内容正文:
专题2.2 一元二次不等式
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识清单】 1
【考点分类剖析】 3
考点一:一元二次不等式的解法 3
考点二:一元二次不等式的恒成立问题 7
【考纲要求】
1.掌握一元一次、二次不等式与方程的关系和解法。
2.利用一元二次不等式解决实际问题。
【考向预测】
1.一元二次不等式的解法
2.一元二次不等式的恒成立问题
【知识清单】
1.一元二次不等式的概念
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.
2.一元二次不等式的一般形式
(1)ax2+bx+c>0(a≠0).
(2)ax2+bx+c≥0(a≠0).
(3)ax2+bx+c<0(a≠0).
(4)ax2+bx+c≤0(a≠0).
思考1:不等式x2-y2>0是一元二次不等式吗?
提示:此不等式含有两个变量,根据一元二次不等式的定义,可知不是一元二次不等式.
3.一元二次不等式的解与解集
使一元二次不等式成立的未知数的值,叫做这个一元二次不等式的解,其解的集合,称为这个一元二次不等式的解集.
思考2:类比“方程x2=1的解集是{1,-1},解集中的每一个元素均可使等式成立”.不等式x2>1的解集及其含义是什么?
提示:不等式x2>1的解集为{x|x<-1或x>1},该集合中每一个元素都是不等式的解,即不等式的每一个解均使不等式成立.
4.三个“二次”的关系
设y=ax2+bx+c(a>0),方程ax2+bx+c=0的判别式Δ=b2-4ac
判别式
Δ>0
Δ=0
Δ<0
解不等式y>0或y<0的步骤
求方程y=0的解
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
画函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
得等的集不式解
y>0
{x|x<x1_或x>x2}
R
y<0
{x|x1<x<x2}
∅
∅
思考3:若一元二次不等式ax2+x-1>0的解集为R,则实数a应满足什么条件?
提示:结合二次函数图象可知,若一元二次不等式ax2+x-1>0的解集为R,则解得a∈∅,所以不存在a使不等式ax2+x-1>0的解集为R.
5.分式不等式的解法
主导思想:化分式不等式为整式不等式
类型
同解不等式
>0(<0)
(其中a,b,c,d为常数)
法一:
或
法二:
(ax+b)(cx+d)>0(<0)
≥0(≤0)
法一:
或
法二:
>k(其中k为非零实数)
先移项通分转化为上述两种形式
思考1:>0与(x-3)(x+2)>0等价吗?将>0变形为(x-3)(x+2)>0,有什么好处?
提示:等价;好处是将不熟悉的分式不等式化归为已经熟悉的一元二次不等式.
6.(1)不等式的解集为R(或恒成立)的条件
不等式
ax2+bx+c>0
ax2+bx+c<0
a=0
b=0,c>0
b=0,c<0
a≠0
(2)有关不等式恒成立求参数的取值范围的方法
设二次函数
y=ax2+bx+c
若ax2+bx+c≤k恒成立⇔ymax≤k
若ax2+bx+c≥k恒成立⇔ymin≥k
7.从实际问题中抽象出一元二次不等式模型的步骤
(1)阅读理解,认真审题,分析题目中有哪些已知量和未知量,找准不等关系.
(2)设出起关键作用的未知量,用不等式表示不等关系(或表示成函数关系).
(3)解不等式(或求函数最值).
(4)回扣实际问题.
【考点分类剖析】
考点一:一元二次不等式的解法
例1.设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
例2.若“”是“”的必要条件,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
例3.已知集合,则( )
A. B. C. D.
例4.设集合,,则( )
A. B. C. D.
例5.设集合,则( )
A. B. C. D.
例6.集合,.若,则实数可取值( )
A. B. C. D.0
【变式探究】1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
3.已知则的取值范围是 .
4.不等式的解集是 .
5.设集合,,则 .
6.关于x的一元二次不等式的解集为,则实数m为 .
考点二:一元二次不等式的恒成立问题
例1.已知“,不等式恒成立”,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例2.若关于x的方程有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是( ).
A. B.
C.且 D.且
例3.已知不等式的解集是R,则( )
A., B.,
C., D.,
例4.命题p:,,则“”是“p为真命题”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
例5.设m为给定的实常数,命题,,则“”是“p为真命题”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
例6.命题“,”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式探究】1.若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.不等式的解集为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.关于x的一元二次不等式在实数范围内恒成立,则实数k的取值范围是 .
4.若函数中的取值范围为R,则的取值范围是 .
5.若的函数值有正值,则的取值范围是 .
6.若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为 .
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专题2.2 一元二次不等式
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识清单】 1
【考点分类剖析】 3
考点一:一元二次不等式的解法 3
考点二:一元二次不等式的恒成立问题 7
【考纲要求】
1.掌握一元一次、二次不等式与方程的关系和解法。
2.利用一元二次不等式解决实际问题。
【考向预测】
1.一元二次不等式的解法
2.一元二次不等式的恒成立问题
【知识清单】
1.一元二次不等式的概念
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.
2.一元二次不等式的一般形式
(1)ax2+bx+c>0(a≠0).
(2)ax2+bx+c≥0(a≠0).
(3)ax2+bx+c<0(a≠0).
(4)ax2+bx+c≤0(a≠0).
思考1:不等式x2-y2>0是一元二次不等式吗?
提示:此不等式含有两个变量,根据一元二次不等式的定义,可知不是一元二次不等式.
3.一元二次不等式的解与解集
使一元二次不等式成立的未知数的值,叫做这个一元二次不等式的解,其解的集合,称为这个一元二次不等式的解集.
思考2:类比“方程x2=1的解集是{1,-1},解集中的每一个元素均可使等式成立”.不等式x2>1的解集及其含义是什么?
提示:不等式x2>1的解集为{x|x<-1或x>1},该集合中每一个元素都是不等式的解,即不等式的每一个解均使不等式成立.
4.三个“二次”的关系
设y=ax2+bx+c(a>0),方程ax2+bx+c=0的判别式Δ=b2-4ac
判别式
Δ>0
Δ=0
Δ<0
解不等式y>0或y<0的步骤
求方程y=0的解
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
画函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
得等的集不式解
y>0
{x|x<x1_或x>x2}
R
y<0
{x|x1<x<x2}
∅
∅
思考3:若一元二次不等式ax2+x-1>0的解集为R,则实数a应满足什么条件?
提示:结合二次函数图象可知,若一元二次不等式ax2+x-1>0的解集为R,则解得a∈∅,所以不存在a使不等式ax2+x-1>0的解集为R.
5.分式不等式的解法
主导思想:化分式不等式为整式不等式
类型
同解不等式
>0(<0)
(其中a,b,c,d为常数)
法一:
或
法二:
(ax+b)(cx+d)>0(<0)
≥0(≤0)
法一:
或
法二:
>k(其中k为非零实数)
先移项通分转化为上述两种形式
思考1:>0与(x-3)(x+2)>0等价吗?将>0变形为(x-3)(x+2)>0,有什么好处?
提示:等价;好处是将不熟悉的分式不等式化归为已经熟悉的一元二次不等式.
6.(1)不等式的解集为R(或恒成立)的条件
不等式
ax2+bx+c>0
ax2+bx+c<0
a=0
b=0,c>0
b=0,c<0
a≠0
(2)有关不等式恒成立求参数的取值范围的方法
设二次函数
y=ax2+bx+c
若ax2+bx+c≤k恒成立⇔ymax≤k
若ax2+bx+c≥k恒成立⇔ymin≥k
7.从实际问题中抽象出一元二次不等式模型的步骤
(1)阅读理解,认真审题,分析题目中有哪些已知量和未知量,找准不等关系.
(2)设出起关键作用的未知量,用不等式表示不等关系(或表示成函数关系).
(3)解不等式(或求函数最值).
(4)回扣实际问题.
【考点分类剖析】
考点一:一元二次不等式的解法
例1.设,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】分别求出不等式的解,在判断是什么条件即可.
【详解】由得,
由得,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B
例2.若“”是“”的必要条件,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解一元二次不等式,由必要条件的定义即可判断的范围.
【详解】或,
“或”是的必要条件,所以,即实数的最大值为.
故选:B.
例3.已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解不等式化简集合,再利用交集的定义求解即得.
【详解】依题意,,而,
所以.
故选:D
例4.设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先解不等式求出集合,然后再求两集合的交集即可.
【详解】由,得,
所以,
因为,所以.
故选:A
例5.设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】化简集合、,根据并集的定义求解即可.
【详解】解:因为集合,
,
所以.
故选:A.
例6.集合,.若,则实数可取值( )
A. B. C. D.0
【答案】BC
【分析】求出集合A,利用集合的互异性求出的范围,再结合交集定义求解.
【详解】依题意,,由,得,解得且,D错误,
对于A,,此时,,A错误;
对于B,,此时,,B正确;
对于C,,此时,,C正确.
故选:BC
【变式探究】1.已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先解一元二次不等式得出集合A,再求交集即可.
【详解】由,解得或,
所以或,又,
所以,
故选:A.
2.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意结合分式不等式的解法分析求解.
【详解】因为,等价于,解得或,
所以不等式的解集为.
故选:B.
3.已知则的取值范围是 .
【答案】
【分析】因为方程的解是函数图象与轴的交点的横坐标,所以先求出方程的解,再作出函数图象即可得到的解集,进而得到原不等式的解集.
【详解】由题,
解得,.
作出函数的图象如图所示:
由图可得不等式的解集为,
所以原不等式的解集为.
故答案为:.
4.不等式的解集是 .
【答案】
【分析】将左边配成完全平方式,即可解得.
【详解】由,即,解得,
所以不等式的解集是.
故答案为:
5.设集合,,则 .
【答案】
【分析】解不等式化简集合,再利用交集的定义求解即得.
【详解】解,得,解得,则,
而不等式,即恒成立,则,
所以.
故答案为:
6.关于x的一元二次不等式的解集为,则实数m为 .
【答案】4
【分析】由题意可得为和,然后将两根代入方程中可求出.
【详解】因为关于x的一元二次不等式的解集为,
所以方程为和,
所以,解得,
故答案为:4
考点二:一元二次不等式的恒成立问题
例1.已知“,不等式恒成立”,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式恒成立求参即可.
【详解】由不等式恒成立,
所以,
故选:A.
例2.若关于x的方程有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是( ).
A. B.
C.且 D.且
【答案】C
【分析】根据给定条件,列出不等式组并求解即得.
【详解】由方程有两个不相等的实数根,得,
即,解得,因此且,
所以实数m的取值范围是且.
故选:C
例3.已知不等式的解集是R,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】由不等式的解集是R,则,
【详解】A.,,开口向下,与轴有两个不同交点,不等式的解集不是R,不符合题意;
B.,开口向下,与轴没有交点,不等式的解集是R,符合题意;
C.,开口向上,与轴没有交点,不等式的解集为空集,不符合题意;
D.,开口向上,与轴有两个不同的交点,不等式的解集不是R,不符合题意;
故选:B.
例4.命题p:,,则“”是“p为真命题”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】先由,求出的取值范围,再根据充分条件和必要条件的定义分析判断即可.
【详解】因为,,
所以,得,
因为当时,不一定成立,而当时,一定成立,
所以“”是“p为真命题”的必要不充分条件.
故选:B
例5.设m为给定的实常数,命题,,则“”是“p为真命题”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】先由命题为真求得的范围,再根据充要条件的要求进行判断即得.
【详解】命题p:,为真等价于,即,
由“”显然推不出“”,故“”不是“p为真命题”的充分条件;
由“”可推出“”,故“”是“p为真命题”的必要条件.
故选:B.
例6.命题“,”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】原命题的否定为真命题,由二次不等式恒成立的条件,求实数的取值范围.
【详解】由题意,原命题的否定“,”为真命题,
令,则当时,,
故,解得.
所以实数的取值范围是.
故选:D
【变式探究】1.若不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,分离参数再利用基本不等式求出最小值即得.
【详解】不等式对任意恒成立,则,成立,
而,当且仅当,即时取等号,因此,
所以实数的取值范围是.
故选:B
2.不等式的解集为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】判别式小于等于零解出a的范围即可.
【详解】因为不等式的解集为,
所以判别式,解得,
故选:A.
3.关于x的一元二次不等式在实数范围内恒成立,则实数k的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用一元二次不等式恒成立的解法求解即可.
【详解】结合题意知.即解得,
所以实数k的取值范围是.
故答案为:.
4.若函数中的取值范围为R,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】把函数中的x的取值范围为R,转化为对任意实数恒成立.然后对分类讨论得答案.
【详解】由已知恒成立,
当时符合题意,
当时,,
,
综上所述,
故答案为:.
5.若的函数值有正值,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由二次函数图像性质即可得出结论.
【详解】由的函数值有正值可知函数的图像与轴有两个交点,所以,即或.
故答案为:
6.若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】由一元二次不等式的解集为,可知二次函数开口向上,判别式小于0,解得即可.
【详解】当时,,,不满足题意;
当时,,所以,
综上,实数的取值范围为.
故答案为:
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