内容正文:
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4.3 一元二次不等式的应用
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课标要求 素养达成
1.能够求解与一元二次不等式相关的不等式恒成立问题.
2.能够从实际生活和生产中抽象出一元二次不等式的模型,并加以解决. 通过对不等式常见问题的学习,进一步提升学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模素养.
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必备知识 自主探究
关键能力 互动探究
课时作业 巩固提升
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[教材提炼]
知识点一 一元二次不等式恒成立中的常用结论
预习教材,思考问题
对于二次函数y=f(x),x∈{x|m≤x≤n},要使f(x)≤a恒成立,可转化为求f(x)的什么值?要使f(x)≥a恒成立呢?
提示:f(x)≤a恒成立转化为f(x)max≤a,f(x)≥a⇔f(x)min≥a.
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知识梳理 (1)在R上恒成立问题.
ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立⇔
ax2+bx+c≤0(a≠0)恒成立⇔
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(2)在给定区间上的恒成立问题.
结论1:若f(x)=ax2+bx+c>0(a>0)在{x|m≤x≤n}上恒成立⇒Δ=b2-4ac<0或或
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Δ=b2-4ac<0
f(n)>0
若在{x|x≤m}上恒成立⇒Δ=b2-4ac<0
或
若在{x|x≥n}上恒成立⇒ 或
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f(n)<0
结论2:f(x)=ax2+bx+c<0(a>0)在{x|m≤x≤n}上恒成立⇒
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知识点二 一元二次不等式的实际应用
知识梳理 与一元二次不等式有关的实际应用问题,经常涉及物价、路程、产值、环保等最值问题,也可涉及角度、面积、体积、造价的最优化问题.解答这类问题的关键是确立相应的函数解析式,然后应用函数、方程和不等式的有关知识加以综合解答.操作步骤如下:
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(1)理解题意,搞清量与量之间的关系;
(2)建立相应的不等关系,把实际问题抽象为数学中的一元二次不等式问题;
(3)解这个一元二次不等式,得到实际问题的解.
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题型一 一元二次不等式的实际应用
[典例] 2019年,某农贸公司按每担200元的价格收购某农产品,并且每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a万担.2020年初,某地方政府为响应中央一号文件精神,发展壮大乡村产业,拓宽农民增收渠道,为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x(x>0)个百分点,预测收购量可增加2x个百分点.
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(1)写出降税后税收y(万元)与x的函数关系式;
(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x的取值范围.
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[解析] (1)降低税率后的税率为(10-x)%,农产品的收购量为a(1+2x%)万担,收购总金额为200a (1+2x%)万元.
依题意得y=200a(1+2x%)(10-x)%
=a(50+x)(10-x) (0<x<10).
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(2)原计划税收为200a×10%=20a(万元).
依题意得a(50+x)(10-x)≥20a×83.2%,
化简得x2+40x-84≤0,
解得-42≤x≤2.
又因为0<x<10,所以0<x≤2.
故x的取值范围是(0,2].
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解不等式应用题的四个步骤
(1)审:认真审题,把握问题中的关键量,找准不等关系.
(2)设:引进数学符号,用不等式表示不等关系.
(3)求:解不等式.
(4)答:回答实际问题.
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[跟踪训练]
1.某县地处水乡,县政府原计划从今年起填湖围造一部分生产和生活用地,但根据前几年抗洪救灾得到的经验教训和环境保护、生态平衡的要求,准备重新研究修改计划,为了寻求合理的计划,需要研究以下问题.
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(1)若按原计划填湖造地,湖面的减少必然导致蓄水能力的下降,为了保证防洪能力不会下降,除了填湖每平方千米b元费用外,还需要增加排水设备费用,且排水设备所需经费与当年所填湖造地面积x(单位:平方千米)的平方成正比,其比例系数为a,又知每平方千米地面的年平均收益为c元(其中a,b,c均为常数),若按原计划填湖造地,且使得今年的收益不小于支出,试求