤0的解集为R,求实数c的取值范围.
解:(Ⅰ)依题意知,-3,2是方程ax2+(b-8)x-a-ab=0的两根,且a<0,则所以a=-3,b=5,则f(x)=-3x2-3x+18=-3+,
函数f(x)的图象关于直线x=-对称,且抛物线开口向下,所以在区间[0,1]上f(x)为减函数,所以函数的最大值为f(0)=18,最小值为f(1)=12.故f(x)在[0,1]内的值域为[12,18].
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,不等式ax2+bx+c≤0即为-3x2+5x+c≤0,因为二次函数y=-3x2+5x+c的图象开口向下,要使-3x2+5x+c≤0的解集为R,只需Δ=25+12c≤0,即c≤-,所以实数c的取值范围为.
点 拨:
三个“二次”在高考中举足轻重,每年高考中,至少有三分之一的题目与之相关.直接考查的不多见,以间接考查为主,贯穿高中数学的始终.其中二次函数居核心地位.
(1)已知不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b}.
(Ⅰ)求a,b;
(Ⅱ)解不等式ax2-(ac+b)x+bc<0.
解:(Ⅰ)因为不等式ax2-3x+6>4的解集为{x|x<1或x>b},所以x1=1与x2=b是方程ax2-3x+2=0的两个实数根,且b>1.由根与系数的关系,得
解得
(Ⅱ)不等式ax2-(ac+b)x+bc<0,
即x2-(2+c)x+2c<0,即(x-2)(x-c)<0.
①当c>2时,不等式的解集为{x|2
(2)()已知函数f(x)=x2+ax+b(b∈R)的值域为[0,+∞),若关于x的不等式f(x)
因为f(x)的值域为[0,+∞),
所以b-=0,即b=,所以f(x)=.
又因为f(x)
则--
②-①得2=6,所以c=9.
另解:由题意知f(x)=x2+ax+.
又f(x)
x1=m,x2=m+6,则
|x1-x2|=6==,
解得c=9.故填9.
类型三 分式不等式的解法
解下列不等式.
(1)<0;(2)≥0;(3)>1.
解:(1)原不等式可化为(x+1)(2x-1)<0,
所以-1
(2)原不等式可化为≤0,所以
所以即-
(3)原不等式可化为-1>0,即>0,
所以>0,则x<-2.
故原不等式的解集为{x|x<-2}.
点 拨:
首先通过“移项、通分”,将不等式右边化为0,左边化为的形式,将原分式不等式化为标准型,然后将化为标准型的分式不等式等价转化为整式不等式(组)来求解,注意分母不为0.
(1)不等式≤1的解集为________.
解:≤1 ⇔ -1≤0 ⇔ ≤0 ⇔ ≥0.
方法一:≥0 ⇔
得{x|x>-或x≤-2}.
方法二:≥0 ⇔ 或
得{x|x>-或x≤-2}.
故填{x|x>-或x≤-2}.
(2)()已知两个集合A={x|y=ln(-x2+x+2)},B=,则A∩B=( )
A. B.
C.(-1,e) D.(2,e)
解:由题意得A={x|-x2+x+2>0}={x|-1
设函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若对于一切实数x,f(x)<0恒成立,求m的取值范围;
(2)对于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范围.
解:(1)若m=0,显然-1<0恒成立;
若m≠0,则⇒-4
(2)方法一:要使x∈[1,3]时,f(x)<-m+5恒成立,
需m+m-6<0,x∈[1,3].
令g(x)=m+m-6,x∈[1,3].
则需g(x)max<0.
当m>0时,g(x)在[1,3]上是增函数,所以g(x)max=g(3)=7m-6,所以7m-6<0,解得m<,所以0
当m<0时,g(x)在[1,3]上是减函数.所以g(x)max=g(1)=m-6<0,解得m<6,所以m<0.
综上所述,m的取值范围为.
方法二:f(x)<-m+5恒成立,即m(x2-x+1)-6<0恒成立,因为x2-x+1=+>0,所以m<,在x∈[1,3]上恒成立.又函数y==在[1,3]上的最小值为,所以只需m<即可.所以m的取值范围为.
点 拨:
①不等式ax2+bx+c>0的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当a=0时,b=0,c>0;当a≠0时,
②不等式ax2+bx+c<0的解集是全体实数(或恒成立)的条件是:当a=0时,b=0,c<0;当a≠0时,
③处理与一元二次不等式有关的恒成立问题常可用分离参数的方法,很多时候都可以减少不必要的讨论,其中:f(x)≤a恒成立⇔a≥f(x)max;f(x)≥a恒成立⇔a≤f(x)min.
注意:解决恒成立问题一定要搞清楚谁是主元,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)对任意的x∈R,函数f(x)=x2+ (a-4)x+(5-2a)的值恒大于0,则a的取值范围是________.
解:由题意知,f(x)图象的开口向上,故要使f(x)>0恒成立,只需Δ<0,即(a-4)2-4(5-2a)<0,解得-2 (2)对于满足|a|≤2的所有实数a,使不等式x2+ax+1>2x+a成立的x的取值范围为________.
解:原不等式转化为(x-1)a+x2-2x+1>0,设f(a)=(x-1)a+x2-2x+1,则f(a)在[-2,2]上恒大于0,故有: 即 解得
所以x<-1或x>3.故填(-∞,-1)∪(3,+∞).
1.一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)(a≠0)的解集的确定,受二次项系数a的符号及判别式Δ=b2-4ac的符号制约,且与相应的二次函数、一元二次方程有密切联系,可结合相应的函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,数形结合求得不等式的解集;二次函数y=ax2+bx+c的值恒大于0的条件是a>0且Δ<0;若恒大于或等于0,则a>0且Δ≤0.若二次项系数中含参数且未指明该函数是二次函数时,必须考虑二次项系数为0这一特殊情形.
2.解分式不等式要使一边为零;求解非严格分式不等式时,要注意分母不等于0,转化为不等式组.(注:形如≥0或≤0的不等式称为非严格分式不等式)
3.解含参数的不等式的基本途径是分类讨论,能避免讨论的应设法避免讨论.对字母参数的逻辑划分要具体问题具体分析,必须注意分类不重、不漏、完全、准确.
4.解不等式的过程,实质上是不等式等价转化的过程.因此保持同解变形是解不等式应遵循的基本原则.
5.各类不等式最后一般都要化为一元一次不等式(组)或一元二次不等式(组)来解,这体现了转化与化归的数学思想.
6.一元二次不等式求解的程序框图
1.()函数f(x)=的定义域是 ( )
A.(-∞,1)∪(3,+∞) B.(1,3)
C.(-∞,2)∪(2,+∞) D.(1,2)∪(2,3)
解:由题意知即故函数f(x)的定义域为(1,2)∪(2,3).故选D.
2.关于x的不等式x2+px-2<0的解集是(q,1),则p+q的值为 ( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解:依题意得q,1是方程x2+px-2=0的两根,则q+1=-p,即p+q=-1.故选B.
3.()已知关于x的不等式>0的解集是(-∞,-1)∪,则a的值为
( )
A.-1 B. C.1 D.2
解:由题意得a≠0,且不等式等价于a(x+1)>0,由解集的特点可得a>0且=,故 a=2.故选D.
4.()若集合A={x|ax2-ax+1<0}=∅,则实数a的取值范围是 ( )
A.(0,4) B.[0,4)
C.(0,4] D.[0,4]
解:由题意知a=0时,满足条件.
当a≠0时,由得0 5.不等式(2x-1)(1-|x|)<0成立的充要条件是
( )
A.x>1或x< B.x>1或-1
解:原不等式等价于或
所以或
所以x>1或-1
A. B. C. D.
解:由条件知x1,x2为方程x2-2ax-8a2= (x+2a)(x-4a)=0的两根,则x1=-2a,x2=4a,4a+2a=15,得a=.故选A.
7.()不等式2x2-3|x|-35>0的解集为________.
解:2x2-3|x|-35>0⇔2|x|2-3|x|-35>0⇔(|x|-5)(2|x|+7)>0⇔|x|>5或|x|<-(舍)⇔x>5或x<-5.故填{x|x<-5或x>5}.
8.关于x的不等式<2对任意实数x恒成立,则实数m的取值范围为________.
解:因为x2-2x+3=(x-1)2+2>0,所以原不等式即4x+m<2(x2-2x+3)恒成立,所以m<2x2-8x+6恒成立,设f(x)=2x2-8x+6,则需m
(1)求a的值;
(2)求不等式>a+5的解集.
解:(1)依题意知,a<0且ax2+5x-2=0的两个实数根为和2,
由根与系数的关系得+2=-,解得a=-2.
(2)将a=-2代入不等式得>3,即-3>0,
整理得>0,即(x+1)(x+2)<0,解得-2
(1)求a的取值范围;
(2)若函数f(x)的最小值为,解关于x的不等式x2-x-a2-a<0.
解:(1)因为函数f(x)=的定义域为R,
所以ax2+2ax+1≥0恒成立,
当a=0时,1≥0恒成立.
当a≠0时,则有解得0 综上,a的取值范围是[0,1].
(2)因为f(x)==,
显然a=0时f(x)min≠,故a>0,所以当x=-1时,f(x)min=,
由题意,得=,所以a=.
所以x2-x--<0,即(2x+1)(2x-3)<0,解得-
(1)若函数f(x)有最大值,求实数a的值;
(2)解不等式f(x)>1(a∈R).
解:(1)由题意,a≠0,则f(x)=a-.当a>0时,不符合题意;当a<0时,f(x)有最大值,则-=,解得a=-2或-.
(2)f(x)>1,即ax2+x-a>1,(x-1)(ax+a+1)>0,
①当a=0时,解集为{x|x>1};
②当a>0时,(x-1)>0,
解集为;
③当a=-时,(x-1)2<0,解集为∅;
④当- 解集为;
⑤当a<-时,(x-1)<0,
解集为.
()已知不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t),记函数f(x)=ax2+(a-b)x-c.
(1)求证:函数y=f(x)必有两个不同的零点;
(2)若函数y=f(x)的两个零点分别为m,n,求|m-n|的取值范围.
解:(1)证明:由题意知a<0,a+b+c=0,且->1,所以c<a<0,所以ac>0,所以对于函数f(x)=ax2+(a-b)x-c有Δ=(a-b)2+4ac>0,所以函数y=f(x)必有两个不同零点.
(2)|m-n|2=(m+n)2-4mn===+8·+4,
由不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t)可知,方程ax2+bx+c=0的两个解分别为1和t(t>1),由根与系数的关系知=t,所以|m-n|2=t2+8t+4,t∈(1,+∞).
所以|m-n|>,
所以|m-n|的取值范围为(,+∞).
高考数学(理数)一轮复习学案10.9《正态分布》(含详解): 这是一份高考数学(理数)一轮复习学案10.9《正态分布》(含详解),共10页。
高考数学(理数)一轮复习学案9.8《抛物线》(含详解): 这是一份高考数学(理数)一轮复习学案9.8《抛物线》(含详解),共10页。
高考数学(理数)一轮复习学案9.7《双曲线》(含详解): 这是一份高考数学(理数)一轮复习学案9.7《双曲线》(含详解),共9页。