第2讲 一元二次不等式的解法
一元二次不等式的解法(第二课时)

学科:数学教学内容:一元二次不等式的解法(第二课时)【自学导引】1.如果αb <0,则α,b 满足.0000⎩⎨⎧><⎩⎨⎧<>b a b a 或 2.如果ba >0,则α,b 满足⎩⎨⎧<<⎩⎨⎧>>0000b a b a 或.【思考导学】1.一元二次不等式怎样转化为一元一次不等式组?答:先把不等式化为(x -α)(x -b )<0,它的解集是不等式组⎩⎨⎧<-<-⎩⎨⎧<->-000b x a x b x a x 与的解集的并集.2.分式不等式怎样转化为整式不等式来解?答:分式不等式0)()(>g g x f (<0)的解集是f (x )g (x )>0(<0)的解集.【典例剖析】 [例1]解不等式31-+x x <0.解:(1)(方法一)原不等式等价于 (Ⅰ)⎩⎨⎧<->+0301x x 或(Ⅱ)⎩⎨⎧>-<+0301x x由(Ⅰ)得-1<x <3,由(Ⅱ)得x ∈∅综上所述,原不等式的解集是{x |-1<x <3}(方法二)原不等式等价于(x +1)·(x -3)<0即x 2-2x -3<0 解方程x 2-2x -3=0,得x 1=3,x 2=-1∴原不等式的解集是{x |-1<x <3}.点评:把分式不等式转化为不等式组或一元二次不等式来解是解题的两个基本思路[例2]解不等式x 2-(a +1)x +a >0. 解:原不等式整理得(x -a )(x -1)>0∴原不等式可转化为下面两个不等式组来解: (Ⅰ)⎩⎨⎧>->-01x 0a x 或(Ⅱ)⎩⎨⎧<-<-01x 0a x即(Ⅰ)⎩⎨⎧>>1x a x 或(Ⅱ)⎩⎨⎧<<1x ax∴当a >1时,原不等式的解集为{x |x >a 或x <1} 当a <1时,原不等式的解集为{x |x >1或x <a }当a =1时,原不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠1} 点评:当得出(Ⅰ) ⎩⎨⎧>>1x a x (Ⅱ) ⎩⎨⎧<<1x a x 后,由于a 与1的大小不确定,为了使问题能够顺利解下去,应对a 与1的大小关系进行讨论,讨论时,不要忽略“a =1”这种情况.[例3]解不等式xx 211-->1.解法一:原不等式整理得1223--x x <0得原不等式的解集是{x |3221<<x }.解法二:原不等式等价于下面两个不等式组 (Ⅰ)⎩⎨⎧->->-xx x 211021 (Ⅱ)⎩⎨⎧-<-<-xx x 211021不等式组(Ⅰ)的解集是∅ 不等式组(Ⅱ)的解集是{x |21<x <32}.∴原不等式的解集为{x |21<x <32}.点评:关于分式不等式,一般是化为一边为零,另一边进行通分,转化为等价的一元二次不等式或不等式组来解,在明确分母的符号的情况下,也可考虑去分母,转化为整式不等式(组).【随堂训练】1.与不等式(x -2)(x +1)<0的解集相同的是( )A .⎩⎨⎧<+>-0102x xB .⎩⎨⎧>+<-0102x xC .⎩⎨⎧>+<-⎩⎨⎧<+>-01020102x x x x 或 D . ⎩⎨⎧>+<-⎩⎨⎧<+>-01020102x x x x 且 答案: C 2.不等式x1>1的解集为( )A .{x |x <1}B .{0|0<x <1}C .{x |x <1且x ≠0}D .{x |x >1}解析: 原不等式可化为xx -1>0即(x -1)x <0,∴0<x <1.答案: B 3.如果x 满足231--x x <0,那么化简29124x x +--122+-x x 的结果是( )A .2x -1B .1-2xC .3-4xD .4x -3 解析: 由231--x x <0得32<x <1∴原式==---22)1()23(x x |3x -2|-|x -1|=3x -2-(1-x )=4x -3. 答案: D 4.不等式:523322++++x x x x <1的解集为( )A .{x |0<x <2}B .{x |x >2}C .{x |x <2}D .R解析: 原不等式可化为:5222++-x x x <0∵x 2+2x +5=(x +1)2+4>0 ∴x -2<0即x <2.答案: C 5.不等式xx 211-->0的解集是______.解析: 原不等式可化为x x 211--<0∴原不等式解集为{x |21<x <1}答案: {x |21<x <1}6.x1<11-x 的解集是______.解析: 原不等式整理得)1(1-x x >0∴x (x -1)>0,∴x >1或x <0. 答案: {x |x <0或x >1}【强化训练】 1.与不等式xx +-11>0有相同解集的是( )A .x 2-1<0B .x 2-1>0 C .⎩⎨⎧<+<-0101x xD .11+-x x >0答案: A 2.不等式23--x x ≤0的解集为A ,不等式(x 2+1)(x -a )>0的解集为B .若A B ,则a的取值范围是( )A .a <2B .a ≤2C .a >2D .a <3 解析: 由23--x x ≤0得2<x ≤3,∴A ={x |2<x ≤3}由(x 2+1)(x -a )>0得x >a ,∴B ={x |x >a } 若A B ,则a ≤2. 答案: B 3.不等式xx --213≥1的解集是( )A .{x |43≤x <2}B .{x |43≤x ≤2}C .{x |x >2或x ≤43}D .{x |x >2} 解析:xx --213≥1可化为xx --234≥0,即234--x x ≤0,∴43≤x <2.答案: A4.设a <-1,则关于x 的不等式a (x -a )(x -a1)<0的解集是( )A .{x |x <a 或x >a 1}B .{x |x >a }C .{x |x >a 或x <a1}D .{x |x <a 1}解析: 方程a (x -a )(x -a1)=0的解为x 1=a ,x 2=a1 ∵a <-1,∴原不等式等价于(x -a )(x -a1)>0,且a1>a∴原不等式的解集为{x |x >a1或x <a }.答案: A 5.不等式|x x +1|>x x +1的解集是______. 解析: 由|xx +1|>xx +1得xx +1<0.∴原不等式解集为{x |-1<x <0}. 答案: {x |-1<x <0} 6.不等式2)1()12)(43(-+-x x x <0的解集是______.解析: 原不等式等价于⎩⎨⎧≠<+-10)12)(43(x x x ,∴⎪⎩⎪⎨⎧≠<<-13421x x 答案: {x |-21<x <34且x ≠1}7.解不等式85-+x x ≤0.解:原不等式可化为(x +5)(x -8)≤0且x -8≠0∴-5≤x <8,解集为{x |-5≤x <8}. 8.解不等式122||2---x x x <0.解:原不等式可化为⎩⎨⎧<-->-⎩⎨⎧>--<-01202||01202||22x x x x x x 或 由⎩⎨⎧>--<-01202||2x x x 得解集为∅,由⎩⎨⎧<-->-01202||2x x x 得解集为{x |2<x <4或-3<x <-2}∴原不等式的解集为{x |-3<x <-2或2<x <4}. 9.解不等式x1a x -->0.解:原不等式可化为(x -a )(x -1)<0 ∴当a >1时,不等式解集为{x |1<x <a } 当a <1时,不等式解集为{x |a <x <1}当a =1时,不等式变为(x -1)2<0,此时不等式无解. 10.k 为何值时,关于x 的不等式3642222++++x x k kx x <1的解集是一切实数.解:∵分母4x 2+6x +3的Δ<0∴4x 2+6x +3>0对任意实数x 恒成立∴原不等式可化为2x 2+2kx +k <4x 2+6x +3 即2x 2+(6-2k )x +3-k >0恒成立解得⎩⎨⎧<-⨯--=∆>0)3(42)26(022k k 即1<k <3故当1<k <3时,关于x 的不等式3642222++++x x k kx x <1的解集是R .【学后反思】分式不等式的解法主要依据以下等价变形来求解: 设A 、B 表示关于x 的整式代数式则有: (1)BA >0⇔AB >0⇔(Ⅰ)⎩⎨⎧>>00B A 或(Ⅱ)⎩⎨⎧<<00B A(2)BA <0⇔AB <0⇔(Ⅰ) ⎩⎨⎧<>00B A 或(Ⅱ) ⎩⎨⎧><00B A(3)B A ≥0⇔⎩⎨⎧≠≥00B AB(4) BA ≤0⇔⎩⎨⎧≠≤00B AB。
一元二次不等式解法步骤

一元二次不等式解法步骤摘要:一、一元二次不等式的基本概念1.一元二次不等式的定义2.一元二次不等式的基本形式二、一元二次不等式的解法步骤1.移项2.配方3.求解不等式三、一元二次不等式的应用1.实际问题中的应用2.数学问题中的应用正文:一、一元二次不等式的基本概念一元二次不等式是指形如ax+bx+c>0 或ax+bx+c<0 的数学表达式,其中a、b、c 是已知实数,且a≠0。
一元二次不等式在数学和实际问题中都有广泛的应用。
1.一元二次不等式的定义:对于一元二次不等式ax+bx+c>0 或ax+bx+c<0,我们称a、b、c 为不等式的系数,x 为未知数。
2.一元二次不等式的基本形式:一元二次不等式有三种基本形式,分别是:(1)ax+bx+c>0,称为严格不等式;(2)ax+bx+c=0,称为等式;(3)ax+bx+c<0,称为严格不等式。
二、一元二次不等式的解法步骤求解一元二次不等式通常采用以下步骤:1.移项:将不等式中的常数项移到不等式的另一边,使不等式变为ax+bx>-c 或ax+bx<-c 的形式。
2.配方:将不等式左边的二次项进行配方,使不等式变为(ax+b)>c或(ax+b)<c的形式。
3.求解不等式:根据(ax+b)>c或(ax+b)<c的形式,可以得到x 的解集。
三、一元二次不等式的应用一元二次不等式在实际问题和数学问题中都有广泛的应用,例如在物理、化学、经济等领域的问题中,以及在求解二次函数的顶点、最值等问题中。
1.实际问题中的应用:一元二次不等式常常用来描述实际问题中的数量关系,例如在经济学中,价格与需求量之间的关系可以表示为二次不等式。
2.数学问题中的应用:一元二次不等式在数学问题中也有很多应用,例如求解二次函数的顶点、最值等问题,通常需要先求解一元二次不等式。
第2讲 一元二次不等式的解法

第2讲 一元二次不等式的解法[学生用书P107]1.三个“二次”间的关系(x -a )(x -b )>0或(x -a )(x -b )<0型不等式的解法判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若不等式ax 2+bx +c <0的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( )(2)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.( )(3)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 .( ) (4)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.( ) (5)若二次函数y =ax 2+bx +c 的图象开口向下,则不等式ax 2+bx +c <0的解集一定不是空集.( )答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√(教材习题改编)不等式(x +1)(x +2)<0的解集为( )A .{x |-2<x <-1} B.{x |-1<x <2} C .{x |x <-2或x >1} D .{x |x <-1或x >2}答案:A(教材习题改编)不等式-2x 2+x <-3的解集为( )A .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-32<x <1 B .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-1<x <32 C .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-32或x >1 D .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-1或x >32 解析:选D .-2x 2+x <-3, 即为2x 2-x -3>0,Δ=25>0,方程2x 2-x -3=0的两实根为x 1=-1,x 2=32,所以2x 2-x -3>0的解集为 ⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-1或x >32.(教材习题改编)关于x 的不等式-12x 2+mx +n >0的解集为{x |-1<x <2},则m +n 的值为( )A .-12B.-32C .12D .32解析:选D .-12x 2+mx +n >0,即为x 2-2mx -2n <0.由题意知,x 2-2mx -2n <0的解集为{x |-1<x <2}.所以⎩⎪⎨⎪⎧-1+2=2m ,-1×2=-2n .所以m =12,n =1.所以m +n =32,故选D .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:由题意得Δ=a 2-16≥0, 即a 2≥16,所以a 的取值范围是(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞) 不等式2x +1<1的解集是________.解析:2x +1<1⇒2-(x +1)x +1<0⇒x -1x +1>0⇒x >1或x <-1. 答案:{x |x >1或x <-1}一元二次不等式的解法(高频考点) [学生用书P108]一元二次不等式的解法是每年高考的重点,虽然考查的机会较少,但常与集合、分段函数、导数等内容综合考查,主要命题角度有:(1)不含参数的一元二次不等式; (2)含参数的一元二次不等式.[典例引领]角度一 不含参数的一元二次不等式求不等式-x 2+8x -3>0的解集.【解】 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}.角度二 含参数的一元二次不等式解关于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, 所以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}.将本例中的不等式改为ax 2-(a +1)x +1<0,如何求解? 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 <1.一元二次不等式的解法(1)对于常系数一元二次不等式,可以用分解因式法或判别式法求解,题目简单,情况单一.(2)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,需先将二次项系数化为正数,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,以确定不等式是一次不等式还是二次不等式,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.(3)若一元二次不等式的解集为区间的形式,则区间的端点值恰对应相应的一元二次方程的根,要注意解集的形式与二次项系数的联系.[注意] 当不等式中二次项的系数含有参数时,不要忘记讨论其等于0的情况.[通关练习]1.设实数a ∈(1,2),关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为( )A .(3a ,a 2+2) B.(a 2+2,3a ) C .(3,4)D .(3,6)解析:选B .由x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0,得(x -3a )·(x -a 2-2)<0,因为a ∈(1,2),所以3a >a 2+2,所以关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为(a 2+2,3a ).故选B .2.求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集. 解:因为12x 2-ax >a 2, 所以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=a 3.当a >0时,-a 4<a3,解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-a 4或x >a 3; 当a =0时,x 2>0,解集为{x |x ∈R 且x ≠0}; 当a <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 4.一元二次不等式恒成立问题(高频考点)[学生用书P109]一元二次不等式与其对应的函数与方程之间存在着密切的联系.在解决具体的数学问题时,要注意三者之间的相互联系,并在一定条件下相互转换.对于一元二次不等式恒成立问题,常根据二次函数图象与x 轴的交点情况确定判别式的符号,进而求出参数的取值范围.主要命题角度有:(1)在R 上的恒成立问题; (2)在给定区间上的恒成立问题; (3)给定参数范围的恒成立问题.[典例引领]角度一 在R 上的恒成立问题(1)若不等式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)设a 为常数,对于∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则a 的取值范围是( ) A .(0,4) B.[0,4) C .(0,+∞)D .(-∞,4)【解析】 (1)当k =0时,显然成立;当k ≠0时,即一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则⎩⎪⎨⎪⎧k <0,k 2-4×2k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0. 综上,满足不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立的k 的取值范围是(-3,0].(2)对于∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则必有⎩⎨⎧a >0,Δ=a 2-4a <0或a =0,所以0≤a <4. 【答案】 (1)D (2)B角度二 在给定区间上的恒成立问题设函数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: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. 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.角度三 给定参数范围的恒成立问题对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.【解】 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4, 令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4.由题意知在m ∈[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,所以⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0.解得x <1或x >3.故当x 的取值范围为(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.形如f (x )≥0(f (x )≤0)恒成立问题的求解思路(1)x ∈R 的不等式确定参数的范围时,结合二次函数的图象,利用判别式来求解. (2)x ∈[a ,b ]的不等式确定参数范围时,①根据函数的单调性,求其最值,让最值大于等于或小于等于0,从而求出参数的范围;②数形结合,利用二次函数在端点a ,b 处的取值特点确定不等式求参数的取值范围.(3)已知参数m ∈[a ,b ]的不等式确定x 的范围,要注意变换主元,一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.[注意] 解决恒成立问题一定要搞清楚谁是主元,谁是参数.[通关练习]1.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________.解析:作出二次函数f (x )的图象,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. 答案:⎝⎛⎭⎫-22,0 2.已知不等式mx 2-2x -m +1<0,是否存在实数m 对所有的实数x ,使不等式恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.解:不等式mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方. 当m =0时,1-2x <0, 则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数. 需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎨⎧m <0,Δ=4-4m (1-m )<0,不等式组的解集为空集,即m 无解. 综上可知,不存在这样的m .一元二次不等式的应用[学生用书P110][典例引领]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,得x ≤2.所以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8x 2-30x +13≤0.解得12≤x ≤134.所以x 的取值范围是⎣⎡⎦⎤12,2.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.[通关练习]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、乙两辆汽车相向而行,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 +0.01x 2,s 乙=0.05x +0.005x 2,问:甲、乙两车有无超速现象?解:由题意知,对于甲车,有0.1x +0.01x 2>12, 即x 2+10x -1 200>0,解得x >30或x <-40(不合实际意义,舍去), 这表明甲车的车速超过30 km/h .但根据题意刹车距离略超过12 m.由此估计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-2 000>0,解得x>40或x<-50(不合实际意义,舍去),这表明乙车的车速超过40 km/h,超过规定限速.一元二次不等式的求解策略(1)化:把不等式化为二次项系数大于零的标准形式.(2)判:计算对应方程的判别式.(3)求:求出对应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程有没有实根.(4)写:利用“大于取两边,小于取中间”写出不等式的解集.一元二次型不等式恒成立问题的3大破解方法[学生用书P291(单独成册)]1.不等式(x -2)(2x -3)<0的解集是( ) A .⎝⎛⎭⎫-∞,32∪(2,+∞) B.R C .⎝⎛⎭⎫32,2D .∅解析:选C .因为不等式(x -2)(2x -3)<0, 解得32<x <2,所以不等式的解集是⎝⎛⎭⎫32,2. 2.不等式1-x 2+x ≥1的解集为( )A .⎣⎡⎦⎤-2,-12 B .⎝⎛⎦⎤-2,-12 C .(-∞,-2)∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞ D .(-∞,-2]∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞ 解析:选B .1-x 2+x ≥1⇔1-x 2+x -1≥0⇔1-x -2-x2+x ≥0⇔-2x -12+x ≥0⇔2x +1x +2≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧(2x +1)(x +2)≤0x +2≠0⇔-2<x ≤-12.故选B . 3.已知不等式ax 2-5x +b >0的解集为{x |-3<x <2},则不等式bx 2-5x +a >0的解集是( )A .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-13<x <12B .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-12<x <13C .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-13或x >12 D .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-12或x >13 解析:选C .由题意得方程ax 2-5x +b =0的两根分别为-3,2,于是 ⎩⎪⎨⎪⎧-3+2=--5a ,-3×2=b a ,⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-5,b =30. 则不等式bx 2-5x +a >0, 即为30x 2-5x -5>0, 即(3x +1)(2x -1)>0, ⇒x <-13或x >12.故选C .4.规定符号“⊙”表示一种运算,定义a ⊙b =ab +a +b (a ,b 为非负实数),若1⊙k 2<3,则k 的取值范围是( )A .(-1,1) B.(0,1) C .(-1,0)D .(0,2)解析:选A .因为定义a ⊙b =ab +a +b (a ,b 为非负实数),1⊙k 2<3,所以k 2+1+k 2<3, 化为(|k |+2)(|k |-1)<0,所以|k |<1, 所以-1<k <1.5.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( ) A .[-4,1] B.[-4,3] C .[1,3]D .[-1,3]解析:选B .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 ≤3.6.若关于x 的不等式ax >b 的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,15,则关于x 的不等式ax 2+bx -45a >0的解集为________.解析:由已知ax >b 的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,15,可知a <0,且b a =15,将不等式ax 2+bx -45a >0两边同除以a ,得x 2+b a x -45<0,即x 2+15x -45<0,即5x 2+x -4<0,解得-1<x <45,故所求解集为⎝⎛⎭⎫-1,45. 答案:⎝⎛⎭⎫-1,45 7.若关于x 的不等式x 2-ax +1≤0的解集中只有一个整数,且该整数为1,则a 的取值范围为________.解析:令f (x )=x 2-ax +1,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧f (1)≤0f (2)>0,解得2≤a <52.答案:[2,52)8.当且仅当a ∈(m ,n )时,2-ax +x 21-x +x 2<3对x ∈R 恒成立,则m +n =________.解析:因为1-x +x 2>0恒成立,所以原不等式等价于2-ax +x 2<3(1-x +x 2), 即2x 2+(a -3)x +1>0恒成立.所以Δ=(a -3)2-8<0,3-22<a <3+22. 依题意有m =3-22,n =3+22,所以m +n =6. 答案:69.已知函数f (x )=ax 2+(b -8)x -a -ab ,当x ∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f (x )<0,当x ∈(-3,2)时,f (x )>0.(1)求f (x )在[0,1]内的值域;(2)若ax 2+bx +c ≤0的解集为R ,求实数c 的取值范围. 解:(1)因为当x ∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f (x )<0, 当x ∈(-3,2)时,f (x )>0.所以-3,2是方程ax 2+(b -8)x -a -ab =0的两根, 所以⎩⎪⎨⎪⎧-3+2=8-ba ,-3×2=-a -aba ,所以a =-3,b =5. 所以f (x )=-3x 2-3x +18 =-3⎝⎛⎭⎫x +122+754.因为函数图象关于x =-12对称且抛物线开口向下,所以f (x )在[0,1]上为减函数, 所以f (x )max =f (0)=18,f (x )min =f (1)=12,故f (x )在[0,1]内的值域为[12,18].(2)由(1)知不等式ax 2+bx +c ≤0可化为-3x 2+5x +c ≤0,要使-3x 2+5x +c ≤0的解集为R ,只需⎩⎪⎨⎪⎧a =-3<0,Δ=b 2-4ac ≤0,即25+12c ≤0,所以c ≤-2512,所以实数c 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,-2512. 10.解关于x 的不等式ax 2-(2a +1)x +2<0(a ∈R ). 解:原不等式可化为(ax -1)(x -2)<0.(1)当a >0时,原不等式可以化为a (x -2)⎝⎛⎭⎫x -1a <0,根据不等式的性质,这个不等式等价于(x -2)·⎝⎛⎭⎫x -1a <0. 因为方程(x -2)⎝⎛⎭⎫x -1a =0的两个根分别是2,1a ,所以当0<a <12时,2<1a ,则原不等式的解集是⎩⎨⎧x⎪⎪⎭⎬⎫2<x <1a ;当a =12时,原不等式的解集是∅; 当a >12时,1a <2,则原不等式的解集是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫1a <x <2. (2)当a =0时,原不等式为-(x -2)<0, 解得x >2,即原不等式的解集是{x |x >2}. (3)当a <0时,原不等式可以化为 a (x -2)⎝⎛⎭⎫x -1a <0, 根据不等式的性质,这个不等式等价于(x -2)·⎝⎛⎭⎫x -1a >0, 由于1a<2,故原不等式的解集是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <1a或x >2. 综上所述,当a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <1a 或x >2; 当a =0时,不等式的解集为{x |x >2}; 当0<a <12时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫2<x <1a ; 当a =12时,不等式的解集为∅;当a >12时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫1a <x <2.1.若关于x 的不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-2) B.(-2,+∞) C .(-6,+∞)D .(-∞,-6)解析:选A .不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4) 内有解等价于a <(x 2-4x -2)max . 令g (x )=x 2-4x -2,x ∈(1,4), 所以g (x )<g (4)=-2, 所以a <-2,故选A .2.在关于x 的不等式x 2-(a +1)x +a <0的解集中恰有两个整数,则a 的取值范围是( ) A .(3,4) B.(-2,-1)∪(3,4) C .(3,4]D .[-2,-1)∪(3,4]解析:选D .由题意得,原不等式化为 (x -1)(x -a )<0.当a >1时,解得1<x <a ,此时解集中的整数为2,3, 则3<a ≤4;当a <1时, 解得a <x <1,此时解集中的整数为0,-1, 则-2≤a <-1.故a ∈[-2,-1)∪(3,4],故选D .3.在R 上定义运算:⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b cd =ad -bc ,若不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -1 a -2a +1 x ≥1对x ∈R 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 -2)(a +1)对x ∈R 恒成立, 因为x 2-x -1=⎝⎛⎭⎫x -122-54≥-54, 所以(a -2)(a +1)≤-54,解得-12≤a ≤32,所以a max =32.答案:324.函数f (x )=x 2+2x +ax 对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围为________.解析:因为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 )恒成立. 设g (x )=-(x 2+2x ),而g (x )=-(x 2+2x )=-(x +1)2+1在[1,+∞)上单调递减,所以g (x )max =g (1)=-3,故a >-3.所以,实数a 的取值范围是(-3,+∞). 答案:(-3,+∞)5.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}.6.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), 因为a >0,且0<x <m <n <1a ,所以x -m <0,1-an +ax >0. 所以f (x )-m <0,即f (x )<m .。
一元二次不等式的解法和应用

一元二次不等式的解法和应用一元二次不等式是高中数学中一个重要的知识点,在解决实际问题中有着广泛的应用。
本文将介绍一元二次不等式的解法以及其在实际问题中的应用。
一、一元二次不等式的解法一元二次不等式的解法和一元二次方程的解法有相似之处,都可以通过变形和解析法来求解。
下面将详细讲解两种解法。
1. 变形法对于一元二次不等式 ax^2 + bx + c > 0,首先要将其变形为一个解析式,然后通过求解这个解析式的值域来确定不等式的解集。
步骤如下:a. 将不等式移项,使得一元二次不等式的右边为零。
b. 判断系数a的符号,若a > 0,则可将不等式转化为对应的一元二次方程,然后求出方程的解集。
若a < 0,则需要将不等式的符号反转。
c. 根据解析式的值域,确定不等式的解集。
若解析式的取值范围大于零,则原不等式的解集为实数集;若解析式的取值范围等于零,则原不等式的解集为空集;若解析式的取值范围小于零,则原不等式的解集为空集。
2. 解析法解析法是一种通过图像和函数变化趋势来解决一元二次不等式的解法。
步骤如下:a. 将一元二次不等式化为对应的一元二次方程,然后求出方程的根。
b. 根据一元二次函数的图像和函数变化趋势,确定函数的非负区间和非正区间。
c. 根据函数的非负区间和非正区间,确定不等式的解集。
二、一元二次不等式的应用一元二次不等式在实际问题中有广泛的应用,例如:1. 优化问题:通过建立一元二次不等式模型,可以求解最大值或最小值。
对于给定资源和约束条件的情况下,可以用一元二次不等式来描述并求解最优解。
2. 区间划分问题:通过一元二次不等式的解集,可以将数轴划分成若干个区间,从而对解集进行分类和讨论。
3. 几何问题:一元二次不等式可以用来解决几何相关的问题,如求解面积最大或最小、求解两条直线的位置关系等。
4. 经济问题:一元二次不等式在经济学中有着广泛的应用,如利润最大化、成本最小化等问题的求解。
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).。
一元二次不等式的求解方法

一元二次不等式的求解方法一元二次不等式是高中数学中的重要知识点之一,掌握其求解方法对于解决数学题目和实际问题非常重要。
本文将介绍一元二次不等式的基本概念及其求解方法,帮助读者更好地理解和应用这一知识。
一、一元二次不等式的基本概念一元二次不等式是形如ax^2 + bx + c > 0(或< 0)的不等式,其中a、b、c为已知实数,且a≠0。
其解集表示x的取值范围,以使得不等式成立。
解一元二次不等式的关键在于确定x的取值范围。
二、一元二次不等式的求解方法1. 图示法通过绘制一元二次函数的图像,可以直观地得到不等式的解集。
首先,将不等式化为等式ax^2 + bx + c = 0,求解得到方程的根,记为x1和x2。
然后,根据抛物线的凹凸性质和与x轴的交点情况,得到不等式的解集。
- 当a > 0时,抛物线开口向上,解集为x ∈ (-∞, x1) ∪ (x2, +∞)。
- 当a < 0时,抛物线开口向下,解集为x ∈ (x1, x2)。
2. 辅助函数法通过引入一个辅助函数来求解一元二次不等式。
根据不等式的性质,我们可以构造一个与原不等式等价的辅助方程。
具体步骤如下:- 对于ax^2 + bx + c > 0,构造辅助函数f(x) = ax^2 + bx + c,将不等式转化为f(x) > 0的形式。
- 求解辅助方程f(x) = 0,得到方程的根,记为x1和x2。
- 根据辅助方程的根和函数的凹凸性质,确定不等式的解集。
3. 判别式法判别式法是一种常用的简化计算的方法,适用于某些特定的一元二次不等式。
通过求解方程ax^2 + bx + c = 0,得到判别式D = b^2 - 4ac。
- 当D > 0时,不等式有两个不相等的实根x1和x2,解集为x ∈ (-∞, x1) ∪ (x2, +∞)。
- 当D = 0时,不等式有两个相等的实根x1 = x2,解集为x ∈ (-∞,x1) ∪ (x1, +∞)。
一元二次不等式的解法与应用

一元二次不等式的解法与应用一元二次不等式是代数学中常见的一种求解问题的方法,它可以描述一个变量的取值范围。
在实际问题中,一元二次不等式的解法及其应用广泛存在于各个领域。
本文将介绍一元二次不等式的解法,并探讨其在实际应用中的具体案例。
一、一元二次不等式的解法对于形如ax^2+bx+c>0或ax^2+bx+c<0的一元二次不等式,我们可以通过以下步骤进行求解。
步骤一:化简方程首先,我们需要将一元二次不等式化简为标准形式,即将不等式的右边移动到左边,使得不等式的右边等于零。
步骤二:求解方程在化简为标准形式后,我们将不等式转化为等式,即求解ax^2+bx+c=0的方程。
通过因式分解、配方法、求根公式等方法,我们可以得到方程的根。
步骤三:确定范围在得到方程的根后,我们需要使用数轴或数表来确定解的范围。
根据方程的根的位置和曲线的走势,我们可以判断出不等式的解在数轴上的位置。
步骤四:确定不等号最后,根据方程和不等式的关系,确定不等号的方向。
如果方程的根对应的点满足不等式,那么不等号应为“≥”或“≤”;如果方程的根对应的点不满足不等式,那么不等号应为“>”或“<”。
通过以上步骤,我们可以得到一元二次不等式的解的具体范围和形式。
二、一元二次不等式的应用一元二次不等式的应用广泛存在于各个领域,如经济学、物理学、工程学等。
下面我们将介绍一些具体的应用案例。
1. 经济学应用在经济学中,一元二次不等式可以用于描述成本、收益、销售额等变量之间的关系。
例如,某公司的利润可以用一元二次不等式P(x) = -2x^2 + 30x - 50来表示,其中x表示销售量。
通过求解不等式P(x) > 0,可以确定该公司的利润为正的销售范围,从而帮助决策者制定合适的销售策略。
2. 物理学应用在物理学中,一元二次不等式可以用于描述运动过程中的问题。
例如,一个物体的运动方程可以表示为一元二次不等式h(t) = -16t^2 + vt+ h0,其中h(t)表示物体的高度,t表示时间,v为初速度,h0为初始高度。
高中数学题型讲座:二次函数与一元二次方程、不等式

第2讲:二次函数与一元二次方程、不等式(重点题型方法与技巧)目录类型一:一元二次不等式(不含参)的求解 类型二:一元二次不等式(含参)的求解 角度1:两根大小不确定,从两根相等开始讨论角度2:最高项系数含参从0开始讨论 角度3:不可因式分解型,从开始讨论 类型三:一元二次不等式与对应函数、方程的关系类型四:二次不等式恒成立问题 类型五:一元二次函数求最值(含参数)类型六::根据不等式的解求参数1、四个二次的关系 1.1一元二次函数的零点一般地,对于二次函数2y ax bx c =++,我们把使20ax bx c ++=的实数x 叫做二次函数2y ax bx c =++的零点.1.2次函数与一元二次方程的根、一元二次不等式的解集的对应关系对于一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两根为12x x 、且12x x ≤,设ac b 42-=∆,它的解按照0>∆,0=∆,0<∆可分三种情况,相应地,二次函数2y ax bx c =++(0)a >的图象与x 轴的位置关系也分为三种情况.因此我们分三种情况来讨论一元二次不等式20ax bx c ++>(0)a >或20ax bx c ++<(0)a >的解集.判别式ac b 42-=∆ 0∆>0∆=0∆<二次函数2y ax bx c =++(0a >的图象一元二次方程20ax bx c ++=(0a >)的根有两个不相等的实数有两个相等的实数根没有实数根根1x ,2x (12x x <)122b x x a==-20ax bx c ++>(0a >)的解集 12{|}x x x x x <>或 {|}2b x x a≠-R20ax bx c ++<(0a >)的解集12{|}x x x x <<∅ ∅2、一元二次不等式的解法1:先看二次项系数是否为正,若为负,则将二次项系数化为正数; 2:写出相应的方程20ax bx c ++=(0)a >,计算判别式∆:①0∆>时,求出两根12x x 、,且12x x <(注意灵活运用十字相乘法); ②0∆=时,求根ab x x 221-==; ③0∆<时,方程无解 3:根据不等式,写出解集.类型一:一元二次不等式(不含参)的求解典型例题例题1.(2022·全国·高一课时练习)不等式21560x x +->的解集为( ) A .{1x x 或1}6x <-B .116x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭C .{1x x 或3}x <-D .{}32x x -<<【答案】B【详解】法一:原不等式即为26510x x --<,即()()6110x x +-<,解得116x -<<,故原不等式的解集为116x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭.法二:当2x =时,不等式不成立,排除A ,C ;当1x =时,不等式不成立,排除D . 故选:B .例题2.(2022·陕西省丹凤中学高一期末(理))不等式2280x x +-≤的解集是________. 【答案】{|42}x x -≤≤【详解】解:因为2280x x +-≤,即()()420x x +-≤, 解得42x -≤≤,所以原不等式的解集为{|42}x x -≤≤; 故答案为:{|42}x x -≤≤同类题型演练1.(2022·广东珠海·高一期末)不等式()()130x x ++<的解集是( )A .RB .∅C .{31}x x -<<-∣D .{3xx <-∣,或1}x >- 【答案】C【详解】解:由()()130x x ++<,解得31x -<<-,即不等式的解集为{31}xx -<<-∣; 故选:C2.(2022·四川成都·高一期末(文))不等式()()120x x +->的解集为___________. 【答案】{}|12x x -<<【详解】不等式()()120x x +->可化为()()120x x +-<, 解得:12x -<<.所以原不等式的解集为{}|12x x -<<. 故答案为:{}|12x x -<<类型二:一元二次不等式(含参)的求解 角度1:两根大小不确定,从两根相等开始讨论 典型例题例题1.(2022·全国·高一课时练习)解不等式()2220x c x c -++<.【答案】解:不等式化为()2220x c x c -++<,即()(2)0x c x --<当2>c 时,不等式的解集为{}2x x c <<, 当2c =时,不等式的解集为∅, 当2c <时,不等式的解集为{}2x c x <<例题2.(2022·全国·高三专题练习)求不等式2212x ax a ->(a R ∈)的解集. 【答案】当a>0时,不等式的解集为{|}43a ax x x <->或 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{|}34a ax x x <>-或 【详解】试题分析:解含参数的二次不等式,通常要比较其对应方程的两根大小才能写出不等式的解集.本题对应方程两根为13a x =,24ax =-比较这两个根的大小,只需讨论与零的大小关系就可以了.试题解析:原不等式可化为(3x -a )(4x +a )>0. 当a>0时,不等式的解集为{|}43a a x x x <->或 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{|}34a a x x x <>-或 例题3.(2022·广东·高一期末)设函数2()(1)1f x ax a x =-++. (1)当a +∈R 时,求关于x 的不等式()0f x <的解集.【答案】(1)当1a =时,解集为∅;当01a <<时,解集为11x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭;当1a >时,解集为11x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭. ()0f x <,即()2110ax a x -++<,当a +∈R 时,原不等式可化为()110x x a⎛⎫--< ⎪⎝⎭,其解得情况应由1a与1的大小关系确定, 当1a =时,解得x ∈∅; 当1a >时,解得11x a<<; 当01a <<时,解得11x a<<. 综上所述:当1a =时,解集为∅;当01a <<时,解集为11x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭;当1a >时,解集为11x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭. 同类题型演练1.(2022·福建南平·高一期末)当0a <时,求关于x 的不等式2(24)80ax a x +-->的解集. 【答案】2(24)80ax a x +-->,因为0a <,所以不等式可化为2(4)0x x a ⎛⎫+-< ⎪⎝⎭当24a <-时,即102a -<<,原不等式的解集24,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭当24a =-时,即12a =-,原不等式的解集为∅当24a >-时即12a <-原不等式的解集2,4a ⎛⎫- ⎪⎝⎭.综上所述,当102a -<<时,原不等式的解24,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭;当12a =-时,原不等式的解集为∅;当12a <-时,原不等式的解集2,4a ⎛⎫- ⎪⎝⎭.2.(2022·四川成都·高一期末)设函数()()3y x x a =--,R a ∈. (1)解关于x 的不等式0y <; 【答案】(1)答案见解析.当3a <时,不等式()0f x <的解集为(),3a , 当3a =时,不等式()0f x <的解集为∅, 当3a >时,不等式()0f x <的解集为()3,a .3.(2022·甘肃省武威第一中学高一开学考试)解关于x 的不等式:()2230x a a x a -++<.【答案】答案见解析【详解】解:()2230x a a x a -++<即()()20x a x a --<, 则对应方程的根为212,==x a x a ,①当0a <或1a >时,原不等式的解集为{}2x a x a <<,②当0a =或1a =时,原不等式的解集为∅,③当01a <<时,原不等式的解集为{}2x a x a <<.角度2:最高项系数含参从0开始讨论典型例题例题1.(2022·湖南·新邵县第二中学高一开学考试)解关于x 的不等式2(1)21(R)ax a x a a a +-+-<-∈.【答案】由题意可得22(1)21(1)10ax a x a a ax a x +-+-<-⇒+--<,当0a =时,不等式可化为1x <,所以不等式的解集为{}1x x <,当0a >时,21(1)10(1)(1)01ax a x ax x x a+--<⇒+-<⇒-<<,当0a <时,2(1)10(1)(1)0ax a x ax x +--<⇒+-<,①当1a =-,解集{}1x x ≠,②当10a -<<,解集为{1x x <或1x a ⎫>-⎬⎭,③当1a <-,解集为{1x x >或1x a ⎫<-⎬⎭.综上所述,当1a <-,不等式的解集为{1x x >或1x a ⎫<-⎬⎭,当1a =-,不等式的解集为{}1x x ≠,当10a -<<,不等式的解集为{1x x <或1x a ⎫>-⎬⎭,当0a =时,不等式的解集为{}1x x <,当0a >时,不等式的解集为11x x a ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭.例题2.(2022·陕西·西安高新第三中学高一期中)已知函数()2(2)()f x ax a x a =+-∈R .若2a >-,解关于x 的不等式()2f x ≥.【答案】20a -<<时,解集为2|1x x a ⎧⎫≤≤-⎨⎬⎩⎭;0a =时,解集为{}1x x ≤-; 0a >时,解集为2{|x x a≥或1}x ≤- 不等式()2f x ≥,可化为:()2220ax a x +--≥.当0a =时,原不等式即为220x --≥,∴1x ≤-.当0a >时,原不等式化为()210a x x a ⎛⎫-+≥ ⎪⎝⎭,∴2x a ≥或1x ≤-.当20a -<<时,原不等式为()210a x x a ⎛⎫-+≥ ⎪⎝⎭,可化为()210x x a ⎛⎫-+≤ ⎪⎝⎭因21a<-,∴21x a ≤≤-.综上,20a -<<时,原不等式的解集为2|1x x a ⎧⎫≤≤-⎨⎬⎩⎭;0a =时,原不等式的解集为{}1x x ≤-; 0a >时,原不等式的解集为2{|x x a≥或1}x ≤- 同类题型演练1.(2022·全国·高一专题练习)若R a ∈,解关于x 的不等式2(1)10ax a x +++>.【答案】答案见解析.【详解】当0a =时,1x >-,当0a ≠时,1()(1)0a x x a++>,当0a <时,1()(1)0x x a ++<,解得11x a-<<-,当0a >时,1()(1)0x x a++>,若1a =,则1x ≠-,若01a <<,则1x a <-或1x >-,若1a >,则1x <-或1x a>-,所以当0a <时,原不等式的解集是{}|11x x a -<<-;当0a =时,原不等式的解集是{|1}x x >-;当01a <≤时,原不等式的解集是1{|x x a <-或1}x >-;当1a >时,原不等式的解集是{|1x x <-或1}x a>-.2.(2022·福建·莆田一中高一期末)已知函数2()(1)2f x ax a x a =+-+-. 若0a <,解关于x 的不等式()1f x a <-. 【答案】依题意,因0a <,则2()1(1)101()(1)0f x a ax a x x x a<-⇔+-⇔--+><,当1a =-时,11a-=,解得1x ≠, 当10a -<<时,11a ->,解得1x <或1x a>-, 当1a <-时,101a <-<,解得1x a<-或1x >,所以,当1a =-时,原不等式的解集为{R |1}x x ∈≠;当10a -<<时,原不等式的解集为{|1x x <或1}x a>-;当1a <-时,原不等式的解集为1{|x x a<-或1}x >.角度3:不可因式分解型,从开始讨论典型例题例题1.(2022·全国·高一专题练习)解关于x 的不等式:2220()x ax a R ++>∈. 【答案】答案见解析.【详解】关于x 的不等式:2220()x ax a R ++>∈中,∆2242216a a =-⨯⨯=-,当4a >或4a 时,∆0>,对应的一元二次方程有两个实数根2164a a x ---=和2164a a x -+-=,且22161644a a a a ----+-<, 故不等式的解集为216{|4a a x x ---<或216}4a a x -+->;当4a =±时,∆0=,对应的一元二次方程有两个相等的实数根4ax =-,∴不等式的解集为{|}4ax x ≠-;当44a -<<时,∆0<, ∴不等式的解集为R ;综上,4a >或4a时,不等式的解集为216{|4a a x x ---<或216}4a a x -+->;4a =±时,不等式的解集为{|}4ax x ≠-;44a -<<时,不等式的解集为R .同类题型演练1.(2022·山东滨州·高二期中)已知一元二次函数2()f x x bx c =++,满足(0)2,(1)(1)=-=f f f .(1)求()f x 的解析式;(2)解关于x 的不等式()2≤f x ax . 【答案】(1)2()2f x x =+(2)解集见解析(1)解:函数2()f x x bx c =++,由(0)2f =,得2,c = 因为(1)(1)f f -=,所以1212,++=-+b b 解得0b =; 所以2()2f x x =+.(2)关于x 的不等式()2≤f x ax 可化为2220,-+≤x ax 因为248,∆=-a所以当0,∆<即22a -<<时,原不等式对应的方程无实数根, 又二次函数222y x ax =-+的图像开口向上,所以原不等式的解集为∅; 当0∆=,即2a =±时,原不等式对应的方程有两个相等的实数根, 2a =时,原不等式的解集为{}|2=x x ;2a =-时,原不等式的解集为{}|2=-x x ;当0,∆>即2a <-或2a >时,原不等式对应的有两个相等的实数根, 分别为22122,2,=--=+-x a a x a a 且12,x x <所以原不等式解集为{}22|22--≤≤+-x a a a a a .综上所知,当22a -<<时,原不等式的解集为∅; 当2a =时,原不等式的解集为{}|2=x x ; 当2a =-时,原不等式的解集为{}|2=-x x ;当2a <-或2a >时,原不等式解集为{}22|22--≤≤+-x a a a a a .类型三:一元二次不等式与对应函数、方程的关系典型例题例题1.(2022·全国·高一课时练习)已知二次函数2y ax bx c =++的图象如图所示,则不等式20ax bx c ++>的解集是( )A .{}21x x -<<B .{|2x x <-或1}x >C .{}21x x -≤≤D .{|2x x ≤-或1}x ≥【答案】A【详解】由二次函数图象知:20ax bx c ++>有21x -<<. 故选:A例题2.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末)已知220x kx m -+<的解集为()1,t -(1t >-),则k m +的值为( ) A .1- B .2- C .1 D .2【答案】B【详解】解:因为220x kx m -+<的解集为()1,t -(1t >-), 所以1x =-为220x kx m -+=的根,所以2k m +=-. 故选:B例题3.(2022·黑龙江·大庆中学高二期末)若不等式220ax bx ++>的解集是1123x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则0ax b +>的解集为( )A .1,6⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭B .1,6⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭C .1,6⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭D .1,6⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭【答案】A【详解】不等式220ax bx ++>的解集是1123x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭则根据对应方程的韦达定理得到:112311223ba a⎧⎛⎫-+=- ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪-⋅= ⎪⎪⎝⎭⎩,解得122a b =-⎧⎨=-⎩,则1220x -->的解集为1,6⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭故选:A同类题型演练1.(2022·浙江·高三专题练习)已知二次函数2y ax bx c =++的图像如图所示,则不等式20ax bx c ++>的解集是( )A .()2,1-B .()(),21,-∞-⋃+∞C .[]2,1-D .(][),21,-∞-+∞【答案】A【详解】结合图像易知,不等式20ax bx c ++>的解集()2,1-, 故选:A.2.(2022·全国·高一单元测试)若方程()200ax bx c a ++=<有唯一的实数根3,则不等式20ax bx c ++≥的解集为______.【答案】{}3x x =【详解】由已知得抛物线()20y ax bx c a =++<的开口向下,与x 轴交于点()3,0,故不等式20ax bx c ++≥的解集为{}3x x =. 故答案为:{}3x x =3.(2022·江苏·高一)若关于x 的不等式28210mx mx ++<的解集为{}71x x -<<-,则实数m 的值为______. 【答案】3【详解】由题可知,-7和-1是二次方程28210mx mx ++=的两个根, 故()21713m m=-⨯-⇒=.经检验满足题意 故答案为:3.类型四:二次不等式恒成立问题典型例题例题1.(2022·江西吉安·高二期末(文))若关于x 的不等式2220ax ax --<恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A .[]2,0- B .(]2,0- C .()2,0-D .()(),20,-∞-⋃+∞【答案】B【详解】当0a =时,不等式成立;当0a ≠时,不等式2220ax ax --<恒成立, 等价于()()20,2420,a a a <⎧⎪⎨∆=--⨯-<⎪⎩20a ∴-<<. 综上,实数a 的取值范围为(]2,0-. 故选:B .例题2.(2022·黑龙江·鸡东县第二中学高二期中)已知命题“[1,2]x ∃∈-,230x x a +>-”是假命题,则实数a 的取值范围是________. 【答案】(,4]-∞-【详解】由题意得,“[1,2]x ∀∈-,230x x a -+≤”是真命题, 则23a x x ≤-+对[1,2]x ∀∈-恒成立,在区间[]1,2-上,23x x -+的最小值为()()21314--+⨯-=-,所以()2min 34a x x ≤-+=-,即a 的取值范围是(,4]-∞-. 故答案为:(,4]-∞-例题3.(2022·全国·高一课时练习)已知关于x 的不等式244x mx x m +>+-. (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04m ≤≤,不等式恒成立,求实数x 的取值范围.【答案】(1)(0,4) (2)()()(),00,22,-∞⋃⋃+∞(1)若对任意实数x ,不等式恒成立,即2440x mx x m +--+>恒成立 则关于x 的方程2440x mx x m +--+=的判别式()()24440m m ∆=---+<, 即240m m -<,解得04m <<,所以实数m 的取值范围为(0,4). (2)不等式244x mx x m +>+-,可看成关于m 的一次不等式()21440m x x x -+-+>,又04m ≤≤,所以224404(1)440x x x x x ⎧-+>⎨-+-+>⎩,解得2x ≠且0x ≠,所以实数x 的取值范围是()()(),00,22,-∞⋃⋃+∞.同类题型演练1.(多选)(2022·全国·高一课时练习)不等式22x bx c x b ++≥+对任意的x ∈R 恒成立,则( ) A .2440b c -+≤ B .0b ≤ C .1c ≥ D .0b c +≥【答案】ACD【详解】22x bx c x b ++≥+可整理为()220x b x c b +-+-≥,则()()2224440b c b b c ∆=---=-+≤,故A 正确. 当1b =,2c =时,满足0∆≤,即原不等式成立.B 错误;由0∆≤,得214b c ≥+,所以1c ≥.C 正确;2211042b b b c b ⎛⎫+≥++=+≥ ⎪⎝⎭.D 正确.故选:ACD .2.(2022·江苏南京·高二期末)2R,10x x x λ∀∈-+>,则λ的取值范围为__________. 【答案】22λ-<<【详解】由题设240λ∆=-<,可得22λ-<<. 故答案为:22λ-<<3.(2022·四川广安·高一期末(理))已知不等式()21460a x x +--<的解集是{}13x x -<<.(1)求常数a 的值;(2)若关于x 的不等式240ax mx ++≥的解集为R ,求m 的取值范围. 【答案】(1)1a =(2)[]4,4-(1)因为不等式()21460a x x +--<的解集是{}13x x -<<.所以-1和3是方程()21460a x x +--=的解,把1x =-代入方程解得1a =.经验证满足题意(2)若关于x 的不等式240ax mx ++≥的解集为R ,即240x mx ++≥的解集为R , 所以2160m ∆=-≤,解得44m -≤≤,所以m 的取值范围是[]4,4-.4.(2022·四川·盐亭中学高二阶段练习(文))已知函数()()211f x x a x =-++.(1)若关于x 的不等式的()0f x <的解集是{}2x m x <<,求a ,m 的值; (2)设关于x 不等式的()0f x >在[]0,1上恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)32a =,12m =(2)(),1-∞ (1)根据二次不等式的解集与系数的关系可得x m =和2x =是方程()2110x a x -++=的两根,故()221210a -+⨯+=,解得32a =,由韦达定理有21m =,解得12m =. 故32a =,12m = (2)()0f x >在[]0,1上恒成立,即()211x a x +>+恒成立.当0x =时满足题意,当(]0,1x ∈时,min 11x a x ⎛⎫+>+ ⎪⎝⎭恒成立,因为1122x x x x+≥⋅=,当且仅当1x =时取等号.故12a +<,即a的取值范围为(),1-∞.5.(2022·浙江·镇海中学高二期末)已知函数2()4f x x x b =-+,若()0f x <的解集为{}1|x x m <<.(1)求b ,m 的值;(2)当a 为何值时,2()2()10a b x a b x +++-<的解集为R ? 【答案】(1)3m =,3b = (2)(]4,3--(1)解:由题意可知,240x x b -+<的解集为{}1|x x m <<, 所以1x =与x m =为方程240x x b -+=的两根,141m m b +=⎧∴⎨⋅=⎩,33m b =⎧∴⎨=⎩; (2)解:()()2210a b x a b x +++-<的解集为R ,①当0a b +=时,10-<的解集为R ,30a ∴+=,3a ∴=-;②当0a b +<时,()20Δ4()40a b a b a b +<⎧⎨=+++<⎩,10a b ∴-<+<,130a ∴-<+<,43a ∴-<<-综上所述,a 的取值范围为(]4,3--.类型五:一元二次函数求最值(含参数)典型例题例题1.(2022·全国·高一专题练习)已知函数()222f x x ax =++.(1)当1a =时,求函数()f x 在区间[)23-,上的值域; (2)当1a =-时,求函数()f x 在区间[]1t t +,上的最大值;(3)求()f x 在[]55-,上的最大值与最小值. 【答案】(1)[)1,17(2)221(1)12112t t t t ⎧-+<⎪⎪⎨⎪+≥⎪⎩,,(3)答案见解析(1)当1a =时,()()222211f x x x x =++=++,函数在[)21-,-上单调递减,在()1,3-上单调递增, ()()min 11317x f x f ∴===-,,,∴函数()f x 在区间[)23-,上的值域是[)1,17;(2)当1a =-时,()()222211f x x x x =-+=-+,12t,函数()f x 在区间[]1t t +,上的最大值()()211f t t =-+; 12t ≥,函数()f x 在区间[]1t t +,上的最大值()211f t t +=+; ∴函数()f x 在区间[]1t t +,上的最大值221(1)12112t t t t ⎧-+<⎪⎪⎨⎪+≥⎪⎩,,;(3)函数()()222222f x x ax x a a =++=++- 的对称轴为x a =-,①当5a -<-,即5a >时,函数y 在[]55-,上是增函数, 当5x =-时,函数y 取得最小值为2710a -;当5x =时,函数y 取得最大值为2710a +. ②当50a -≤<,即05a <≤时,当x a =-时,函数y 取得最小值为22-a ;当5x =时,函数y 取得最大值为2710a +.③当05a ≤≤-,即50a ≤≤-时,x =-a 时,函数y 取得最小值为22a -;当5x =-时,函数y 取得最大值为2710a -.④当5a >-,即5a <-时,函数y 在[]55-,上是减函数, 故当5x =-时,函数y 取得最大值为2710a -;当5x =时,函数y 取得最小值为2710a +. 综上,当5a >时,函数的最大值为2710a +,最小值为2710a -,当05a <≤时,函数的最大值为2710a +,最小值为22-a ,当50a ≤≤-时,函数的最大值为2710a -,最小值为22a -,当5a <-时,函数的最大值为2710a -,最小值为2710a + 例题2.(2022·黑龙江·大庆市东风中学高二期末)已知二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,且满足(0)2f =,(1)()21f x f x x +-=+. (1)求函数()f x 的解析式;(2)当[,2]x t t ∈+(R t ∈)时,求函数()f x 的最小值()g t (用t 表示). 【答案】(1)2()2f x x =+ (2)222,0()2,2046,2t t g t t t t t ⎧+≥⎪=-<<⎨⎪++≤-⎩(1)因为二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,且满足(0)2f =,(1)()21f x f x x +-=+, 所以2c =,且22(1)(1)()21a x b x c ax bx c x ++++-++=+,由22(1)(1)()21a x b x c ax bx c x ++++-++=+,得221ax b a x ++=+,所以221a b a =⎧⎨+=⎩,得10a b =⎧⎨=⎩,所以2()2f x x =+.(2)因为2()2f x x =+是图象的对称轴为直线0x =,且开口向上的二次函数, 当0t ≥时,2()2f x x =+在[,2]x t t ∈+上单调递增,则2min ()()2f x f t t ==+;当20t +≤,即2t ≤-时,2()2f x x =+在[,2]x t t ∈+上单调递减,则22min ()(2)(2)246f x f t t t t =+=++=++;当01t t <<+,即20t -<<时,min ()(0)2f x f ==, 综上222,0()2,2046,2t t g t t t t t ⎧+≥⎪=-<<⎨⎪++≤-⎩同类题型演练1.(2021·全国·高一专题练习)已知函数()22f x x mx n =++的图象过点(0,1)-,且满足()()12f f -=.(1)求函数()f x 的解析式;(2)求函数()f x 在[],2a a +上的最小值; 【答案】(1)2()221f x x x =--(2)2min23263,,2331[()],,2221221,.2a a a f x a a a a ⎧++≤-⎪⎪⎪=--<<⎨⎪⎪--≥⎪⎩(1)解:因为函数2()2f x x mx n =++的图象过点(0,1)-, 所以1n =- 又(1)(2)f f -=, 所以1224m -+=-, 解得2m =-,所以2()221f x x x =--;(2)2213()221222f x x x x ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭,[,2]x a a ∈+,当122a +≤时,即32a ≤-时,函数()f x 在[],2a a +上单调递减,所以2min [()](2)263f x f a a a =+=++,当122a a <<+时,即3122a -<<时,函数()f x 在1,2a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,在1,22a ⎡⎤+⎢⎥⎣⎦单调递增,所以min 13[()]22f x f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭;当12a ≥时,函数()f x 在[],2a a +上单调递增, 所以2min [()]()221f x f a a a ==--.综上:2min23263,,2331[()],,2221221,.2a a a f x a a a a ⎧++≤-⎪⎪⎪=--<<⎨⎪⎪--≥⎪⎩2.(2021·江西·兴国县将军中学高一期中)已知二次函数()2f x x bx c =++,且()()31f f -=,()00=f .(1)求函数()f x 的解析式;(2)若函数()()()422g x f x a x =-++,[]1,2x ∈,求函数()g x 的最小值. 【答案】(1)2()2f x x x =+;(2)2min12,0()21,0124,1a a g x a a a a a -≤⎧⎪=--+<<⎨⎪-≥⎩. (1)由(3)(1),(0)0f f f -==,则(0)0f c ==,又931b b -=+,解得2b =, ∴函数()f x 的解析式为2()2f x x x =+.(2)由(1)知,2()2(1)2g x x a x =-++, 其对称轴1x a =+,而[]1,2x ∈, 当11a +≤,即0a ≤时,()g x 在[]1,2上单调递增,min ()(1)12g x g a ==-, 当12a +≥,即1a ≥时,()g x 在[]1,2上单调递减,min ()(2)24g x g a ==-,当01a <<时,2min ()(1)21g x g a a a =+=--+,∴2min12,0()21,0124,1a a g x a a a a a -≤⎧⎪=--+<<⎨⎪-≥⎩. 类型六::根据不等式的解求参数典型例题例题1.(2021·福建三明·高一期中)已知函数2()2f x ax x c =++,若不等式()0f x <的解集是{|53}x x -<< (1)求()f x 的解析式;(2)若函数()f x 在区间[,2]m m +上的最小值为20,求实数m 的值. 【答案】(1)2()215f x x x =+- (2)-9或5(1)125,3x x =-=是对应方程ax 2+2x +c =0的两根.由韦达定理得12122211515x x a ac c x x a ⎧+=-=-⎪=⎧⎪∴⎨⎨=-⎩⎪==-⎪⎩,2()215f x x x ∴=+-;(2)22()215(1)16f x x x x =+-=+-,对称轴为1x =-,当21m +≤-,即3m ≤-时,2min ()(2)(3)16f x f m m =+=+-,由已知得:2(3)1620m +-=, 解得:m =3或-9,又3m ≤-,9m ∴=-,当1m ≥-时,2min ()()(1)16f x f m m ==+-,由已知得:2(1)1620m +-=, 解得:m =5或-7,又1m ≥-,5m ∴=,当12m m <-<+时,min ()1620f x =-≠,(舍去), 综上所述,m =-9或5.例题2.(2021·河南开封·高一阶段练习)已知函数()221f x x ax =-+,[]1,2x ∈,R a ∈.(1)若()0f x ≤恒成立,求a 的取值范围; (2)若()f x 最小值为4-,求a 的值. 【答案】(1)54a ≥; (2)94. (1)因为2()21f x x ax =-+开口向上,由[]1,2x ∈时,()0f x ≤恒成立,可得()max 0f x ≤,所以(1)0(2)0f f ≤⎧⎨≤⎩,即220540a a -≤⎧⎨-≤⎩,解得:54a ≥,所以a 的取值范围为54a ≥. (2)()221f x x ax =-+对称轴为x a =,开口向上,当1a ≤时,()()min 1224f x f a ==-=-,解得:3a =(舍);当12a <<时,2min ()()14f x f a a ==-+=-,5a =±(舍);当2a ≥时,min ()(2)544f x f a ==-=-,94a =; 所以a 的值为94.同类题型演练1.(2022·贵州毕节·高一期末)已知函数2()2(0)f x x ax a =->. (1)当3a =时,解关于x 的不等式5()7f x -<<;(2)函数()y f x =在[],2t t +上的最大值为0,最小值是4-,求实数a 和t 的值. 【答案】(1)(1,1)(5,7)-⋃ (2)0,2t a ==或2,2t a ==(1)当3a =时,不等式5()7f x -<<, 即为2567x x -<-<,即226756⎧-<⎪⎨-<-⎪⎩x x x x ,所以171,5或-<<⎧⎨<>⎩x x x , 所以11x -<<或57x <<,所以原不等式的解集为(1,1)(5,7)-⋃. (2)(0)(2)0f f a ==,由题意0=t 或22t a +=,这时24a -≤-解得2a ≥, 若0=t ,则2t a +≤,所以()()2242f t f a +==-⇒=;若22t a +=,即22t a a =-≥, 所以()()422f t f a =-=-,则2a =,综上,0,2t a ==或2,2t a ==.2.(2022·全国·高三专题练习(理))已知函数f (x )=-x 2+2ax +1-a 在x ∈[0,1]时有最大值2,求a的值.【答案】a=-1或a=2.【详解】函数f(x)=-x2+2ax+1-a=-(x-a)2+a2-a+1,对称轴方程为x=a.(1)当a<0时,f(x)max=f(0)=1-a,∴1-a=2,∴a=-1.(2)当0≤a≤1时,f(x)max=f(a)=a2-a+1,∴a2-a+1=2,即a2-a-1=0,∴a=125(舍去).(3)当a>1时,f(x)max=f(1)=a,∴a=2.综上可知,a=-1或a=2.。
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第2讲 一元二次不等式的解法[学生用书P107]1.三个“二次”间的关系(x -a )(x -b )>0或(x -a )(x -b )<0型不等式的解法判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若不等式ax 2+bx +c <0的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( )(2)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.( )(3)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 .( ) (4)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.( ) (5)若二次函数y =ax 2+bx +c 的图象开口向下,则不等式ax 2+bx +c <0的解集一定不是空集.( )答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√(教材习题改编)不等式(x +1)(x +2)<0的解集为( )A .{x |-2<x <-1} B.{x |-1<x <2} C .{x |x <-2或x >1} D .{x |x <-1或x >2}答案:A(教材习题改编)不等式-2x 2+x <-3的解集为( )A .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-32<x <1 B .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-1<x <32 C .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-32或x >1 D .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-1或x >32 解析:选D .-2x 2+x <-3, 即为2x 2-x -3>0,Δ=25>0,方程2x 2-x -3=0的两实根为x 1=-1,x 2=32,所以2x 2-x -3>0的解集为 ⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-1或x >32.(教材习题改编)关于x 的不等式-12x 2+mx +n >0的解集为{x |-1<x <2},则m +n 的值为( )A .-12B.-32C .12D .32解析:选D .-12x 2+mx +n >0,即为x 2-2mx -2n <0.由题意知,x 2-2mx -2n <0的解集为{x |-1<x <2}.所以⎩⎪⎨⎪⎧-1+2=2m ,-1×2=-2n .所以m =12,n =1.所以m +n =32,故选D .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:由题意得Δ=a 2-16≥0, 即a 2≥16,所以a 的取值范围是(-∞,-4]∪[4,+∞). 答案:(-∞,-4]∪[4,+∞) 不等式2x +1<1的解集是________.解析:2x +1<1⇒2-(x +1)x +1<0⇒x -1x +1>0⇒x >1或x <-1. 答案:{x |x >1或x <-1}一元二次不等式的解法(高频考点) [学生用书P108]一元二次不等式的解法是每年高考的重点,虽然考查的机会较少,但常与集合、分段函数、导数等内容综合考查,主要命题角度有:(1)不含参数的一元二次不等式; (2)含参数的一元二次不等式.[典例引领]角度一 不含参数的一元二次不等式求不等式-x 2+8x -3>0的解集.【解】 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}.角度二 含参数的一元二次不等式解关于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, 所以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}.将本例中的不等式改为ax 2-(a +1)x +1<0,如何求解? 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 <1.一元二次不等式的解法(1)对于常系数一元二次不等式,可以用分解因式法或判别式法求解,题目简单,情况单一.(2)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,需先将二次项系数化为正数,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,以确定不等式是一次不等式还是二次不等式,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.(3)若一元二次不等式的解集为区间的形式,则区间的端点值恰对应相应的一元二次方程的根,要注意解集的形式与二次项系数的联系.[注意] 当不等式中二次项的系数含有参数时,不要忘记讨论其等于0的情况.[通关练习]1.设实数a ∈(1,2),关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为( )A .(3a ,a 2+2) B.(a 2+2,3a ) C .(3,4)D .(3,6)解析:选B .由x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0,得(x -3a )·(x -a 2-2)<0,因为a ∈(1,2),所以3a >a 2+2,所以关于x 的一元二次不等式x 2-(a 2+3a +2)x +3a (a 2+2)<0的解集为(a 2+2,3a ).故选B .2.求不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R )的解集. 解:因为12x 2-ax >a 2, 所以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=a 3.当a >0时,-a 4<a3,解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-a 4或x >a 3; 当a =0时,x 2>0,解集为{x |x ∈R 且x ≠0}; 当a <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 4.一元二次不等式恒成立问题(高频考点)[学生用书P109]一元二次不等式与其对应的函数与方程之间存在着密切的联系.在解决具体的数学问题时,要注意三者之间的相互联系,并在一定条件下相互转换.对于一元二次不等式恒成立问题,常根据二次函数图象与x 轴的交点情况确定判别式的符号,进而求出参数的取值范围.主要命题角度有:(1)在R 上的恒成立问题; (2)在给定区间上的恒成立问题; (3)给定参数范围的恒成立问题.[典例引领]角度一 在R 上的恒成立问题(1)若不等式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)设a 为常数,对于∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则a 的取值范围是( ) A .(0,4) B.[0,4) C .(0,+∞)D .(-∞,4)【解析】 (1)当k =0时,显然成立;当k ≠0时,即一元二次不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立,则⎩⎪⎨⎪⎧k <0,k 2-4×2k ×⎝⎛⎭⎫-38<0,解得-3<k <0. 综上,满足不等式2kx 2+kx -38<0对一切实数x 都成立的k 的取值范围是(-3,0].(2)对于∀x ∈R ,ax 2+ax +1>0,则必有⎩⎨⎧a >0,Δ=a 2-4a <0或a =0,所以0≤a <4. 【答案】 (1)D (2)B角度二 在给定区间上的恒成立问题设函数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: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. 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.角度三 给定参数范围的恒成立问题对任意m ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m 的值恒大于零,求x 的取值范围.【解】 由f (x )=x 2+(m -4)x +4-2m =(x -2)m +x 2-4x +4, 令g (m )=(x -2)m +x 2-4x +4.由题意知在m ∈[-1,1]上,g (m )的值恒大于零,所以⎩⎪⎨⎪⎧g (-1)=(x -2)×(-1)+x 2-4x +4>0,g (1)=(x -2)+x 2-4x +4>0.解得x <1或x >3.故当x 的取值范围为(-∞,1)∪(3,+∞)时,对任意的m ∈[-1,1],函数f (x )的值恒大于零.形如f (x )≥0(f (x )≤0)恒成立问题的求解思路(1)x ∈R 的不等式确定参数的范围时,结合二次函数的图象,利用判别式来求解. (2)x ∈[a ,b ]的不等式确定参数范围时,①根据函数的单调性,求其最值,让最值大于等于或小于等于0,从而求出参数的范围;②数形结合,利用二次函数在端点a ,b 处的取值特点确定不等式求参数的取值范围.(3)已知参数m ∈[a ,b ]的不等式确定x 的范围,要注意变换主元,一般地,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.[注意] 解决恒成立问题一定要搞清楚谁是主元,谁是参数.[通关练习]1.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________.解析:作出二次函数f (x )的图象,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. 答案:⎝⎛⎭⎫-22,0 2.已知不等式mx 2-2x -m +1<0,是否存在实数m 对所有的实数x ,使不等式恒成立?若存在,求出m 的取值范围;若不存在,请说明理由.解:不等式mx 2-2x -m +1<0恒成立,即函数f (x )=mx 2-2x -m +1的图象全部在x 轴下方. 当m =0时,1-2x <0, 则x >12,不满足题意;当m ≠0时,函数f (x )=mx 2-2x -m +1为二次函数. 需满足开口向下且方程mx 2-2x -m +1=0无解,即⎩⎨⎧m <0,Δ=4-4m (1-m )<0,不等式组的解集为空集,即m 无解. 综上可知,不存在这样的m .一元二次不等式的应用[学生用书P110][典例引领]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,得x ≤2.所以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8x 2-30x +13≤0.解得12≤x ≤134.所以x 的取值范围是⎣⎡⎦⎤12,2.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.[通关练习]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、乙两辆汽车相向而行,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 +0.01x 2,s 乙=0.05x +0.005x 2,问:甲、乙两车有无超速现象?解:由题意知,对于甲车,有0.1x +0.01x 2>12, 即x 2+10x -1 200>0,解得x >30或x <-40(不合实际意义,舍去), 这表明甲车的车速超过30 km/h .但根据题意刹车距离略超过12 m.由此估计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-2 000>0,解得x>40或x<-50(不合实际意义,舍去),这表明乙车的车速超过40 km/h,超过规定限速.一元二次不等式的求解策略(1)化:把不等式化为二次项系数大于零的标准形式.(2)判:计算对应方程的判别式.(3)求:求出对应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程有没有实根.(4)写:利用“大于取两边,小于取中间”写出不等式的解集.一元二次型不等式恒成立问题的3大破解方法[学生用书P291(单独成册)]1.不等式(x -2)(2x -3)<0的解集是( ) A .⎝⎛⎭⎫-∞,32∪(2,+∞) B.R C .⎝⎛⎭⎫32,2D .∅解析:选C .因为不等式(x -2)(2x -3)<0, 解得32<x <2,所以不等式的解集是⎝⎛⎭⎫32,2. 2.不等式1-x 2+x ≥1的解集为( )A .⎣⎡⎦⎤-2,-12 B .⎝⎛⎦⎤-2,-12 C .(-∞,-2)∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞ D .(-∞,-2]∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞ 解析:选B .1-x 2+x ≥1⇔1-x 2+x -1≥0⇔1-x -2-x2+x ≥0⇔-2x -12+x ≥0⇔2x +1x +2≤0⇔⎩⎪⎨⎪⎧(2x +1)(x +2)≤0x +2≠0⇔-2<x ≤-12.故选B . 3.已知不等式ax 2-5x +b >0的解集为{x |-3<x <2},则不等式bx 2-5x +a >0的解集是( )A .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-13<x <12B .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫-12<x <13C .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-13或x >12 D .⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <-12或x >13 解析:选C .由题意得方程ax 2-5x +b =0的两根分别为-3,2,于是 ⎩⎪⎨⎪⎧-3+2=--5a ,-3×2=b a ,⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-5,b =30. 则不等式bx 2-5x +a >0, 即为30x 2-5x -5>0, 即(3x +1)(2x -1)>0, ⇒x <-13或x >12.故选C .4.规定符号“⊙”表示一种运算,定义a ⊙b =ab +a +b (a ,b 为非负实数),若1⊙k 2<3,则k 的取值范围是( )A .(-1,1) B.(0,1) C .(-1,0)D .(0,2)解析:选A .因为定义a ⊙b =ab +a +b (a ,b 为非负实数),1⊙k 2<3,所以k 2+1+k 2<3, 化为(|k |+2)(|k |-1)<0,所以|k |<1, 所以-1<k <1.5.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( ) A .[-4,1] B.[-4,3] C .[1,3]D .[-1,3]解析:选B .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 ≤3.6.若关于x 的不等式ax >b 的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,15,则关于x 的不等式ax 2+bx -45a >0的解集为________.解析:由已知ax >b 的解集为⎝⎛⎭⎫-∞,15,可知a <0,且b a =15,将不等式ax 2+bx -45a >0两边同除以a ,得x 2+b a x -45<0,即x 2+15x -45<0,即5x 2+x -4<0,解得-1<x <45,故所求解集为⎝⎛⎭⎫-1,45. 答案:⎝⎛⎭⎫-1,45 7.若关于x 的不等式x 2-ax +1≤0的解集中只有一个整数,且该整数为1,则a 的取值范围为________.解析:令f (x )=x 2-ax +1,由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧f (1)≤0f (2)>0,解得2≤a <52.答案:[2,52)8.当且仅当a ∈(m ,n )时,2-ax +x 21-x +x 2<3对x ∈R 恒成立,则m +n =________.解析:因为1-x +x 2>0恒成立,所以原不等式等价于2-ax +x 2<3(1-x +x 2), 即2x 2+(a -3)x +1>0恒成立.所以Δ=(a -3)2-8<0,3-22<a <3+22. 依题意有m =3-22,n =3+22,所以m +n =6. 答案:69.已知函数f (x )=ax 2+(b -8)x -a -ab ,当x ∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f (x )<0,当x ∈(-3,2)时,f (x )>0.(1)求f (x )在[0,1]内的值域;(2)若ax 2+bx +c ≤0的解集为R ,求实数c 的取值范围. 解:(1)因为当x ∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f (x )<0, 当x ∈(-3,2)时,f (x )>0.所以-3,2是方程ax 2+(b -8)x -a -ab =0的两根, 所以⎩⎪⎨⎪⎧-3+2=8-ba ,-3×2=-a -aba ,所以a =-3,b =5. 所以f (x )=-3x 2-3x +18 =-3⎝⎛⎭⎫x +122+754.因为函数图象关于x =-12对称且抛物线开口向下,所以f (x )在[0,1]上为减函数, 所以f (x )max =f (0)=18,f (x )min =f (1)=12,故f (x )在[0,1]内的值域为[12,18].(2)由(1)知不等式ax 2+bx +c ≤0可化为-3x 2+5x +c ≤0,要使-3x 2+5x +c ≤0的解集为R ,只需⎩⎪⎨⎪⎧a =-3<0,Δ=b 2-4ac ≤0,即25+12c ≤0,所以c ≤-2512,所以实数c 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,-2512. 10.解关于x 的不等式ax 2-(2a +1)x +2<0(a ∈R ). 解:原不等式可化为(ax -1)(x -2)<0.(1)当a >0时,原不等式可以化为a (x -2)⎝⎛⎭⎫x -1a <0,根据不等式的性质,这个不等式等价于(x -2)·⎝⎛⎭⎫x -1a <0. 因为方程(x -2)⎝⎛⎭⎫x -1a =0的两个根分别是2,1a ,所以当0<a <12时,2<1a ,则原不等式的解集是⎩⎨⎧x⎪⎪⎭⎬⎫2<x <1a ;当a =12时,原不等式的解集是∅; 当a >12时,1a <2,则原不等式的解集是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫1a <x <2. (2)当a =0时,原不等式为-(x -2)<0, 解得x >2,即原不等式的解集是{x |x >2}. (3)当a <0时,原不等式可以化为 a (x -2)⎝⎛⎭⎫x -1a <0, 根据不等式的性质,这个不等式等价于(x -2)·⎝⎛⎭⎫x -1a >0, 由于1a<2,故原不等式的解集是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <1a或x >2. 综上所述,当a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x <1a 或x >2; 当a =0时,不等式的解集为{x |x >2}; 当0<a <12时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫2<x <1a ; 当a =12时,不等式的解集为∅;当a >12时,不等式的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫1a <x <2.1.若关于x 的不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4)内有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-2) B.(-2,+∞) C .(-6,+∞)D .(-∞,-6)解析:选A .不等式x 2-4x -2-a >0在区间(1,4) 内有解等价于a <(x 2-4x -2)max . 令g (x )=x 2-4x -2,x ∈(1,4), 所以g (x )<g (4)=-2, 所以a <-2,故选A .2.在关于x 的不等式x 2-(a +1)x +a <0的解集中恰有两个整数,则a 的取值范围是( ) A .(3,4) B.(-2,-1)∪(3,4) C .(3,4]D .[-2,-1)∪(3,4]解析:选D .由题意得,原不等式化为 (x -1)(x -a )<0.当a >1时,解得1<x <a ,此时解集中的整数为2,3, 则3<a ≤4;当a <1时, 解得a <x <1,此时解集中的整数为0,-1, 则-2≤a <-1.故a ∈[-2,-1)∪(3,4],故选D .3.在R 上定义运算:⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b cd =ad -bc ,若不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -1 a -2a +1 x ≥1对x ∈R 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 -2)(a +1)对x ∈R 恒成立, 因为x 2-x -1=⎝⎛⎭⎫x -122-54≥-54, 所以(a -2)(a +1)≤-54,解得-12≤a ≤32,所以a max =32.答案:324.函数f (x )=x 2+2x +ax 对任意x ∈[1,+∞),f (x )>0恒成立,则实数a 的取值范围为________.解析:因为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 )恒成立. 设g (x )=-(x 2+2x ),而g (x )=-(x 2+2x )=-(x +1)2+1在[1,+∞)上单调递减,所以g (x )max =g (1)=-3,故a >-3.所以,实数a 的取值范围是(-3,+∞). 答案:(-3,+∞)5.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}.6.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), 因为a >0,且0<x <m <n <1a ,所以x -m <0,1-an +ax >0. 所以f (x )-m <0,即f (x )<m .。