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第六节 一元二次不等式恒(能)成立问题
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第六节 一元二次不等式恒(能)成立问题
考法一 在R上的恒成立问题
[典例] (1)∀x∈R,不等式ax2+4x-1<0恒成立,则a的取值范围为
( )
A.(-∞,-4) B.(-∞,-4)∪{0}
C.(-∞,-4] D.(-4,0)
(2)已知关于x的不等式mx2+mx+1>0恒成立,则m的取值范围为_______.
[针对训练]
1.已知关于x的不等式x2-(k-1)x-k+1≥0对任意实数x都成立,则实数k的取值范围是 ( )
A.(-∞,-3]∪[1,+∞) B.[-1,3]
C.(-∞,1]∪[3,+∞) D.[-3,1]
解析:关于x的不等式x2-(k-1)x-k+1≥0对任意实数x都成立,则Δ=(k-1)2+4(k-1)≤0,解得-3≤k≤1.故选D.
答案:D
2.不等式(a-2)x2+4(a-2)x-12<0的解集为R,则实数a的取值范围是
( )
A.[-1,2) B.(-1,2] C.(-2,1) D.[-1,2]
[方法技巧]
一元二次不等式在给定区间上恒成立问题,解决的方法有两种:
(1)讨论参数的范围或分离参数转化为最值问题;
(2)结合图象进行分类讨论,转为根的分布问题.
[针对训练]
1.已知关于x的不等式x2-4x≥m对任意x∈(0,3]恒成立,则有 ( )
A.m≤-4 B.m≥-3
C.-3≤m<0 D.-4≤m<0
解析:因为关于x的不等式x2-4x≥m对任意x∈(0,3]恒成立,所以m≤(x2-4x)min,令y=x2-4x=(x-2)2-4,x∈(0,3],所以当x=2时,y=x2-4x取得最小值-4,所以m≤-4.
答案:A
考法三 给定参数范围的恒成立问题
[典例] 若mx2-mx-1<0对于m∈[1,2]恒成立,则实数x的取值范围为________.
[方法技巧]
解决恒成立问题一定要搞清谁是自变量,谁是参数,对于给定参数范围的恒成立问题,一般是把参数看作变量,把自变量看作参数,把不等式看作关于参数的函数解决问题.
[针对训练]
已知a∈[-1,2],不等式x2+(a-4)x+4-2a>0恒成立,则x的取值范围为________.
[答案] D
[方法技巧]
解决不等式能成立问题的策略一般是转化为函数的最值,即a>f(x)能成立⇒a>f(x)min;a≤f(x)能成立⇒a≤f(x)max.
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[解析] (1)∀x∈R,不等式ax2+4x-1<0恒成立,当a=0时,显然不恒成立,所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a<0,,Δ=16+4a<0,))解得a<-4.
(2)当m=0时,不等式1>0恒成立,所以m=0符合题意;
当m≠0时,若关于x的不等式mx2+mx+1>0恒成立,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(m>0,,Δ=m2-4m<0,))
解得0<m<4.综上所述,m的取值范围为[0,4).
[答案] (1)A (2)[0,4)
[方法技巧]
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\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=b=0,,c>0))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a>0,,Δ<0.))
(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=b=0,,c<0))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a<0,,Δ<0.))
解析:关于x的不等式(a-2)x2+4(a-2)x-12<0的解集为R.当a-2=0时,即当a=2时,则有-12<0恒成立,符合题意;当a-2≠0时,则有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a-2<0,,Δ=16a-22+48a-2<0,))解得-1<a<2.
综上所述,实数a的取值范围是(-1,2].
答案:B
考法二 在给定区间上的恒成立问题
[典例] (1)已知函数f(x)=4ax2+4x-1,∀x∈(-1,1),f(x)<0恒成立,则实数a的取值范围是
( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(3,4)))
B.(-∞,-1)
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(3,4)))
D.(-∞,-1]
(2)关于x的不等式x2