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上教版 (2020)必修 第一册第2章 等式与不等式2.2 不等式的求解学案
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课堂引入
对于一元二次函数,若令y=0,就得到一元二次方程,若令y>0或y<0,就得到不等式或.如何解不等式或?这就是本节所要学习的主要内容.
知识梳理
一、在含有未知数的不等式中,能使此不等式成立的未知数的值为该不等式的解.一个不等式的解的全体所组成的集合称为此不等式的解集.求不等式解集的过程称为不等式的求解,或解不等式.将多个含有同样的未知数的不等式联立起来,即得到不等式组.解不等式组就是求解不等式组中的所有不等式的解集的交集.
解不等式时,常常要通过等价变形.将原不等式化为较简单的不等式或不等式组,从而求得原不等式的解集.
二、一元一次不等式及一元一次不等式组的求解
注意含参分类讨论,恒等变形.
三、一元二次不等式的解法
定义 设为实数,且,形如的不等式统称为一元二次不等式.
像这样,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.
1、我们来探究一元二次不等式的解集:
(1)探究二次方程的根与二次函数的零点的关系.
容易知道:二次方程有两个实数根:;二次函数有两个零点:.
于是,我们得到:二次方程的根就是二次函数的零点.
(2)观察图像,获得解集.
画出二次函数的图像,如图,观察函数图像,可知:当或时,函数图像位于轴上方,此时,,即;当时,函数图像位于轴下方,此时,,即;所以,不等式的解集是.
下面我们来探究一般的一元二次不筹式的解法.
任意的一元二次不等式,总可以化为以下两种形式:
或 .
从上面的例子出发,可以归纳出确定一元二次不等式的解集,关键要考虑以下两点:
(1)抛物线与轴的相关位置,也就是一元二次方程的根的情况;
(2)抛物线的开口方向,也就是的符号.
总结结果:
(1)抛物线与轴的相关位置,分为三种情况,这可以由一元二次方程的判别式三种取值情况()来确定.因此,要分三种情况讨论.(可以转化为)
(2)分三种情况,得到一元二次不等式与的解集.
设的一元二次方程的两根为、且,,则不等式的解的各种情况如下表:
2.含参的一元二次不等式
如何求含参数的一元一元二次不等式的解集?
回顾不含参一元二次方程的求解“三步曲”:(1)解方程,(2)画草图,(3)写解集.
即:解关于x的不等式
“三步曲”:解方程—— 常对“”的正负进行讨论.
画草图—— 常对的正负进行讨论.
写解集—— 常对两根的大小进行讨论.
故对含参的一元二次不等式大致可以分为三类:①根的大小;②二次项系数;③判别式.
四、韦达定理与一元二次不等式
我们已经知道一元二次方程的两根为、,则满足,
在方程转化为不等式时,不等式解集的端点即为方程的解,也同样满足上述等式关系(韦达定理).
五、恒成立及有解问题
一元二次不等式的恒成立及有解问题问题,即可以看成一个函数的图象与轴的位置关系问题.
若是不等式恒成立,则函数图象恒在轴上方,且与轴无交点,即;
若是不等式恒成立,则函数图象恒在轴下方,且与轴无交点,即;
若是不等式有解,则函数存在一部分图像在轴上方,即(要有最大值);
若是不等式有解,则函数存在一部分图像在轴下方,即(要有最小值);
六、一元二次不等式的综合应用
在一元二次不等式的实际应用中,常见类型有:面积问题、利润问题等常见的优化设计的最值问题;在一元二次不等式的综合应用中,将函数、方程、不等式三者一起综合探讨,对图象、性质、特殊解等进行求解和讨论,注意利用数形结合、参变分离、方程与函数的转化等方法来解决.
例题分析
【例1】若不等式(a+1)x>a+1的解集是{x|x
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