内容正文:
一元二次函数、方程和不等式
第二章
章末复习方案
知识网络·体系构建
知识整合·融会贯通
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探究一 不等式的性质及应用
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探究二 利用基本不等式求最值
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探究三 解一元二次不等式
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探究四 解含有参数的一元二次不等式
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探究五 由一元二次不等式恒成立求参数范围
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探究六 不等式的实际应用
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数学 必修 第一册
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2010、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
此类题型一般不单独以纯粹比较两式大小或求取值范围的问题出现,而是以判断不等式恒成立的形式,要求从整体上把握、运用不等式的性质.常见的考法有性质的简单应用、比较大小和求取值范围.
(1)应用不等式的性质解题的常见类型及方法
①不等式的性质与充要条件、求取值范围、证明与推导不等式的综合问题,应注意观察从已知不等式到目标不等式的变化,它是如何变形的,这些变形是否符合不等式的性质.
②恰当运用赋值法和淘汰法解答选择题、填空题.
(2)比较大小
①作差法的步骤:作差并变形―→判断差的符号―→结论.
解题过程中只要判断差的符号(正负号),至于差的值究竟是什么无关紧要,通常将差化为完全平方式的形式或者多个因式积的形式.关键步骤是变形,主要是利用通分、因式分解、配方等,变形是为了更有利于判断符号.
②此外,还可应用中间量法或赋予特殊值的方法比较大小.
(3)求取值范围
由a<f(x,y)<b,c<g(x,y)<d,求F(x,y)的取值范围,可利用待定系数法解决,即设F(x,y)=mf(x,y)+ng(x,y)(或其他形式),通过恒等变形求得m,n的值,再利用不等式的同向可加和同向同正可乘的性质求得F(x,y)的取值范围.
【真题1】 (1)设a<0,-1<b<0,那么下列各式中正确的是( )
A.a>ab>ab2 B.ab2>ab>a
C.ab>ab2>a D.ab>a>ab2
(2)已知α,β满足则α+3β的取值范围是( )
A.1≤α+3β≤7 B.-5≤α+3β≤13
C.-5≤α+3β≤7 D.1≤α+3β≤13
解析 (1)因为-1<b<0,a<0,所以ab>0,b<0<1,b2<1.所以ab-ab2=ab(1-b)>0,ab2-a=a(b2-1)>0.所以ab>ab2>a.故选C项.
(2)设α+3β=m(α+β)+n(α+2β)=(m+n)·α+(m+2n)β.比较α,β的系数,得从而解出m=-1,n=2.分别由得-1≤-α-β≤1,2≤2α+4β≤6,两式相加得1≤α+3β≤7.故α+3β的取值范围是1≤α+3β≤7.故选A项.
答案 (1)C (2)A
求最值时的常见情形
(1)若直接满足基本不等式的条件,即满足求最值的三个前提条件“一正、二定、三相等”,则直接应用基本不等式.
(2)若不能直接满足基本不等式的条件,则需要创造条件对式子进行恒等变形,如构造“1”的代换,对不等式进行分拆、组合、添加系数等方法使之能变成可用基本不等式的形式,创造使不等式中等号成立的条件.具体思路是:当运用基本不等式a+b≥2(a>0,b>0)求最小值时,若不具备积为定值的条件,可以通过构造使其积为定值;当运用基本不等式的变形形式ab≤2求最大值时,若不具备和为定值的条件,可以通过构造使其和为定值.
【真题2】 (1)已知0<x<1,则x(4-3x)的最大值为( )
A.-1 B.0
C. D.
(2)已知5x2y2+y4=1(x,y∈R),则x2+y2的最小值是________.
(3)(2021·天津)若a>0,b>0,则++b的最小值为________.
解析 (1)因为0<x<1,所以4-3x>0,则x(4-3x)=×3x×(4-3x)≤×2=,当且仅当3x=4-3x,即x=时,等号成立,故x(4-3x)的最大值为.故选C项.
(2)由题意知y≠0.由5x2y2+y4=1,可得x2=,所以x2+y2=+y2==≥×2=,当且仅当=4y2,即y=±时,等号成立.所以x2+y2的最小值是.
(3)因为a>0,b>0,所以++b≥2·+b=+b≥2=2,当且仅当=且=b,即a=b=时,等号成立,所以++b的最小值为2.
答案 (1)C (2) (3)2
一元二次不等式的求解方法
(1)图象法:由一元二次方程、一元二次不等式及二次函数的关系,共同确定出解集.
(2)代数法:将所给不等式化为一般式后借助分解因式或配方求解,当m<n时,若(x-m)·(x-n)>0,则可得x>n或x<m;若(x-m)·(x-n)<0,则可得m<x<n.口诀为“大于取两边,小于取中间”.
【真题3】 (1)(2022·1月浙江改编)不等式x2-4x<0的解集是( )
A.{x|0<x<4} B.{x|-4<x<0}
C.{x|x<4} D.{x|x<0或x>4}
(2)(多选)下列不等式的解集为R的是( )
A.9x2-6x+1≥0 B.-x2+2x-3<0
C.x2-3x-4>0 D.x2+≥1
解析 (1)x2-4x<0⇒x(x-4)<0,解得0<x<4.故选A项.
(2)不等式9x2-6x+1≥0,可化为(3x-1)2≥0,不等式的解集为R,A项正确;-x2+2x-3<0变形为x2-2x+3>0,即(x-1)2+2>0,不等式的解集为R,B项正确;x2-3x-4>0的解集为{x|x>4或x<-1},解集不是R,C项错误;x2+≥1,因为x2+1≥1,不等式两边同乘以x2+1,即x4+x2+1≥x2+1,即x4≥0,故不等式的解集为R,D项正确.故选ABD项.
答案 (1)A (2)ABD
此类题一般以含参数的一元二次不等式、集合的形式出现,要注意二次项系数对不等式解的影响.在解含有参数的不等式时,勿将形如ax2+bx+c>0的不等式认为一定是一元二次不等式,要根据以下步骤求解.
(1)看(看二次项系数的符号).二次项若含有参数,应讨论其是等于0、小于0、还是大于0;若二次项系数不为0,将不等式转化为二次项系数为正的标准形式.
(2)算(计算判别式,判断方程根的个数).判断标准形式的一元二次不等式对应的方程的根的个数,讨论判别式与0的大小.
(3)写(写出解集).确定无根或有两个相等的实数根时,可以直接写出解集.如果有两个不相等的实数根,但不能确定两根的大小,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.
【真题4】 (1)(多选)已知关于x的不等式ax2-bx+2>0,关于此不等式的解集有下列结论,正确的是( )
A.不等式ax2-bx+2>0的解集可以是{x|x>2}
B.不等式ax2-bx+2>0的解集可以是R
C.不等式ax2-bx+2>0的解集可以是∅
D.不等式ax2-bx+2>0的解集可以是{x|-1<x<2}
(2)不等式组的整数解的集合为{x},则实数k的取值范围为________.
解析 (1)A项,当a=0时,有bx<2,无论b取何值,不能使不等式的解集为{x|x>2},错误;B项,当时不等式的解集是R,正确;C项,令f(x)=ax2-bx+2,显然f(0)=2>0,故不等式的解集不可能是∅,错误;D项,当a=b=-1时,x2-x-2=(x-2)·(x+1)<0,解集是{x|-1<x<2},正确.故选BD项.
(2)因为-2是2x2+(2k+5)x+5k<0的解,
所以2×(-2)2+(2k+5)×(-2)+5k=k-2<0.
所以k<2,-k>-2>-,所以2x2+(2k+5)·x+5k=(x+k)(2x+5)<0的解集为,
又x2-x-2>0的解集为{x|x<-1或x>2},
所以-2<-k≤3,所以k的取值范围为{k|-3≤k<2}.
答案 (1)BD (2){k|-3≤k<2}
解决一元二次不等式在某个范围内恒成立问题常用的方法
设f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
方法一 不等式解集法
f(x)>0在{x|α≤x≤β}上恒成立⇔{x|α≤x≤β}⊆A,A是f(x)>0的解集.
方法二 分离参数法
利用最值分离参数法来确定不等式f(x,λ)≥0(x∈D,λ为实参数)恒成立中参数取值范围的基本步骤:
(1)将参数与变量分离,即化为f1(λ)≥f2(x)(或f1(λ)≤f2(x))的形式;
(2)求f2(x)在x∈D时的最大(或最小)值;
(3)解不等式f1(λ)≥[f2(x)]max(或f1(λ)≤[f2(x)]min)得λ的取值范围.
适用题型:①参数与变量能分离;②函数最值易求.
方法三 函数最值法
已知函数f(x)的取值范围为{y|m≤y≤n},则f(x)≥a恒成立⇒[f(x)]min≥a,即m≥a;f(x)≤a恒成立⇒[f(x)]max≤a,即n≤a.
方法四 主参换位法
含参数的不等式恒成立问题,若在分离参数时遇到需要讨论的麻烦,或者即使能容易分离出参数与变量,但函数的最值却难以求出时,可考虑变换思维角度,即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.
除以上常用的四种方法外,还可以用构建函数法和数形结合法.
【真题5】 (1)若正实数x,y满足+=1,且x+>a2-3a恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.{a|-1≤a≤4} B.{a|-1<a<4}
C.{a|-4≤a≤1} D.{a|-4<a<1}
(2)(多选)不等式x2+bx+c≥2x+b对任意x∈R恒成立,则下列关系正确的是( )
A.b2-4c+4≤0 B.b≤0
C.c≥1 D.b+c≥0
解析 (1)由题意知x+==2++.因为x>0,y>0,所以>0,>0,所以+≥2=2,当且仅当=,即4x=y,即x=2,y=8时,等号成立,所以x+≥4,所以a2-3a<4,解得-1<a<4.故选B项.
(2)将x2+bx+c≥2x+b整理为x2+(b-2)·x+c-b≥0,因为x2+bx+c≥2x+b对任意x∈R恒成立,所以Δ≤0,即(b-2)2-4(c-b)≤0,整理得b2-4c+4≤0,故A项正确;令b=1,c=2,则Δ=(1-2)2-4×(2-1)=1-4=-3<0,满足题意,故B项错误;由A项知4c≥b2+4,即c≥+1≥1,故C项正确;b+c≥b++1=2≥0,故D项正确.故选ACD项.
答案 (1)B (2)ACD
考试中应用题的背景一般是人们关心的社会热点话题,如物价、销售、税收、原材料等,题目往往较长,解题时需认真阅读,从中提炼出有用信息,建立数学模型,转化为数学问题求解,再利用解决实际问题的方法步骤求解.
【真题6】 通过技术创新,某公司的汽车特种玻璃已进入欧洲市场.2023年,该种玻璃的售价为25欧元/平方米,销售量为80万平方米.
(1)据市场调查,售价每提高1欧元/平方米,销售量将减少2万平方米;要使销售收入不低于2 000万欧元,试问:该种玻璃的售价最多提高到多少欧元/平方米?
(2)为提高年销售量,增加市场份额,公司将在2024年对该种玻璃实施二次技术创新和营销策略改革:提高价格到m(m>25)欧元/平方米,其中投入(m2-600)万欧元作为技术创新费用,投入500万欧元作为固定宣传费用,投入2m万欧元作为浮动宣传费用,试问:该种玻璃的销售量n(单位:万平方米)至少达到多少时,才可能使2024年的销售收入不低于2023年销售收入与2024年投入之和?并求出此时的售价.
解析 (1)设该种玻璃的售价提高到x(x≥25)欧元/平方米,
由题知[80-2(x-25)]x≥2 000,
即x2-65x+1 000≤0,解得25≤x≤40,
所以该种玻璃的售价最多提高到40欧元/平方米.
(2)由题意得mn≥25×80+500+2m+·(m2-600),整理得mn≥1 500+2m+m2,
两边同除以m得n≥+m+2,
又+m+2≥2+2=102,
当且仅当=m,即m=30>25时,等号成立,
所以n≥102,故该种玻璃的销售量n(单位:万平方米)至少达到102万平方米时,才可能使 2024年的销售收入不低于2023年销售收入与2024年投入之和,此时的售价为30欧元/平方米.
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