内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式 3
课时作业5 一元二次方程、不等式
-
一、单项选择题
1.不等式-x2+3x+10>0的解集为 ( )
A.(-2,5)
B.(-∞,-2)∪ (5,+∞)
C.(-5,2)
D.(-∞,-5)∪ (2,+∞)
2.(2024·辽宁大连模拟)已知集合A={1,2},集
合B满足A∩B={1,2},且B={x|x2+ax+
b=0},则bx2+ax+1>0的解集为 ( )
A.x x <-1或x >-
1
2
B.x -1<x <-
1
2
C.x x >1或x <
1
2
D.x 12<x <1
3.设f(x)=x2-ax+1(x∈R),则关于x 的不
等式f(x)<0有解的一个必要不充分条件是
( )
A.-2<a<0
B.a<-2或a>2
C.|a|>3
D.|a|≥2
4.(2023·重庆巴蜀中学模拟)若不等式|x -
3|<4的解集为{x|a<x <b},则不等式
(x-2)(x2-ax-b+1)≤0的解集为
( )
A.(-∞,-3]
B.(-∞,-3]∪ {2}
C.(-∞,2]
D.(-∞,-2]∪ [2,3]
5.关于x 的不等式(ax-1)2<x2恰有2个整数
解,则实数a的取值范围是 ( )
A. -32,-1 ∪ 1,
3
2
B. -32,-
4
3 ∪
4
3
,3
2
C. -32,-1 ∪ 1,
3
2
D. -32,-
4
3 ∪
4
3
,3
2
6.若不等式组
x2-2x-3≤0,
x2+4x-(1+a)≤0 的解集不
是空集,则实数a的取值范围是 ( )
A.[-5,+∞) B.[-4,+∞)
C.(-∞,-4] D.(-∞,-5]
二、多项选择题
7.(2024·河北黄骅中学模拟)设[x]表示不小于
实数x 的最小整数,则满足关于x 的不等式
[x]2+[x]-12≤0的解可以为 ( )
A.10 B.3
C.-4.5 D.-5
8.不等式ax2-(a+2)x+2≥0(a>0)的解集
可能为 ( )
A.R
B.⌀
C.(-∞,1]∪ 2a,+∞
D. -∞,2a ∪ [1,+∞)
9.已知关于x 的不等式ax+bx-c ≥
0的解集为
(-∞,-2]∪ (1,+∞),则 ( )
A.c=1
B.点(a,b)在第二象限
C.2a+
1
b
的最小值为2
D.关于x的不等式ax2+ax-b≥0的解集为
(-∞,-2]∪ [1,+∞)
-297-
hh
三、填空题
10.若不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对一
切x ∈ R 恒 成 立,则 a 的 取 值 范 围 是
.
11.(2023·山东东营调研)已知函数f(x)=
-x2+ax+b(a,b∈R)的值域为(-∞,0],
若关于x 的不等式f(x)>c-1的解集为
(m-4,m),则实数c的值为 .
12.(2023·山东济宁高三月考)已知函数f(x)=
x2-4x -4.若f(x)<1在区间(m -1,
-2m)上恒成立,则实数 m 的取值范围是
.
四、解答题
13.已知一元二次方程ax2+2x+1=0.
(1)写出“方程ax2+2x+1=0(a≠0)有一
个正根和一个负根”的充要条件;
(2)写出“方程ax2+2x+1=0(a≠0)有一
个正根和一个负根”的一个必要不充分条件,
并给予证明.
14.已知函数f(x)=(m +1)x2-mx +m -
1(m ∈R).
(1)若不等式f(x)<0的解集是空集,求m
的取值范围;
(2)当m >-2时,解不等式f(x)≥m;
(3)若不等式f(x)≥0的解集为D,若[-1,
1]⊆D,求m 的取值范围.
2
15.(多选题)已知函数f(x)=4ax2+4x-1,
∀x ∈ (-1,1),f(x)<0恒成立,则实数a
的取值可能是 ( )
A.0 B.-1
C.-2 D.-3
16.已知函数f(x)=
x2+ax+11
x+1
(a∈R),若对
于任意的x∈N*,f(x)≥3恒成立,则a的
取值范围是 .
-298-
参
考
答
案
-
2
2
时取等号,故A正确;∵1=x2+
y2=|x|2+|y|2≥2|xy|,∴|xy|≤
1
2
,当且仅当x =y=
2
2
或x =y=
-
2
2
时取等号,故B错误;∵log2|x|+
log2|y|=log2|xy|≤log2
1
2 = -1
,
当且仅当x =y =
2
2
或x =y =
-
2
2
时取等号,故C正确;由B可知
|xy|≤
1
2
,∴ |xy| ≤
2
2
,
∴ 1
|xy|
≥ 2,∴
1
|x|+
1
|y|≥
2 1
|xy|
≥22,当且仅当x =y=
2
2
或x=y= -
2
2
时取等号,故D错
误.故选AC.
9.BD 对于A,a,b∈R+,由2a+b=
1≥2 2ab,则ab ≤
1
8
,当 且 仅 当
2a=b=
1
2
时等号成立,故A错误;对
于B,因为a,b∈R+,2a+b=1,所以
0<a<
1
2
,由a2+b2 =a2+ (1-
2a)2 =5a-
2
5
2
+
1
5
,所以当a=
2
5
时,a2+b2 有最小值
1
5
,故B正确;
对于C,由1a +
1
b =
1
a +
1
b (2a+
b)=3+
b
a +
2a
b ≥3+2
b
a
·2a
b =
3+2 2,当 且 仅 当
b
a =
2a
b
即a =
2- 2
2
,b= 2-1时,等号成立,故C
错误;对 于 D,由b-1a-1 =
-2a
a-1 =
-2-
2
a-1
,因为0<a<
1
2
,所以
-1<a-1<-
1
2
,-2<
1
a-1<
-1,可得0<-2-
2
a-1<
2,所 以
b-1
a-1∈
(0,2),故D正确.故选BD.
10.3
解析:当a>0,b>0时,
b
a +
4a
a+b=
a+b
a +
4a
a+b-
1≥2
a+b
a
· 4a
a+b-
1=3,当 且 仅 当
a+b
a =
4a
a+b
,即
a=b时等号成立.
11.1 3
解析:由题意得1k= k+1+k=3,
即k+ k-2=0,解得 k =1或 k =
-2(舍去),所以k=1,故k的值为1.
又f(x)=
1x
x
=
x +x+1
x
=1+
x +
1
x
≥1+2=3,当 且 仅 当
x =
1
x
,即x =1时取等号,故函
数f(x)的最小值为3.
12.18
解析:因为x>0,y>0,x+4y=4,
所以
x
4+y=1
,所以x+28y+4
xy =
x+28y+x+4y
xy =
2x+32y
xy =
2
y +
32
x =
2
y +
32
x · x4 +y =
10+
x
2y+
32y
x ≥10+2
x
2y
·32y
x =
18,当且仅当x2y =
32y
x
即x =
8
3
,
y =
1
3
时取等号,所以x+28y+4
xy
的最小值为18.
13.解:(1)因为x-2>0,
所以f(x)=
9
x-2+
(x-2)+2≥
2 9x-2
·(x-2)+2=8,
当且仅当x-2=
9
x-2
时,即当x=
5时等号成立,
因此,函数f(x)=
9
x-2+
x(x >
2)的最小值为8.
(2)因为x,y是正实数,且x+y=9,
所以x+y
9 =1
,
则1
x +
3
y =
1
9
(x+y) 1x +3y =
1
9
y
x +
3x
y +
4 ≥
1
9
· 2 yx ·3xy +4 =4+239 ,
当且仅当y
x =
3x
y
且x+y=9时取
等号,此时1
x +
3
y
取得最小值,为
4+23
9 .
14.解:(1)设每小时的燃料费用 p =
kx3,则6=k×103,k=6×10-3,由
题意得 航 行1海 里 的 时 间 为 1x
小
时,∴y =6×10-3x3·
1
x +96
·
1
x =
3x2
500+
96
x
(x >0).
(2)由(1)得y=
3x2
500+
96
x =
3x2
500+
48
x +
48
x ≥ 3
3
3x2
500
·48
x
·48
x =
3
3
3×482
500 =
36
5
,当且仅当3x
2
500 =
48
x
,即x =20时等号成立,即当x =
20时,y 取得最小值.综上,当轮船的
速度为20海里/小时时,所需的费用
总和最小.
15.22
解析:7= (a +2b)2 -ab = (a +
2b)2 -
1
2a
·2b ≥ (a +2b)2 -
1
2
a+2b
2
2
=
7(a+2b)2
8
,则(a+
2b)2≤8,当且仅当a=2b= 2时等
号成立,又a,b∈(0,+∞),所以0<
a+2b≤22,当且仅当a=2b= 2
时等号成立,所以a+2b的最大值为
22.
16.45
解析:由 题 意 知y ≠0,由5x2y2 +
y4 =1得x2 =
1
5y2
-y
2
5
,则x2+
y2=
1
5y2
+
4y2
5 ≥2
1
5y2
·4y
2
5 =
4
5
,
当且 仅 当
1
5y2
=
4y2
5
,即y2 =
1
2
,
x2=
3
10
时取等号,则x2+y2 的最小
值是
4
5.
课时作业5 一元
二次方程、不等式
1.A 2.C 3.D 4.B
5.B 由(ax-1)2 <x2 恰有2个整数
解,即[(a+1)x-1][(a-1)x-1]<
0恰有2个整数解,所以(a+1)(a-
1)>0,解得a >1或a <-1,① 当
a > 1 时,不 等 式 解 集 为 1a+1,
1
a-1 ,因为 1a+1∈ 0,12 ,故2个
整数解为1和2,则2<
1
a-1≤
3,即
2a-2<1≤3a-3,解得
4
3 ≤a<
3
2
;② 当a <-1时,不 等 式 解 集 为
1a+1, 1a-1 ,因为 1a-1∈ - 12,
0 ,故2个整数解为-1,-2,则-3≤
1
a+1<-
2,即 -2(a+1)<1≤
-3(a+1),解得-
3
2 <a≤-
4
3.
综
上所述,实数a 的取值范围为 - 32,
-
4
3 ∪ 43,32 .故选B.
6.B 由x2-2x-3≤0⇒-1≤x ≤
3,若不等式组
x2-2x-3≤0,
x2+4x-(1+a)≤0 的 解 集 是 空
集,∴x2+4x-(1+a)>0在[-1,3]
上恒成立,令f(x)=x2+4x-(1+
a),则二次函数f(x)开口向上,且对
称轴为直线x = -2,∴f(x)在[-1,
3]上单调递增,∴ 要使f(x)>0在
[-1,3]上恒成立,则f(-1)= -4-
a>0,解 得a <-4.故 若 不 等 式 组
x2-2x-3≤0,
x2+4x-(1+a)≤0 的 解 集 不 是
-565-
hh
空集,则 实 数a 的 取 值 范 围 是[-4,
+∞).故选B.
7.BC 因为不等式[x]2+[x]-12≤0,
所以([x]-3)([x]+4)≤0,即-4≤
[x]≤3,又因为[x]表示不小于实数
x 的 最 小 整 数,所 以 不 等 式 [x]2 +
[x]-12≤0的解可以为3,-4.5.故
选BC.
8.ACD 不等式ax2-(a+2)x+2≥
0(a>0)即(ax-2)(x-1)≥0,当
2
a >1
,即0<a<2时,不等式解集为
(-∞,1]∪ 2a ,+∞ ;当2a =1,即
a=2时,不等式解集为 R;当
2
a <1
,
即a >2时,不 等 式 解 集 为 - ∞,
2
a ∪ [1,+∞).故选ACD.
9.ACD 原不等式等价于
(ax+b)(x-c)≥0,
x-c≠0, 因 为 其 解 集
为(-∞,-2]∪ (1,+∞),所以a>
0且c=1,-2a+b=0,故A正确;因
为a>0,b=2a>0,则点(a,b)在第
一象限,故B错误;由b=2a>0可得,
2a+
1
b =2a+
1
2a≥2 2a
·1
2a =2
,
当且仅当 2a=
1
2a
,
a>0, 即a = 12 时,等
号成立,所以2a+
1
b
的最小值为2,故
C正确;由b =2a >0可得,不 等 式
ax2+ax -b≥0即 为ax2 +ax -
2a ≥ 0,化 简 可 得 x2 +x -2 ≥
0⇒(x+2)(x-1)≥0,则其解集为
(-∞,-2]∪[1,+∞),故D正确.故
选ACD.
10.(-2,2] 11.-3
12.0,13
解析:∵f(x)=x2-4x-4且f(x)
<1,∴x2-4x-4<1,解得-1<
x <5,即x ∈ (-1,5).∵f(x)<1
在区间(m-1,-2m)上恒成立,
∴(m-1,-2m)⊆ (-1,5).
∴
-1≤m-1,
m-1<-2m,
-2m ≤5, 解得0≤m< 13,
即m ∈ 0,
1
3 .
13.解:(1)若方程ax2+2x+1=0(a≠
0)有一个正根和一个负根,
则
Δ=4-4a>0,
1
a <0
, 即 a<1,a<0,
∴a<0.
∴ 方程ax2+2x+1=0(a≠0)有
一个正根和一个负根的充要条件是
a<0.
(2)方程ax2+2x+1=0(a≠0)有
一个正根和一个负根的一个必要不
充分条件是a<1,
证明:若方程ax2+2x+1=0(a≠
0)有一个正根和一个负根,
则由(1)知其充要条件为a<0,
从而a<1,故必要性成立.
若0<a<1,则方程ax2+2x+1=
0中,Δ=4-4a>0,x1·x2=
1
a >0
,
∴ 方程ax2+2x+1=0有两个同号
根,∴ 充分性不成立,
故a <1是 方 程ax2 +2x +1=
0(a≠0)有一个正根和一个负根的一
个必要不充分条件.
14.解:(1)当m+1=0时,即m = -1,
则由f(x)=x-2<0,得x<2,不
合题意,
当m+1≠0,即m≠-1时,由不等式
f(x)<0的解集为 ⌀ 得
m+1>0,
Δ =m2-4(m+1)(m-1)≤0,
解得m ≥
23
3
,
所以m 的取值范围为 23
3
,+∞
.
(2)因 为 f(x)≥ m,所 以 (m +
1)x2-mx-1≥0,即[(m+1)x+
1](x-1)≥0,
当m+1=0,即 m = -1时,解得
x ≥ 1, 所 以 不 等 式 的 解 集 为
[1,+∞);
当m+1>0,即 m >-1时, x +
1
m+1 (x-1)≥0,
因为-
1
m+1<
0,所以不等式的解集
为 -∞,- 1m+1 ∪ [1,+∞);
当m+1<0,即-2<m <-1时,
x+ 1m+1 (x-1)≤0,
因为-2<m <-1,所以-1<m+
1<0,所以-
1
m+1>
1,
所以不等式的解集为 1,- 1m+1 ,
综上,当m = -1时,不等式的解集为
[1,+∞),当m >-1时,不等式的解
集为 -∞,- 1m+1 ∪ [1,+∞),
当-2<m<-1时,不等式的解集为
1,- 1m+1 .
(3)因为不等式f(x)≥0的解集为
D,且[-1,1]⊆D,
所以对任意的x ∈ [-1,1],不等式
(m+1)x2-mx+m-1≥0恒成立.
即m(x2-x+1)≥-x2+1,
因为x2-x+1= x-12
2
+
3
4 >0
,
所 以 m ≥ -
x2+1
x2-x+1
= -1 +
2-x
x2-x+1
恒成立,
令t=2-x,则t∈[1,3],x=2-t,
所以 2-x
x2-x+1
=
t
(2-t)2-(2-t)+1
=
t
t2-3t+3
=
1
t+
3
t -3
,
由基本 不 等 式 可 得 y =t+
3
t ≥
2 t·3t =23
,当且仅当t=
3
t
,
即t= 3时取等号,
所以当x =2- 3时,
2-x
x2-x+1
取
最大值,所以 -x
2+1
x2-x+1
的最大值为
-1+
1
23-3
=
23
3
,
所以m 的取值范围为 23
3
,+∞
.
15.CD 因为f(x)=4ax2+4x-1,所
以f(0)= -1<0成立.当x∈(-1,
0)∪ (0,1)时,由 f(x)<0可 得
4ax2 <- 4x + 1, 所 以 4a <
1
x2
-
4
x min,当x∈(-1,0)∪(0,
1)时,1x ∈
(-∞,-1)∪(1,+∞),
所 以
1
x2
-
4
x =
1
x -2
2
-4≥-4,
当且仅当x =
1
2
时,等号成立,所以
4a<-4,解得a<-1.
16.-
8
3
,+∞
解析:对任意x ∈N*,f(x)≥3,
即
x2+ax+11
x+1 ≥
3恒成立,
即a≥- x+
8
x +3.
设g(x)=x+
8
x
,x ∈N*,
则g(x)=x+
8
x ≥42
,
当且仅当x =2 2 时等号成 立,又
g(2)=6,g(3)=
17
3
,
∵g(2)>g(3),∴g(x)min =
17
3
,
∴- x+
8
x +3≤- 83,
∴a ≥-
8
3
,故 a 的 取 值 范 围 是
-
8
3
,+∞ .
第二章 函数的概念
与基本初等函数
课时作业6 函数的概念及其表示
1.A 2.A 3.A 4.A 5.B
6.A 由题意,令x =y=0,得f(0)=
f(0)+f(0)+2×0×0,所以f(0)=
0;令x =y =1,得f(2)=f(1)+
f(1)+2×1×1=8;令x=2,y=1,
得f(3)=f(2)+f(1)+2×2×1=
15;令 x =3,y = -3,得 f(0)=
f(3)+f(-3)+2×3×(-3),即0=
15+f(-3)-18,所以f(-3)=3.
7.CD 对 于 A,f(x)的 定 义 域 为{x|
x≠0},g(x)的定义域为{x|x>0},
两个函数的定义域不相 同,不 是 同 一
个函数;对于B,f(x)的定义域为 R,
g(x)的定义域为{x|x ≥0},两个函
-566-