内容正文:
第4节 一元二次函数与一元二次不等式
★[课程标准]
1.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的现实意义.
2.能借助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.
3.借助二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.
1.一元二次不等式的概念
(1)一般地,只含有 一个 未知数,并且未知数的最高次数是 2 的不等式叫作一元二次不等式.
(2)使一元二次不等式成立的所有未知数的 值 组成的 集合 叫作这个一元二次不等式的解集.
2.一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系
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=-
没有
实数根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x|x<x1,或x>x2}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
1.简单的分式不等式与一元二次不等式的等价关系
(1)>0等价于(x-a)(x-b)>0.
(2)<0等价于(x-a)(x-b)<0.
(3)≥0等价于
(4)≤0等价于
2.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⇔或
②不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔或
3.关注点
①对于不等式ax2+bx+c>0,求解时不要忘记a=0时的情形.
②当Δ<0时,不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集为R还是∅,要注意区别.
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( )
(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( )
(3)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( )
(4)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ=b2-4ac≤0.( )
(5)若二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,则不等式ax2+bx+c<0的解集一定不是空集.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
◆[小题查验]
1.不等式-x2-2x+3<0的解集为( )
A.{x|-3<x<1} B.{x|-1<x<3}
C.{x|x<-3或x>1} D.{x|x<-1或x>3}
解析:C [不等式变形为x2+2x-3>0,方程x2+2x-3=0有两个根,即-3和1,则x2+2x-3>0的解集为{x|x<-3或x>1},即不等式-x2-2x+3<0的解集为{x|x<-3或x>1}.]
2.若关于x的不等式ax2-6x+a2<0的解集是(1,m),则m=( )
A.2 B.3
C.4 D.5
解析:A [根据不等式与方程之间的关系知1为方程ax2-6x+a2=0的一个根,即a2+a-6=0,解得a=2或a=-3,当a=2时,不等式ax2-6x+a2<0的解集是(1,2),符合要求;当a=-3时,不等式ax2-6x+a2<0的解集是(-∞,-3)∪(1,+∞),不符合要求,舍去.故m=2.]
3.(忽视不等式性质致误)不等式≤2的解集是( )
A.(-∞,-5)∪(-2,+∞)
B.(-∞,-5]∪(-2,+∞)
C.(-∞,-5)∪[-2,+∞)
D.(-∞,-5]∪[-2,+∞)
解析:B [原不等式可化为:-2≤0⇒≥0,解得x≤-5或x>-2,
所以原不等式的解集为(-∞,-5]∪(-2,+∞).]
4.已知全集U=R,集合A={x|x2-9x>0},B={x|x2-2x-3<0},那么集合A∪B=( )
A.R B.{x|x>-1}
C.{x|x<3或x>9} D.{x|x<-1或x>3}
解析:C [A={x|x>9或x<0}, B={x|-1<x<3},∴A∪B={x|x<3或x>9}.]
5.(忽视m为零的讨论)不等式mx2+mx+1>0对一切x∈R恒成立,则实数m的取值范围是 ______ .
解析:当m=0时,1>0,不等式恒成立,
当m≠0时,得0<m<4.综上,0≤m<4.
答案:[0,4)
一元二次不等式的解法
►[命题点1] 不含参数的一元二次不等式的解法
[典例1] (1)(2023·河北模拟)已知集合A={