内容正文:
第13讲 二次函数与一元二次方程、不等式
【人教A版2019必修一】
目录
题型归纳 1
题型01 一元二次不等式的概念 2
题型02 一元二次不等式的解法 5
题型03 含参的一元二次不等式的解法 7
易错归纳 9
分层练习 10
夯实基础 10
能力提升 16
创新拓展 24
一、一元二次不等式的概念
定义
一般地,我们把只含有一个________,并且未知数的最高次数是__________的不等式,称为一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
二、一元二次不等式的解法
1.一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使______________的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的________.
2.
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
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根x1=x2=-
没有实数根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
注意点:
(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)若二次项系数为正数的不等式对应的一元二次不等式能因式分解,可直接利用“大于取两边,小于取中间”的方法得到不等式的解集.
(3)不等式的解集必须写成集合的形式,若不等式无解,则应说解集为空集.
题型01一元二次不等式的概念
【解题策略】
一元二次不等式是只含一个未知数且未知数的最高次数是2的不等式,有时我们把含多个字母的不等式中指明未知数,其余字母看成相关的参数
【典例分析】
【例1】下列不等式中是一元二次不等式的为( )
A.ax2+2x+1>0 B.x2-y>0
C.-x2-3x<0 D.>0
【变式演练】
【变式1】若把ab≠0,a2b+2ab2+9>0看成关于a的一元二次不等式,则a的二次项系数为________.
【变式2】(2023高一·全国·专题练习)给出下列不等式():①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.其中是一元二次不等式的有 .(填序号)
【变式3】(21-22高一上·全国·课后作业)下列不等式中哪些是一元二次不等式?(其中a,b,c,m为常数)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
题型02 一元二次不等式的解法
【解题策略】
解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式变形,使不等式的右侧为0,使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式的左侧进行因式分解,若不能分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程无实数根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.结合图象写出不等式的解集
【典例分析】
【例2】解下列不等式:
(1)-2x2+x-6<0;
(2)-x2+6x-9≥0;
(3)x2-2x-3>0.
【变式演练】
【变式1】(2024高一·全国·专题练习)不等式的解集是( )
A. B.
C.或 D.
【变式2】解下列不等式:
(1)x2-5x-6>0;
(2)(2-x)(x+3)<0.
【变式3】(23-24高一上·北京·期中)求下列关于的不等式的解集.
(1)
(2)
题型03 含参的一元二次不等式的解法
【解题策略】
在解含参数的一元二次不等式时常从以下三个方面进行考虑
(1)不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)不等式对应的方程根的讨论:两不同实根(Δ>0),两相同实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x1<x2.
【典例分析】
【例3】解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(x∈R,a≥0).
【变式演练】
【变式1】(23-24高一上·贵州毕节·期末)若关于的不等式的解集中恰有2个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一上·四川泸州·期中)已知:,集合B是关于x的不等式的解集,若,则实数m的取值范围为
【变式3】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)解关于的不等式:.
易错点 忽略对二次项系数的讨论致错
【例】解关于的不等式.
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一上·北京·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一上·江苏南京·期末)设为实数,则关于的不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)若关于的不等式的解集中,恰有3个整数,则实数的取值集合是( )
A. B.
C.或 D.或
4.(2022高一上·全国·专题练习)设,,,则( )
A.有最大值8 B.有最小值8
C.有最大值8 D.有最小值8
二、多选题
5.(23-24高一下·江西·开学考试)已知:,则成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一下·广东潮州·开学考试)对于给定的实数,关于实数的一元二次不等式的解集可能为( )
A. B.
C. D.
三、填空题
7.(23-24高一上·山东日照·期中)若关于的不等式的解集是,则关于的不等式的解集是 .
8.(20-21高一·全国·课后作业)写出一个解集为的一元二次不等式: .
9.(23-24高一上·广东江门·期末)一元二次不等式的解集为 .
四、解答题
10.(23-24高一上·北京东城·期中)求不等式的解集.
(1)
(2)
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)不等式的解为( )
A. B. C.或 D.或
2.(23-24高一上·广西柳州·期末)设,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
3.(22-23高一上·新疆乌鲁木齐·期末)不等式的解集不可能是( )
A. B. C. D.R
4.(23-24高一上·湖北恩施·阶段练习)已知m,且,对于任意均有,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(23-24高一上·云南曲靖·期中)下列不等式的解集为的是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一上·广东深圳·期末)对于给定的实数,关于实数的一元二次不等式的解集可能为( )
A. B.
C. D.
三、填空题
7.(23-24高一上·上海浦东新·阶段练习)若关于x的不等式的解集为,则关于x的不等式的解集为 .
8.(20-21高一上·北京丰台·期中)已知方程的两个实数根分别为,,则不等式 的解集为 .
9.(22-23高一上·全国·期末)如果对一切实数x都成立,则实数a的取值范围是 .
四、解答题
10.(23-24高一上·湖南长沙·期末)当时,解关于的不等式.
11.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)已知函数,其中.
(1)若不等式的解集为,求不等式的解集;
(2)当时,求不等式的解集.
【创新拓展】
一、单选题
1.(22-23高一上·北京·阶段练习)“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
二、多选题
2.(23-24高一上·重庆·期中)若不等式的解集为,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C. D.不等式的解集为
三、填空题
3.(23-24高一上·上海黄浦·阶段练习)关于的不等式组的解集为空集,则实数的取值范围是 ;
四、解答题
4.(2023高一上·全国·专题练习)解下列关于的不等式的解集
(1)().
(2)().
【下节预览】
一、解答题
1.(23-24高一上·安徽黄山·阶段练习)“绿水青山就是金山银山”,为了贯彻落实习近平生态文明思想,探索促进“绿水青山”向“金山银山”转变的重大实践,某地林业局准备围建一个矩形场地,建立绿化生态系统研究片区,观察某种绿化植物.如图所示,两块完全相同的矩形种植绿草坪,草坪周围(阴影部分)均种植宽度相同的花,已知两块矩形绿草坪的面积均为平方米,共平方米.
(1)若矩形草坪的长比宽至少多米,求草坪宽的最大值;
(2)若草坪四周的花坛宽度均为米,求整个绿化面积的最小值.
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第13讲 二次函数与一元二次方程、不等式
【人教A版2019必修一】
目录
题型归纳 1
题型01 一元二次不等式的概念 2
题型02 一元二次不等式的解法 5
题型03 含参的一元二次不等式的解法 7
易错归纳 9
分层练习 10
夯实基础 10
能力提升 16
创新拓展 24
一、一元二次不等式的概念
定义
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
二、一元二次不等式的解法
1.一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
2.
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
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根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}
∅
∅
注意点:
(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)若二次项系数为正数的不等式对应的一元二次不等式能因式分解,可直接利用“大于取两边,小于取中间”的方法得到不等式的解集.
(3)不等式的解集必须写成集合的形式,若不等式无解,则应说解集为空集.
题型01一元二次不等式的概念
【解题策略】
一元二次不等式是只含一个未知数且未知数的最高次数是2的不等式,有时我们把含多个字母的不等式中指明未知数,其余字母看成相关的参数
【典例分析】
【例1】下列不等式中是一元二次不等式的为( )
A.ax2+2x+1>0 B.x2-y>0
C.-x2-3x<0 D.>0
答案 C
解析 由一元二次不等式定义可知,C正确.
【变式演练】
【变式1】若把ab≠0,a2b+2ab2+9>0看成关于a的一元二次不等式,则a的二次项系数为________.
答案 b
解析 由ab≠0知,b≠0且a≠0,
a2b+2ab2+9>0可化为ba2+2b2a+9>0,
故a的二次项系数为b.
【变式2】(2023高一·全国·专题练习)给出下列不等式():①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.其中是一元二次不等式的有 .(填序号)
【答案】⑥⑦
【分析】根据一元二次不等式的定义逐一分析每个选项即可.
【详解】①不是,是二元一次不等式;
②不一定是,当时是一元二次不等式,当时不是一元二次不等式;
③不是,未知数的最高次数是;
④不是,是二元二次不等式;
⑤不一定是,原因同②;
⑥是,因为,二次项系数非零,也符合一元二次不等式的定义;
⑦是,因为符合一元二次不等式的定义.
故答案为:⑥⑦
【变式3】(21-22高一上·全国·课后作业)下列不等式中哪些是一元二次不等式?(其中a,b,c,m为常数)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【答案】(1)是
(2)是
(3)不是
(4)不是
(5)不是
(6)不是
【分析】(1)(2)(3)(4)(5)(6)根据一元二次不等式的定义判断.
【详解】(1)符合一元二次不等式的定义,所以(1)是一元二次不等式.
(2)符合一元二次不等式的定义,所以(2)是一元二次不等式.
(3)不是,因为当时,不符合一元二次不等式的定义.
(4)不是,因为x的最高次数为3,不符合一元二次不等式的定义.
(5)不是,因为当时,它为一元一次不等式;当时,它为二元二次不等式.
(6)不是,因为当时,不符合一元二次不等式的定义
题型02 一元二次不等式的解法
【解题策略】
解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式变形,使不等式的右侧为0,使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式的左侧进行因式分解,若不能分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程无实数根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.结合图象写出不等式的解集
【典例分析】
【例2】解下列不等式:
(1)-2x2+x-6<0;
(2)-x2+6x-9≥0;
(3)x2-2x-3>0.
解 (1)原不等式可化为2x2-x+6>0.
因为方程2x2-x+6=0的判别式Δ=(-1)2-4×2×6<0,所以函数y=2x2-x+6的图象开口向上,与x轴无交点(如图所示).结合图象可得,原不等式的解集为R.
(2)原不等式可化为x2-6x+9≤0,即(x-3)2≤0,函数y=(x-3)2的图象如图所示,
结合图象可得,原不等式的解集为{x|x=3}.
(3)方程x2-2x-3=0的两根是x1=-1,x2=3.
函数y=x2-2x-3的图象是开口向上的抛物线,与x轴有两个交点(-1,0)和(3,0),如图所示.结合图象可得不等式的解集为{x|x<-1或x>3}.
【变式演练】
【变式1】(2024高一·全国·专题练习)不等式的解集是( )
A. B.
C.或 D.
【答案】D
【分析】根据题意,利用一元二次不等式的解法,即可求解.
【详解】由不等式,可化为,解得,
故不等式的解集为.
故选:D.
【变式2】解下列不等式:
(1)x2-5x-6>0;
(2)(2-x)(x+3)<0.
解 (1)方程x2-5x-6=0的两根为x1=-1,x2=6.
结合二次函数y=x2-5x-6的图象知,原不等式的解集为{x|x<-1或x>6}.
(2)原不等式可化为(x-2)(x+3)>0.
方程(x-2)(x+3)=0的两根为x1=2,x2=-3.
结合二次函数y=(x-2)(x+3)的图象知,原不等式的解集为{x|x<-3或x>2}.
【变式3】(23-24高一上·北京·期中)求下列关于的不等式的解集.
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)首先将式子因式分解,再解得即可.
【详解】(1)不等式,即,解得,
所以不等式的解集为.
(2)不等式,即,即,
解得,所以不等式的解集为
题型03 含参的一元二次不等式的解法
【解题策略】
在解含参数的一元二次不等式时常从以下三个方面进行考虑
(1)不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)不等式对应的方程根的讨论:两不同实根(Δ>0),两相同实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x1<x2.
【典例分析】
【例3】解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(x∈R,a≥0).
解 原不等式可化为ax2+(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+1)≥0,解得x≥或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.
【变式演练】
【变式1】(23-24高一上·贵州毕节·期末)若关于的不等式的解集中恰有2个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】因式分解,分三种情况讨论,即可得出结果.
【详解】由,得,
当时,不等式的解集为,不符合题意舍去,
当时,不等式的解集为,此时若有2个整数解,则需,
当时,不等式的解集为,此时若有2个整数解,则需,
综上:实数的取值范围为或,
故选:A.
【变式2】(23-24高一上·四川泸州·期中)已知:,集合B是关于x的不等式的解集,若,则实数m的取值范围为
【答案】
【分析】由可得,分别研究、、时满足的m的值即可.
【详解】因为,所以,
所以①当时,解得,此时,满足,所以符合.
②当,即或,
当时,不等式变为,解得,此时,不满足,所以不符合;
当时,不等式变为,解得,此时,满足,所以符合.
③当,即或,
令,设的两个不等的实根为,,(),
则,
因为,所以在上有两个不等的实根,
所以,解得,
综述:.
故答案为:.
【变式3】(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)解关于的不等式:.
【答案】答案见解析
【分析】首先将不等式左侧因式分解,再分、、三种情况讨论,分别求出不等式的解集.
【详解】不等式,即,
当时,原不等式即,解得,即不等式的解集为;
当时,解得或,即不等式的解集为或;
当时,解得或,即不等式的解集为或;
综上可得:当时不等式的解集为,
当时不等式的解集为或,
当时不等式的解集为或
易错点 忽略对二次项系数的讨论致错
【例】解关于的不等式.
【思路分析】由题意,可分五种情况讨论,即可得到不等式的解集.
【解析】(1)当时,原不等式的解集为.
(2)当时,原不等式可化为,方程
的解为.
①当 时,原不等式的解集为
②当时,若,则原不等式的解集为,若,则原不等式的解集为,若,则原不等式的解集为
综上,当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
【夯实基础】
一、单选题
1.(23-24高一上·北京·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式的解法计算可得.
【详解】不等式,即,解得,
所以不等式的解集为.
故选:A
2.(23-24高一上·江苏南京·期末)设为实数,则关于的不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分类讨论解不等式,判断不可能的解集.
【详解】关于的不等式,
若,不等式为,解得,此时解集为;
若,方程,解得或,
时,不等式解得或,此时解集为;
时,,不等式解得,此时解集为;
时,,不等式解集为,
时,,不等式解得,此时解集为;
所以不等式的解集不可能是.
故选:B
3.(23-24高一上·安徽马鞍山·阶段练习)若关于的不等式的解集中,恰有3个整数,则实数的取值集合是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】对不等式因式分解,分,,三种情况,得到不等式解集,结合恰有3个整数得到不等式,求出答案.
【详解】,
当时,不等式解集为,此时恰有3个整数解,
则3个整数解分别为,故,解得,
当时,不等式解集为,此时恰有3个整数解,
则3个整数解分别为,故,解得,
当时,不等式解集为,不合要求,
故实数的取值集合为或.
故选:D
4.(2022高一上·全国·专题练习)设,,,则( )
A.有最大值8 B.有最小值8
C.有最大值8 D.有最小值8
【答案】B
【分析】
对于选项A、B,先令,再利用基本不等式得出求解即可判断;对于选项C,先令,再利用基本不等式得出求解即可判断;举出反例可判断选项D.
【详解】
因为,,,
设,则,所以.
由基本不等式可得:,当且仅当时等号成立.
所以,即,解得(舍)或,
所以,即时成立,故选项A错误,选项B正确;
设,则,所以,则 .
由基本不等式可得:,当且仅当时等号成立,
所以,即解得或(舍),
所以,即时等号成立,故选项C错误;
对于选项D:当时,满足,此时,故选项D错误.
故选:B
二、多选题
5.(23-24高一下·江西·开学考试)已知:,则成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】解出一元二次不等式,再根据充分不必要条件的判定即可.
【详解】由,解得,设:,
成立的一个充分不必要条件为集合,则且,
所以和都是的充分不必要条件.
故选:BD.
6.(23-24高一下·广东潮州·开学考试)对于给定的实数,关于实数的一元二次不等式的解集可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【分析】对进行分、和讨论即可.
【详解】当时,此时解集为;
当时,此时解集为;
当时,此时解集为;
故选:CD.
三、填空题
7.(23-24高一上·山东日照·期中)若关于的不等式的解集是,则关于的不等式的解集是 .
【答案】或
【分析】根据一次不等式的解集可得且,代入二次不等式运算求解即可.
【详解】若关于的不等式的解集是,则2为方程的根,且,
可得且,即且,
则关于的不等式即为,且,
可得,解得或,
所以关于的不等式的解集是或.
故答案为:或.
8.(20-21高一·全国·课后作业)写出一个解集为的一元二次不等式: .
【答案】(答案不唯一)
【分析】由一元二次不等式的解法,即可写出不等式,得到答案.
【详解】由一元二次不等式的解法可知,解集为的一元二次不等式可以是.
故答案为:.(答案不唯一)
9.(23-24高一上·广东江门·期末)一元二次不等式的解集为 .
【答案】
【分析】转化为标准一元二次不等式后,分解因式直接解不等式即可.
【详解】由可得,
即,
解得或,
所以不等式的解集为.
故答案为:
四、解答题
10.(23-24高一上·北京东城·期中)求不等式的解集.
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】把一元二次不等式的左边分解因式,结合二次函数的图象即得其解集.
【详解】(1)由可得,则得或,
故不等式的解集为;
(2)由可得,则得,
故不等式的解集为.
11.(23-24高一上·北京·期中)解关于的不等式.
(1);
(2)
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)答案见解析
【分析】由公式解不含参数的一元二次不等式,分类讨论解含参数的一元二次不等式.
【详解】(1)不等式,即,解得,
所以不等式的解集为;
(2)不等式,即,解得或,
所以不等式的解集为;
(3)不等式,
当时,解集为或,
当时,解集为或,
当时,解集为.
【能力提升】
一、单选题
1.(23-24高一上·内蒙古呼伦贝尔·期末)不等式的解为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【分析】直接求解二次不等式即可.
【详解】不等式的解为.
故选:A.
2.(23-24高一上·广西柳州·期末)设,则“”是“”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】利用充分性与必要性的定义即可求解判断.
【详解】由题意知,
充分性:当时,则,故充分性满足;
必要性:当时,则或,故必要性不满足;
综上可知“”是“”的充分不必要条件,故B正确.
故选:B.
3.(22-23高一上·新疆乌鲁木齐·期末)不等式的解集不可能是( )
A. B. C. D.R
【答案】D
【分析】根据不等式特点对参数进行分类讨论,当时,不等式为一元一次不等式,直接求解即可;当时,不等式为一元二次不等式,需结合一元二次不等式对应的一元二次方程及二次函数即可求解.
【详解】根据题意,当时,原不等式为,解得;
当时,原不等式可化为,
当时,不等式对应的二次函数为,开口向上,对应方程根为和,
又因为当时,,所以不等式的解集为;
当时,不等式对应的二次函数为,开口向下,对应方程根为和,
当,即,不等式的解集为;
当,即,不等式的解集为;
当,即,不等式的解集为.
综上所述,不等式的解集不可能是.
故选:D.
4.(23-24高一上·湖北恩施·阶段练习)已知m,且,对于任意均有,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先分析题意进行解答,进行分类讨论,,三种情况,分别讨论得出满足在恒成立时,只有.
【详解】当时,在上,恒成立,所以只需满足恒成立,此时,由二次函数图象可知,只有时满足,而不满足条件;
当时,在上,恒成立,所以只需满足恒成立,此时等于0的方程两根分别为和,
①当时,此时,当时,不恒成立;
②当时,此时,若满足恒成立,只需满足;
③当时,此时,满足恒成立.
综上可知,满足在恒成立时,只有.
故选:C.
二、多选题
5.(23-24高一上·云南曲靖·期中)下列不等式的解集为的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】解一元二次不等式,即可求出A、C选项的解集;B选项,分和两种情况讨论;D选项,利用基本不等式证明该不等式恒成立.
【详解】A选项,,故A错误;
B选项,时,恒成立,
时,恒成立,所以解集为,故B正确;
C选项,或,故C错误;
D选项,,
当且仅当即时,等号成立,
所以恒成立,解集为,故D正确;
故选:BD.
6.(23-24高一上·广东深圳·期末)对于给定的实数,关于实数的一元二次不等式的解集可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】分,,,讨论即可.
【详解】由题意,对应的二次方程有两根,
当时,开口向下,,解集为,
当时,开口向上,,解集为,
当时,开口向上,,解集为,
当时,开口向上,,解集为.
故选:BCD
三、填空题
7.(23-24高一上·上海浦东新·阶段练习)若关于x的不等式的解集为,则关于x的不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据的解集可得,代入整理后直接求解可得.
【详解】因为不等式的解集为,
所以,,即,
所以,
解得,即不等式的解集为.
故答案为:
8.(20-21高一上·北京丰台·期中)已知方程的两个实数根分别为,,则不等式 的解集为 .
【答案】
【解析】由题意得方程的两根为和1,由根与系数的关系可得,,代入即可得解.
【详解】方程的两根为和1,由根与系数的关系可得,
,,
可变为,即,解得.
故答案为:.
9.(22-23高一上·全国·期末)如果对一切实数x都成立,则实数a的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据数轴的距离确定当时,最小为,得到,解得答案.
【详解】表示数轴上到距离之和,
当时,最小为,
故,解得.
故答案为:
四、解答题
10.(23-24高一上·湖南长沙·期末)当时,解关于的不等式.
【答案】答案见解析
【分析】根据、和分类讨论解不等式即可.
【详解】当时,代入不等式可得,解得;
当时,化简不等式可得即,
由得不等式的解为,
当时,化简不等式可得即,
由得不等式的解为或,
综上可知,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或.
11.(23-24高一上·江苏镇江·阶段练习)已知函数,其中.
(1)若不等式的解集为,求不等式的解集;
(2)当时,求不等式的解集.
【答案】(1)或
(2)答案见解析
【分析】(1)由题意可以先求出的值,然后直接解一元二次不等式即可.
(2)当时,不等式变为了,首先讨论当时的情形,然后再分别讨论时的情形,在讨论时,还要继续对进行分层讨论,由此即可得解.
【详解】(1)由题意若不等式的解集为,
则当且仅当,
即,解得,
此时不等式变为了,
即,解得或,
所以不等式的解集为或.
(2)当时,不等式变为了,
当时,不等式变为了,
解不等式得,此时不等式的解集为;
当时,
分以下两种情形来讨论:
情形一:
令,得,此时有,
此时方程有两个不相等的实数根,
而此时二次函数开口向上,
又,
所以当时,不等式的解集为.
情形二:
令,得,此时只需即可,
此时方程有两个相等的实数根或者无解,
而此时二次函数开口向上,
即不等式恒成立,
所以此时不等式无解,即此时不等式的解集为.
当时,
分以下两种情形来讨论:
情形一:
令,得,此时只需即可,
此时方程有两个不相等的实数根,
而此时二次函数开口向下,
又,所以此时不等式的解集为.
情形二:
令,得,又,故产生矛盾,即此种情形不可能成立.
综上所述:当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
【点睛】关键点点睛:本题第一问的关键是求出参数的值,至于第二问的关键是在对时的讨论中,还需对继续进行分层讨论.
【创新拓展】
一、单选题
1.(22-23高一上·北京·阶段练习)“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】解得或,根据充分条件和必要条件的定义判断即可.
【详解】解得或,
所以“”“”,“”“”,
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:B.
二、多选题
2.(23-24高一上·重庆·期中)若不等式的解集为,则下列说法不正确的是( )
A. B.
C. D.不等式的解集为
【答案】BCD
【分析】根据不等式解集与对应方程根的关系求出,即可判断ABC,根据一元二次不等式解法即可判断D.
【详解】因为不等式的解集为,
所以,故A正确;
因为的两个根是,所以,
所以,则,,故BC错误;
将代入得,即,
解得或,故D错误.
故选:BCD.
三、填空题
3.(23-24高一上·上海黄浦·阶段练习)关于的不等式组的解集为空集,则实数的取值范围是 ;
【答案】
【分析】分类讨论求解不等式组,结合解集为空集列式求解即可.
【详解】当时,不等式无解,此时不等式组的解集为空集,则;
当时,不等式组化为,显然此时不等式组解集不为空集,即不成立;
当时,不等式组化为,要此不等式组无解,
当且仅当,即,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
四、解答题
4.(2023高一上·全国·专题练习)解下列关于的不等式的解集
(1)().
(2)().
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)由求根公式求出方程的两根,分和两种情况讨论即可.
(2)首先讨论时的情形,然后由求根公式求出方程的两根,分和两种情况讨论即可.
【详解】(1)方程: 且
解得方程两根:;
当时,原不等式的解集为:
或;
当时,原不等式的解集为:
综上所述, 当时,原不等式的解集为:
或;
当时,原不等式的解集为:
(2)当时,,∴,则的解集为.
当时,解,得,
①当时,,则的解集为.
②当时,(1),即,则可化简为,此时不等式无解;
(2),即,则的解集为;
(3),即,则的解集为;
综上:(1)时,解集为;
(2)当时,解集为;
(3)当时,无解;
(4)当时,解集为;
(5)当时,解集为.
【下节预览】
一、解答题
1.(23-24高一上·安徽黄山·阶段练习)“绿水青山就是金山银山”,为了贯彻落实习近平生态文明思想,探索促进“绿水青山”向“金山银山”转变的重大实践,某地林业局准备围建一个矩形场地,建立绿化生态系统研究片区,观察某种绿化植物.如图所示,两块完全相同的矩形种植绿草坪,草坪周围(阴影部分)均种植宽度相同的花,已知两块矩形绿草坪的面积均为平方米,共平方米.
(1)若矩形草坪的长比宽至少多米,求草坪宽的最大值;
(2)若草坪四周的花坛宽度均为米,求整个绿化面积的最小值.
【答案】(1)米
(2)平方米
【分析】(1)设草坪的长为米,宽为米,根据面积得到关于的等量关系,再结合长比宽至少多米得到关于的不等式,由此求解出结果;
(2)设整个绿化面积为平方米,根据图形列出的表达式,然后结合已知条件利用基本不等式求解出的最小值.
【详解】(1)设草坪的宽为米,长为米,由面积为平方米,可得,
因为矩形的长比宽至少多米,所以,
所以,解得,
又因为,所以,
所以草坪宽的最大值为米.
(2)设整个绿化面积为平方米,由题意可得
,
当且仅当即时,等号成立,
故整个绿化面积的最小值为平方米.
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