内容正文:
4.3 一元二次不等式的应用
分式不等式的解法
已知函数y1,y2:
1.>0(<0)⇔y1·y2>0(<0);
2.≥0(≤0)⇔
一元二次不等式恒成立问题
一元二次不等式恒成立中的常用结论
结论1:若y=ax2+bx+c>0(a>0)在{x|m≤x≤n}上恒成立⇒Δ=b2-4ac<0或或
若在{x|x≤m}上恒成立⇒Δ=b2-4ac<0或
若在{x|x≥n}上恒成立⇒Δ=b2-4ac<0或
结论2:y=ax2+bx+c<0(a>0)在{x|m≤x≤n}上恒成立⇒
[小组探究]
1.不等式<1的解集是( )
A. {x|x>1}
B. {x|-1<x<2}
C.
D.
解析:原不等式等价于-1<0⇔<0⇔(x+1)(1-2x)<0⇔(2x-1)(x+1)>0,解得x<-1或x>.
答案:C
2.若集合A={x|ax2-ax+1<0}=∅,则实数a的值的集合是( )
A. {a|0<a<4} B. {a|0≤a<4}
C. {a|0<a≤4} D. {a|0≤a≤4}
解析:a=0时符合题意,a>0时,相应二次方程中的Δ=a2-4a≤0,得{a|0<a≤4},综上得{a|0≤a≤4},故选D.
答案:D
3.若关于x的不等式x2-4x-m≥0对任意x∈{x|0<x≤1}恒成立,则m的最大值为( )
A. 1 B. -1
C. -3 D. 3
解析:x2-4x-m在{x|0<x≤1}上随着x的增大而减小,最小值为1-4-m,∴令-3-m≥0,∴m≤-3,∴mmax=-3.
答案:C
[互动探究]
简单分式不等式的解法
解下列不等式.
(1)<0;
(2)≤1.
【解】 (1)<0⇔(x-3)(x+2)<0⇔-2<x<3,
所以原不等式的解集为{x|-2<x<3}.
(2)因为≤1,所以-1≤0,
所以≤0,即≥0.
此不等式等价于(x-4)≥0且x-≠0,解得x<或x≥4,
所以原不等式的解集为.
分式不等式的解法:先通过移项、通分整理成标准型>0(<0)或≥0(≤0),再化成整式不等式来解.如果能判断出分母的正负,直接去分母也可以.
1.解下列不等式.
(1)≥0;(2)<3.
解:(1)根据商的符号法则,不等式≥0可转化成不等式组
解这个不等式组,可得x≤-1或x>3.
即原不等式的解集为{x|x≤-1或x>3}.
(2)不等式<3可变形为-3<0,即<0.
可将这个不等式转化成2(x-1)(x+1)<0,解得-1<x<1.
所以原不等式的解集为{x|-1<x<1}.
一元二次不等式的恒成立问题
角度1 在R上恒成立
若不等式2kx2+kx-<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)
【解析】 当k=0时,-<0恒成立.
当
∴-3<k<0.
综上,-3<k≤0,故选A.
【答案】 A
角度2 在给定区间上恒成立
设二次函数y=x2+ax+3-a,若-2≤x≤2,y≥2恒成立,则实数a的取值范围为________.
【解析】 要使y≥2在-2≤x≤2时恒成立,即当-2≤x≤2时,y的最小值ymin≥2.
①如图(1)所示,若对称轴即直线x=-在直线x=-2的左侧,则当-2≤x≤2时,f(x)随x的增大而增大,
此时,问题等价于
即无解.
图(1) 图(2) 图(3)
②如图(2)所示,若对称轴即直线x=-在直线x=-2非左侧且在直线x=2非右侧,
则当-2≤x≤2时,y随x的增大先减后增,
于是问题等价于
即
∴-4≤a≤2-2.
③如图(3)所示,若对称轴即直线x=-在直线x=2的右侧,则当-2≤x≤2时,y随x的增大而减小,
于是问题等价于即
∴-5≤a<-4.
综上所述,实数a的取值范围是{a|-5≤a≤2-2}.
【答案】 {a|-5≤a≤2-2}
一元二次不等式恒成立问题的常见类型及解法
(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⇔
(2)在给定区间上的恒成立问题
①a>0时,ax2+bx+c<0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立⇔y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时小于0.
②a<0时,ax2+bx+c>0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立⇔y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时大于0.
2.若对x∈{x|-3≤x≤-1}上恒有x2-ax-3<0成立,则a的取值范围是________.
解析:要使x2-ax-3<0在x∈{x|-3≤x≤-1}上恒成立,
则必使函数y=x2-ax-3在x∈{x|-3≤x≤-1}上的图象在x轴的下方,由于函数的图象开口向