2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题05一元二次不等式及其解法(教师版)
展开【考纲要求】
1.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系.
2.会从实际情境中抽象出一元二次不等式,了解一元二次不等式的现实意义.
3.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集.
【考点预测】
1.一元二次不等式
只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.
2.三个“二次”间的关系
3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集
4.分式不等式与整式不等式
(1)eq \f(f(x),g(x))>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).
(2)eq \f(f(x),g(x))≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
【常用结论】
1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|0)的解集为
(-a,a).
记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.
2.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.
3.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.
(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=b=0,,c>0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a>0,,Δ<0.))
(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=b=0,,c<0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a<0,,Δ<0.))
【方法技巧】
1.含有参数的不等式的求解,往往需要比较(相应方程)根的大小,对参数进行分类讨论.
(1)若二次项系数为常数,可先考虑分解因式,再对参数进行讨论;若不易分解因式,则可对判别式进行分类讨论.
(2)若二次项系数为参数,则应先考虑二次项系数是否为零,然后再讨论二次项系数不为零的情形及判别式Δ的正负,以便确定解集的形式.
(3)其次对相应方程的根进行讨论,比较大小,以便写出解集.
2.一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应一元二次不等式解集的端点值.
3.给出一元二次不等式的解集,相当于知道了相应二次函数的开口方向及与x轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数.
4.对于二次不等式恒成立问题常见的类型有两种,一是在全集R上恒成立,二是在某给定区间上恒成立.
5.解决恒成立问题一定要搞清谁是自变量,谁是参数,一般地,知道谁的范围,谁就是变量,求谁的范围,谁就是参数.
①若ax2+bx+c>0恒成立,则有a>0,且Δ<0;若ax2+bx+c<0恒成立,则有a<0,且Δ<0.
②对第二种情况,要充分结合函数图象利用函数的最值求解(也可采用分离参数的方法).
二、【题型归类】
【题型一】分式不等式的解法
【典例1】不等式eq \f(x-1,2x+1)≤1的解集为________.
【解析】eq \f(x-1,2x+1)≤1 ⇔ eq \f(x-1,2x+1)-1≤0 ⇔ eq \f(-x-2,2x+1)≤0 ⇔ eq \f(x+2,2x+1)≥0.
解法一:eq \f(x+2,2x+1)≥0 ⇔eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1((x+2)(2x+1)≥0,,2x+1≠0.))得{x|x>-eq \f(1,2)或x≤-2}.
解法二:eq \f(x+2,2x+1)≥0 ⇔eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x+2≥0,,2x+1>0)) 或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x+2≤0,,2x+1<0.))
得{x|x>-eq \f(1,2)或x≤-2}.故填{x|x>-eq \f(1,2)或x≤-2}.
【典例2】不等式eq \f(x-2,x2+3x+2)>0的解集为 .
【解析】eq \f(x-2,x2+3x+2)>0⇔eq \f(x-2,(x+2)(x+1))>0⇔
(x-2)(x+2)(x+1)>0,
数轴标根得{x|-2<x<-1或x>2},
故填{x|-2<x<-1或x>2}.
【典例3】若集合A={x|-1≤2x+1≤3},B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|\f(x-2,x)≤0)),则A∩B=( )
A.{x|-1≤x<0} B.{x|0<x≤1}
C.{x|0≤x≤2} D.{x|0≤x≤1}
【解析】易知A={x|-1≤x≤1},B集合就是不等式组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x(x-2)≤0,,x≠0)) 的解集,求出B=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|0<x≤2)),所以A∩B={x|0<x≤1}.故选B.
【题型二】不含参的不等式解法
【典例1】不等式-2x2+x+3<0的解集为( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1
D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x<-\f(3,2)或x>1))))
【解析】-2x2+x+3<0可化为2x2-x-3>0,
即(x+1)(2x-3)>0,
∴x<-1或x>eq \f(3,2).
【典例2】(多选)已知集合M=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x||x-1|≤2,x∈R)),集合N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(5,x+1)≥1,x∈R)))),则( )
A.M=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|-1≤x≤3))
B.N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|-1≤x≤4))
C.M∪N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|-1≤x≤4))
D.M∩N=eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|-1
故A正确,B错误;
M∪N={x|-1≤x≤4},故C正确;
而M∩N={x|-1
【解析】原不等式可化为(x-1)(x-a)<0,当a>1时,得1
【典例1】解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
【解析】原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,
因为a>0,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,a)))(x-1)<0.
所以当a>1时,解为eq \f(1,a)
当0综上,当0当a=1时,不等式的解集为∅;
当a>1时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,a)
【解析】原不等式可化为12x2-ax-a2>0,
即(4x+a)(3x-a)>0,令(4x+a)(3x-a)=0,
解得x1=-eq \f(a,4),x2=eq \f(a,3).
当a>0时,不等式的解集为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(a,4)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,3),+∞));
当a=0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞);
当a<0时,不等式的解集为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,\f(a,3)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(a,4),+∞)).
【典例3】解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
【解析】不等式整理为ax2+(a-2)x-2≥0,
当a=0时,解集为(-∞,-1].
当a≠0时,ax2+(a-2)x-2=0的两根为-1,eq \f(2,a),
所以当a>0时,解集为(-∞,-1]∪eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,a),+∞));
当-2<a<0时,解集为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(2,a),-1));
当a=-2时,解集为{x|x=-1};
当a<-2时,解集为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-1,\f(2,a))).
【题型四】在R上恒成立问题
【典例1】对∀x∈R,不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0恒成立,则a的取值范围是( )
A.-2C.a<-2或a≥2 D.a≤-2或a≥2
【解析】不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对一切x∈R恒成立,当a-2=0,即a=2时,-4<0恒成立,满足题意;
当a-2≠0时,要使不等式恒成立,
需eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a-2<0,,Δ<0,))即有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a<2,,4a-22+16a-2<0,))
解得-2综上可得,a的取值范围为(-2,2].
【典例2】已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈R,f(x)<0恒成立,求实数m的取值范围.
【解析】当m=0时,f(x)=-1<0恒成立.
当m≠0时,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m<0,,Δ=m2+4m<0,))即-4
【解析】不等式可变形为a>eq \f(2x-1,4x)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))eq \s\up12(x),令eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)=t,则t>0.∴y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12(x)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)))eq \s\up12(x)=t-t2=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(1,4),因此当t=eq \f(1,2)时,y取最大值eq \f(1,4),故实数a的取值范围是a>eq \f(1,4).故填eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4),+∞)).
【题型五】在给定区间上恒成立问题
【典例1】已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<5-m恒成立,则实数m的取值范围为________.
【解析】要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,
即meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2)))2+eq \f(3,4)m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.有以下两种方法:
方法一 令g(x)=meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2)))2+eq \f(3,4)m-6,
x∈[1,3].
当m>0时,g(x)在[1,3]上单调递增,
所以g(x)max=g(3),即7m-6<0,
所以m
当m<0时,g(x)在[1,3]上单调递减,
所以g(x)max=g(1),即m-6<0,
所以m<6,所以m<0.
综上所述,m的取值范围是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,\f(6,7))).
方法二 因为x2-x+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2)))2+eq \f(3,4)>0,
又因为m(x2-x+1)-6<0在x∈[1,3]上恒成立,
所以m
A.0 B.-2 C.-eq \f(5,2) D.-3
【解析】解法一:不等式可化为ax≥-x2-1,由于x∈eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))),
∴a≥-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,x))).∵f(x)=eq \b\lc\ (\a\vs4\al\c1(x+\f(1,x)))在eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2)))上是减函数,
∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-x-\f(1,x)))eq \s\d7(max)=-eq \f(5,2).∴a≥-eq \f(5,2).
解法二:令f(x)=x2+ax+1,对称轴为x=-eq \f(a,2).
①eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-\f(a,2)≤0,,f(0)≥0)) ⇒a≥0.(如图1)
②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0<-\f(a,2)<\f(1,2),,f\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(a,2)))≥0))⇒-1<a<0.(如图2)
③eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-\f(a,2)≥\f(1,2),,f\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))≥0)) ⇒-eq \f(5,2)≤a≤-1.(如图3)
综上 ①②③,a≥-eq \f(5,2).故选C.
【典例3】若存在实数x∈[2,4],使x2-2x+5-m<0成立,则m的取值范围为( )
A.(13,+∞) B.(5,+∞)
C.(4,+∞) D.(-∞,13)
【解析】m>x2-2x+5,设f(x)=x2-2x+5=(x-1)2+4,x∈[2,4],当x=2时f(x)min=5,∃x∈[2,4]使x2-2x+5-m<0成立,即m>f(x)min,∴m>5.故选B.
【题型六】给定参数范围的恒成立问题
【典例1】若不等式x2+px>4x+p-3,当0≤p≤4时恒成立,则x的取值范围是( )
A.[-1,3]
B.(-∞,-1]
C.[3,+∞)
D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
【解析】不等式x2+px>4x+p-3
可化为(x-1)p+x2-4x+3>0,
由已知可得[(x-1)p+x2-4x+3]min>0(0≤p≤4),
令f(p)=(x-1)p+x2-4x+3(0≤p≤4),
可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f0=x2-4x+3>0,,f4=4x-1+x2-4x+3>0,))
∴x<-1或x>3.
【典例2】已知对于任意的a∈[-1,1],函数f(x)=x2+(a-4)x+4-2a的值总大于0,则x的取值范围是( )
A.1<x<3 B.x<1或x>3
C.1<x<2 D.x<1或x>2
【解析】记g(a)=(x-2)a+x2-4x+4,a∈[-1,1],
依题意,只须eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(g(1)>0,,g(-1)>0))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x2-3x+2>0,,x2-5x+6>0))⇒x<1或x>3,故选B.
【典例3】若mx2-mx-1<0对于m∈[1,2]恒成立,求实数x的取值范围.
【解析】设g(m)=mx2-mx-1=(x2-x)m-1,其图象是直线,当m∈[1,2]时,图象为一条线段,
则即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x2-x-1<0,,2x2-2x-1<0,))
解得eq \f(1-\r(3),2)
【题型七】二次不等式、二次函数及二次方程的关系
【典例1】已知不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1
【解析】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eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-1+2=-\f(b,a),,(-1)×2=\f(2,a)))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-1,,b=1.))
∴不等式2x2+bx+a<0,即2x2+x-1<0.
解得-1<x<eq \f(1,2).故选B.
【典例2】已知不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|2<x<3},则不等式cx2-bx+a>0的解集为________.
【解析】∵不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|2<x<3},
∴a<0,且2和3是方程ax2+bx+c=0的两根,由根与系数的关系得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-\f(b,a)=2+3,,\f(c,a)=2×3,,a<0.)) 即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b=-5a,,c=6a,,a<0.))
代入不等式cx2-bx+a>0,得6ax2+5ax+a>0(a<0).
即6x2+5x+1<0,解得-eq \f(1,2)<x<-eq \f(1,3).
故填eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|-\f(1,2)<x<-\f(1,3))).
【典例3】(多选)满足关于x的不等式(ax-b)(x-2)>0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)
C.(2,4) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-3,-\f(3,2)))
【解析】不等式(ax-b)(x-2)>0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)
且eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a<0,,\f(b,a)=\f(1,2),))即a=2b<0,故选AD.
【题型八】一元二次不等式的应用
【典例1】甲厂以x千克/小时的速度匀速生产某种产品(生产条件要求1≤x≤10),每小时可获得利润是100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(5x+1-\f(3,x)))元.
(1)要使生产该产品2小时获得的利润不低于3 000元,求x的取值范围;
(2)要使生产900千克该产品获得的利润最大,问:甲厂应该选取何种生产速度?并求最大利润.
【解析】(1)根据题意,200eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(5x+1-\f(3,x)))≥3 000⇒5x-14-eq \f(3,x)≥0⇒5x2-14x-3≥0⇒(5x+1)(x-3)≥0,又1≤x≤10,可解得3≤x≤10.
(2)设利润为y元,则y=eq \f(900,x)·100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(5x+1-\f(3,x)))=9×104eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,x2)+\f(1,x)+5))=9×104eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)-\f(1,6)))2+\f(61,12))).
故x=6时,ymax=457 500元.
【典例2】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eq \f(8,5)x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)若要求该商品一天营业额至少为10 260元,求x的取值范围.
【解析】(1)由题意得y=100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(x,10)))·100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(8,50)x)).
∵售价不能低于成本价,∴100eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(x,10)))-80≥0.
∴y=f(x)=20(10-x)(50+8x),定义域为[0,2].
(2)由题意得20(10-x)(50+8x)≥10 260,化简得8x2-30x+13≤0.解得eq \f(1,2)≤x≤eq \f(13,4).∴x的取值范围是eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),2)).
三、【培优训练】
【训练一】若关于x的不等式x2-(2a+1)x+2a<0恰有两个整数解,则a的取值范围是( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(a\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(3,2)B.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(a\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1C.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(a\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(a\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1≤a<-\f(1,2)或\f(3,2)【解析】令x2-(2a+1)x+2a=0,解得x=1或x=2a.
当2a>1,即a>eq \f(1,2)时,
不等式x2-(2a+1)x+2a<0的解集为{x|1
解得eq \f(3,2)当2a=1,即a=eq \f(1,2)时,
不等式x2-(2a+1)x+2a<0无解,
所以a=eq \f(1,2)不符合题意;
当2a<1,即a
综上,a的取值范围是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(a\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(-1≤a<-\f(1,2)或\f(3,2)【训练二】已知f(x)=2x2+bx+c,不等式f(x)<0的解集是(0,5).
(1)若不等式组的正整数解只有一个,求实数k的取值范围;
(2)若对于任意x∈[-1,1],不等式t·f(x)≤2恒成立,求t的取值范围.
【解析】(1)因为不等式f(x)<0的解集是(0,5),
所以0,5是一元二次方程2x2+bx+c=0的两个实数根,
可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(0+5=-\f(b,2),,0×5=\f(c,2),))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(b=-10,,c=0.))
所以f(x)=2x2-10x.
不等式组
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2x2-10x>0,,2x2+2kx+k2-10x+k<0,))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x<0或x>5,,-k
可得该正整数解为6,
可得6<5-k≤7,
解得-2≤k<-1,
所以k的取值范围是[-2,-1).
(2)tf(x)≤2,即t(2x2-10x)≤2,
即tx2-5tx-1≤0,
当t=0时显然成立,
当t>0时,有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(t·1-5t·-1-1≤0,,t·1-5t·1-1≤0,))
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(t+5t-1≤0,,t-5t-1≤0,))
解得-eq \f(1,4)≤t≤eq \f(1,6),
所以0
所以只要其最大值满足条件即可,
所以t-5t-1≤0,
解得t≥-eq \f(1,4),
即-eq \f(1,4)≤t<0,
综上,t的取值范围是eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(1,4),\f(1,6))).
【训练三】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有两个相等的实根,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.
【解析】(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
=ax2-(2+4a)x+3a.①
由方程f(x)+6a=0得ax2-(2+4a)x+9a=0.②
因为方程②有两个相等的实根,所以
Δ=[-(2+4a)]2-4a·9a=0,
即5a2-4a-1=0,解得a=1或a=-eq \f(1,5).
由于a<0,舍去a=1,将a=-eq \f(1,5)代入①得f(x)的解析式
f(x)=-eq \f(1,5)x2-eq \f(6,5)x-eq \f(3,5).
(2)由f(x)=ax2-2(1+2a)x+3a
=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1+2a,a)))eq \s\up12(2)-eq \f(a2+4a+1,a),
及a<0,可得f(x)的最大值为-eq \f(a2+4a+1,a).
由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-\f(a2+4a+1,a)>0,,a<0,))解得a<-2-eq \r(3)或-2+eq \r(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-eq \r(3))∪(-2+eq \r(3),0).
【训练四】解关于x的不等式:eq \f(a(x-1),x-2)>1(a<1).
【解析】(x-2)[(a-1)x+2-a]>0,
当a<1时有(x-2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(a-2,a-1)))<0,
若eq \f(a-2,a-1)>2,即0<a<1时,解集为{x|2<x<eq \f(a-2,a-1)};
若eq \f(a-2,a-1)=2,即a=0时,解集为∅;
若eq \f(a-2,a-1)<2,即a<0时,解集为{x|eq \f(a-2,a-1)<x<2}.
【训练五】已知函数f(x)=eq \f(x2+ax+11,x+1)(a∈R),若对于任意的x∈N*,f(x)≥3恒成立,则a的取值范围是________.
【解析】对任意x∈N*,f(x)≥3,
即eq \f(x2+ax+11,x+1) ≥3恒成立,
即a≥-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(8,x)))+3.
设g(x)=x+eq \f(8,x),x∈N*,
则g(x)=x+eq \f(8,x)≥4eq \r(2),
当且仅当x=2eq \r(2)时等号成立,又g(2)=6,g(3)=eq \f(17,3),
∵g(2)>g(3),∴g(x)min=eq \f(17,3),
∴-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(8,x)))+3≤-eq \f(8,3),
∴a≥-eq \f(8,3),故a的取值范围是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(8,3),+∞)).
【训练六】解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
【解析】原不等式可化为ax2+(a-2)x-2≥0.
①当a=0时,原不等式可化为x+1≤0,解得x≤-1.
②当a>0时,
原不等式可化为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,a)))(x+1)≥0,
解得x≥eq \f(2,a)或x≤-1.
③当a<0时,
原不等式化为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(2,a)))(x+1)≤0.
当eq \f(2,a)>-1,即a<-2时,解得-1≤x≤eq \f(2,a);
当eq \f(2,a)=-1,即a=-2时,解得x=-1;
当eq \f(2,a)<-1,即-2<a<0时,
解得eq \f(2,a)≤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
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|x≥\f(2,a)或x≤-1));
当-2<a<0时,不等式的解集为
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|\f(2,a)≤x≤-1));
当a=-2时,不等式的解集为{-1};
当a<-2时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|-1≤x≤\f(2,a))).
四、【强化测试】
【单选题】
1. 已知集合A={x|x2-x-2<0},B={x|x2+3x<0},则A∩B等于( )
A.(0,2) B.(-1,0)
C.(-3,2) D.(-1,3)
【解析】A={x|-1
2. 若0
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,t)
D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(t
∵0
3. 已知函数f(x)=(ax-1)(x+b),如果不等式f(x)>0的解集为(-1,3),那么不等式f(-2x)<0的解集为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(3,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2),\f(1,2)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(1,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),+∞))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(3,2)))
【解析】由f(x)=(ax-1)(x+b)>0的解集是(-1,3),则a<0,故eq \f(1,a)=-1,-b=3,
即a=-1,b=-3.
∴f(x)=-x2+2x+3,
∴f(-2x)=-4x2-4x+3,
由-4x2-4x+3<0,解得x>eq \f(1,2)或x<-eq \f(3,2),
故不等式f(-2x)<0的解集是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(3,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞)).
4. 已知某产品的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式是y=3 000+20x-0.1x2,x∈(0,240).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( )
A.100台 B.120台
C.150台 D.180台
【解析】由题设,产量为x台时,总售价为25x;
欲使生产者不亏本,必须满足总售价大于等于总成本,
即25x≥3 000+20x-0.1x2,
即0.1x2+5x-3 000≥0,x2+50x-30 000≥0,
解得x≥150或x≤-200(舍去).
故欲使生产者不亏本,最低产量是150台.
5. 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( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(3,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2),\f(1,2)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-∞,-\f(1,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),+∞))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(3,2)))
【解析】由f(x)>0,得ax2+(ab-1)x-b>0,又其解集是(-1,3),
所以a<0,且eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(1-ab,a)=2,,-\f(b,a)=-3))
解得a=-1或a=eq \f(1,3)(舍去),
所以a=-1,b=-3,所以f(x)=-x2+2x+3,
所以f(-2x)=-4x2-4x+3,由-4x2-4x+3<0,得4x2+4x-3>0,解得x>eq \f(1,2)或x<-eq \f(3,2).
故选A.
6. 若不等式x2-2x+5≥a2-3a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.(-∞,-1]∪[4,+∞) D.[-2,5]
【解析】x2-2x+5=(x-1)2+4的最小值为4,所以x2-2x+5≥a2-3a对任意实数x恒成立,只需a2-3a≤4即可,解得-1≤a≤4.
故选A.
7. 若不等式x2-(a+1)x+a≤0的解集是[-4,3]的子集,则a的取值范围是( )
A.[-4,1] B.[-4,3]
C.[1,3] D.[-1,3]
【解析】原不等式为(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,不等式的解集为{x|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18. 若不等式x2-(a+1)x+a≤0的解集是[-4,3]的子集,则a的取值范围是( )
A.[-4,1] B.[-4,3]
C.[1,3] D.[-1,3]
【解析】原不等式为(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,不等式的解集为{x|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【多选题】
9. 满足关于x的不等式(ax-b)(x-2)>0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)
C.(2,4) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-3,-\f(3,2)))
【解析】不等式(ax-b)(x-2)>0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)
且eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a<0,,\f(b,a)=\f(1,2),))即a=2b<0,故选AD.
10. 已知函数f(x)=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,则( )
A.a2-b2≤4
B.a2+eq \f(1,b)≥4
C.若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2>0
D.若不等式x2+ax+b
对于A,a2-b2≤4等价于b2-4b+4≥0,
显然(b-2)2≥0,故A正确;
对于B,a2+eq \f(1,b)=4b+eq \f(1,b)≥2eq \r(4b×\f(1,b))=4,当且仅当4b=eq \f(1,b)>0,即b=eq \f(1,2)时,等号成立,故B正确;
对于C,因为不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),故x1x2=-b<0,故C错误;
对于D,因为不等式x2+ax+b
A.b<0且c>0
B.a-b+c>0
C.a+b+c>0
D.不等式ax2+bx+c>0的解集是(-2,1)
【解析】对于A,a<0,-1,2是方程ax2-bx+c=0的两个根,所在-1+2=1=eq \f(b,a),-1×2=eq \f(c,a),所以b=a,c=-2a,所以b<0,c>0,所以A正确;令f(x)=ax2-bx+c,对于B,由题意可知f(1)=a-b+c>0,所以B正确;对于C,f(-1)=a+b+c=0,所以C错误,对于D,因为对于方程ax2+bx+c=0,设其两根为x1,x2,所以x1+x2=-eq \f(b,a)=-1,x1x2=eq \f(c,a)=-2,所以两根分别为-2和1.所以不等式ax2+bx+c>0的解集是(-2,1),所以D正确.故选ABD.
12. 下列四个解不等式,正确的有( )
A.不等式2x2-x-1>0的解集是{x|x>2或x<1}
B.不等式-6x2-x+2≤0的解集是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\c1(x≤-\f(2,3)或x≥\f(1,2)))))
C.若不等式ax2+8ax+21<0的解集是{x|-7
【解析】对于A,因为2x2-x-1=(2x+1)(x-1),
所以由2x2-x-1>0得(2x+1)(x-1)>0,
解得x>1或x<-eq \f(1,2),
所以不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\c1(x>1或x<-\f(1,2))))).故A错误;
对于B,因为-6x2-x+2≤0,所以6x2+x-2≥0,
所以(2x-1)(3x+2)≥0,
所以x≥eq \f(1,2)或x≤-eq \f(2,3).故B正确;
对于C,由题意可知-7和-1为方程ax2+8ax+21=0的两个根.所以-7×(-1)=eq \f(21,a),所以a=3.故C正确;
对于D,依题意q,1是方程x2+px-2=0的两根,
q+1=-p,即p+q=-1,故D正确.
故选BCD.
【填空题】
13. 不等式|x(x-2)|>x(x-2)的解集是________.
【解析】不等式|x(x-2)|>x(x-2)的解集即x(x-2)<0的解集,解得0
【解析】原不等式可化为(x-a)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,a)))<0,由0答案:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(a,\f(1,a)))
15. 若关于x的不等式x2+2ax+1≥0在区间[0,+∞)上恒成立,则实数a的取值范围是________.
【解析】方法一:当x=0时,1≥0对任意的a∈R恒成立,当x≠0时,因为不等式x2+2ax+1≥0在区间(0,+∞)上恒成立,所以x2+2ax+1=0在R上无解或有两个相等的实根或x2+2ax+1=0有两个不等的实根且两根均小于0,所以Δ=4a2-4≤0或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4a2-4>0,,-2a<0,))解得a≥-1.
方法二:因为x=0时,1≥0对任意的a∈R恒成立,当x≠0时,不等式可化为-2a≤x+eq \f(1,x)(x∈(0,+∞)),由基本不等式得x+eq \f(1,x)≥2,当且仅当x=eq \f(1,x)时取等号,所以易知-2a≤2,解得a≥-1.综上,a≥-1.
答案:[-1,+∞)
16. 在R上定义运算:xy=x(1-y),若不等式(x-a)(x+a)<1对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为________.
【解析】由题意,可知不等式(x-a)(x+a)<1对任意实数x都成立,
又由(x-a)(x+a)=(x-a)(1-x-a),
即x2-x-a2+a+1>0对任意实数x都成立,
所以Δ=1-4(-a2+a+1)<0,即4a2-4a-3<0,
解得-eq \f(1,2)答案:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(3,2)))
【解答题】
17. 若不等式ax2+5x-2>0的解集是eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)
(2)求不等式ax2-5x+a2-1>0的解集.
【解析】(1)由题意知a<0,且方程ax2+5x-2=0的两个根为eq \f(1,2),2,代入方程解得a=-2.
(2)由(1)知不等式ax2-5x+a2-1>0,
即为-2x2-5x+3>0,即2x2+5x-3<0,解得-3
18. 已知函数f(x)=ax2+bx+c(a>0,b,c∈R).
(1)若函数f(x)的最小值是f(-1)=0,且c=1,
F(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(f(x),x>0,,-f(x),x<0,))求F(2)+F(-2)的值;
(2)若a=1,c=0,且|f(x)|≤1在区间(0,1]上恒成立,试求b的取值范围.
【解析】(1)因为f(x)的最小值是f(-1)=0,且c=1,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(-\f(b,2a)=-1,f(-1)=a-b+1=0)),得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=1,b=2)),
所以f(x)=x2+2x+1=(x+1)2,
因为F(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(f(x),x>0,-f(x),x<0)),
所以F(2)+F(-2)=8.
(2)由题知f(x)=x2+bx,原命题等价于-1≤x2+bx≤1在x∈(0,1]上恒成立,
即b≤eq \f(1,x)-x且b≥-eq \f(1,x)-x在x∈(0,1]恒成立,根据单调性可得eq \f(1,x)-x的最小值为0,-eq \f(1,x)-x的最大值为-2,所以-2≤b≤0.
19. 已知f(x)=-3x2+a(6-a)x+6.
(1)解关于a的不等式f(1)>0;
(2)若不等式f(x)>b的解集为(-1,3),求实数a,b的值.
【解析】(1)由题意知f(1)=-3+a(6-a)+6=-a2+6a+3>0,即a2-6a-3<0,解得3-2eq \r(3)<a<3+2eq \r(3).
所以不等式的解集为
{a|3-2eq \r(3)<a<3+2eq \r(3)}.
(2)∵f(x)>b的解集为(-1,3),
∴方程-3x2+a(6-a)x+6-b=0的两根为-1,3,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1((-1)+3=\f(a(6-a),3),,(-1)×3=-\f(6-b,3),))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=3±\r(3),,b=-3.))
故a的值为3±eq \r(3),b的值为-3.
20. 若二次函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),满足f(x+2)-f(x)=16x且f(0)=2.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若存在x∈[1,2],使不等式f(x)>2x+m成立,求实数m的取值范围.
【解析】(1)由f(0)=2,得c=2,
所以f(x)=ax2+bx+2(a≠0),
由f(x+2)-f(x)=[a(x+2)2+b(x+2)+2]-(ax2+bx+2)=4ax+4a+2b,
又f(x+2)-f(x)=16x,
得4ax+4a+2b=16x,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4a=16,,4a+2b=0,))故a=4,b=-8,
所以f(x)=4x2-8x+2.
(2)因为存在x∈[1,2],
使不等式f(x)>2x+m成立,
即存在x∈[1,2],使不等式m<4x2-10x+2成立,
令g(x)=4x2-10x+2,x∈[1,2],
故g(x)max=g(2)=-2,所以m<-2,
即m的取值范围为(-∞,-2).
21. 汽车在行驶中,由于惯性的作用,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析事故的一个重要因素.在一个限速为40 km/h的弯道上,甲、乙两辆车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相碰了.事后现场勘查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.
问甲、乙两车有无超速现象?
【解析】由题意知,对于甲车,有0.1x+0.01x2>12,
即x2+10x-1200>0,解得x>30或x<-40(舍去).
这表明甲车的车速超过30 km/h,又由甲车刹车距离略超12 m,可判断甲车车速不会超过限速40 km/h.
对于乙车有0.05x+0.005x2>10,
即x2+10x-2000>0,解得x>40或x<-50(舍去).
这表明乙车超过40 km/h,超过规定限速.
22. 函数f(x)=x2+ax+3.
(1)若当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若当a∈[4,6]时,f(x)≥0恒成立,求实数x的取值范围.
【解析】(1)∵当x∈R时,x2+ax+3-a≥0恒成立,
需Δ=a2-4(3-a)≤0,即a2+4a-12≤0,
解得-6≤a≤2,
∴实数a的取值范围是[-6,2].
(2)由题意可转化为x2+ax+3-a≥0
在x∈[-2,2]上恒成立,
令g(x)=x2+ax+3-a,
则有①Δ≤0或②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Δ>0,,-\f(a,2)<-2,,g(-2)=7-3a≥0,))或
③eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Δ>0,,-\f(a,2)>2,,g(2)=7+a≥0,))
解①得-6≤a≤2,解②得a∈∅,
解③得-7≤a<-6.
综上可得,满足条件的实数a的取值范围是[-7,2].
(3)令h(a)=xa+x2+3,
当a∈[4,6]时,h(a)≥0恒成立,
只需eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(h(4)≥0,,h(6)≥0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x2+4x+3≥0,,x2+6x+3≥0,))
解得x≤-3-eq \r(6)或x≥-3+eq \r(6).
∴实数x的取值范围是(-∞,-3-eq \r(6)]∪[-3+eq \r(6),+∞).
判别式
Δ=b2-4ac
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=-eq \f(b,2a)
没有实数根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
eq \f({x|x>x2,或x<x1})
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|x≠-\f(b,2a)))
R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
不等式
解集
aa=b
a>b
(x-a)·(x-b)>0
{x|xb}
{x|x≠a}
{x|xa}
(x-a)·(x-b)<0
{x|a
{x|b
图2
图3
2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题05一元二次不等式及其解法(学生版): 这是一份2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题05一元二次不等式及其解法(学生版),共13页。试卷主要包含了【知识梳理】,【题型归类】,【培优训练】,【强化测试】等内容,欢迎下载使用。
2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题13函数与方程(教师版): 这是一份2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题13函数与方程(教师版),共15页。试卷主要包含了【知识梳理】,【题型归类】,【培优训练】,【强化测试】等内容,欢迎下载使用。
2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题12函数的图象(教师版): 这是一份2024年新高考数学一轮复习题型归类与强化测试专题12函数的图象(教师版),共21页。试卷主要包含了【知识梳理】,【题型归类】,【培优训练】,【强化测试】等内容,欢迎下载使用。