内容正文:
2025届高考数学一轮复习教案讲义(解析版)——集合与常用逻辑用语、不等式之一元二次方程、不等式
【知识梳理】
1.一元二次不等式
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.
2.三个“二次”间的关系
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
有两相异实根x1,x2 (x1<x2)
有两相等实根x1=x2=-
没有实数根
ax2+bx+c>0 (a>0)的解集
R
ax2+bx+c<0 (a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集
不等式
解集
a<b
a=b
a>b
(x-a)·(x-b)>0
{x|x<a,或x>b}
{x|x≠a}
{x|x<b,或x>a}
(x-a)·(x-b)<0
{x|a<x<b}
∅
{x|b<x<a}
4.分式不等式与整式不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).
(2)≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
[常用结论]
1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|<a(a>0)的解集为
(-a,a).
记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.
2.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.
3.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.
(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔或
(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔或
【诊断自测】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.( )
(2)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( )
(3)不等式x2≤a的解集为[-,].( )
(4)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为R.( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)错误.≥0等价于(x-a)(x-b)≥0且x≠b.
(3)错误.当a=0时,其解集为{0},当a<0时,其解集为∅.
(4)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为∅.
2.(必修一P53练习T1改编)不等式-2x2+x≤-3的解集为________________.
答案 (-∞,-1]∪
解析 由-2x2+x≤-3可得2x2-x-3≥0,
即(2x-3)(x+1)≥0,得x≤-1或x≥,
故不等式的解集为(-∞,-1]∪.
3.若关于x的不等式ax2+bx+2>0的解集为,则a+b=________.
答案 -14
解析 依题意知
解得故a+b=-14.
4.一元二次不等式ax2+ax-1<0对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是____________.
答案 (-4,0)
解析 依题意知即
解得-4<a<0.
考点一 一元二次不等式的解法
例1 (1)(2024·北京海淀区模拟)不等式>0的解集为________________.
答案 {x|x>1,或x<-2}
解析 不等式>0等价于(x-1)(x+2)>0,
解得x>1或x<-2,
所以不等式>0的解集为{x|x>1,或x<-2}.
(2)解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a∈R).
解 原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,
①当a>0时,原不等式可化为(x-1)<0,
所以当a>1时,解得<x<1;
当a=1时,解集为∅;
当0<a<1时,解得1<x<.
②当a=0时,原不等式等价于-x+1<0,
即x>1.
③当a<0时,<1,原不等式可化为(x-1)>0,
解得x>1或x<.
综上,当0<a<1时,不等式的解集为,
当a=1时,不等式的解集为∅,
当a>1时,不等式的解集为,
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.
方法总结 对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有:
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
训练1 (1)(2024·潍坊质测)若a∈R,则关于x的不等式4x2-4ax+a2-1<0的解集为________.
答案
解析 原不等式可转化为[2x-(a+1)][2x-(a-1)]<0,
因为>,
所以不等式的解为<x<.
(2)解关于x的不等式x2-ax+1≤0.
解 由题意知,Δ=a2-4,
①当a2-4>0,即a>2或a<-2时,
方程x2-ax+1=0的两根为x=,
所以解集为.
②若Δ=a2-4=0,则a=±2.
当a=2时,原不等式可化为x2-2x+1≤0,
即(x-1)2≤0,所以x=1;
当a=-2时,原不等式可化为x2+2x+1≤0,
即(x+1)2≤0,所以x=-1.
③当Δ=a2-4<0,即-2<a<2时,
原不等式的解集为∅.
综上,当a>2或a<-2时,原不等式的解集为;
当a=2时,原不等式的解集为{1};
当a=-2时,原不等式的解集为{-1};
当-2<a<2时,原不等式的解集为∅.
考点二 三个“二次”之间的关系
例2 (1)(多选)(2024·苏州质检)已知关于x的不等式a(x-1)(x+3)+2>0的解集是(x1,x2),其中x1<x2,则下列结论中正确的是( )
A.x1+x2+2=0 B.-3<x1<x2<1
C.|x1-x2|>4 D.x1x2+3<0
答案 ACD
解析 由题知a(x-1)(x+3)+2=ax2+2ax-3a+2>0的解集为(x1,x2),
所以a<0,且
所以x1+x2+2=0,x1x2+3=<0,故A,D正确;
原不等式可化为f(x)=a(x-1)(x+3)>-2的解集为(x1,x2),而f(x)的零点分别为-3,1且f(x)的图象开口向下,
又x1<x2,f(x)的大致图象如图所示,
由图知,x1<-3<1<x2,|x1-x2|>4,
故B错误,C正确.
(2)若关于x的不等式x2-2ax-8a2<0(a>0)的解集为{x|x1<x<x2},且x2-x1=15,则a的值为________.
答案
解析 由题知x1,x2是一元二次方程x2-2ax-8a2=0(a>0)的实数根,
所以Δ=4a2+32a2=36a2>0,
且x1+x2=2a,x1x2=-8a2.
又因为x2-x1=15,
所以152=(x1+x2)2-4x1x2=4a2+32a2=36a2,
又a>0,解得a=.
方法总结 1.一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应一元二次不等式解集的端点值.
2.给出一元二次不等式的解集,相当于知道了相应二次函数的开口方向及与x轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数.
训练2 (1)(多选)若不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1,2),则下列选项正确的是( )
A.a<0 B.b<0且c>0
C.a+b+c>0 D.不等式ax2-cx+b<0的解集是R
答案 AB
解析 由题意,不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1,2),
可得-1,2是方程ax2-bx+c=0的两个根,且a<0,
所以A正确;
则b=a,c=-2a,所以b<0,c>0,B正确;
当x=-1时,a+b+c=0,C不正确;
把b=a,c=-2a代入ax2-cx+b<0,可得ax2+2ax+a<0,因为a<0,所以x2+2x+1>0,即(x+1)2>0,此不等式的解集为{x|x≠-1},D不正确.
(2)(多选)(2024·长治质检)已知函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,则( )
A.a2-b2≤4
B.a2+≥4
C.若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2>0
D.若不等式x2+ax+b<c的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,则c=4
答案 ABD
解析 根据题意,函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,
则Δ=a2-4b=0,即a2=4b(b>0).
对于A,a2-b2-4=4b-b2-4=-(b2-4b+4)=-(b-2)2≤0,即有a2-b2≤4,故A正确;
对于B,a2+=4b+≥2=4,
当且仅当4b=,即b=时等号成立,故B正确;
对于C,由x1,x2为方程x2+ax-b=0的两根,可得x1x2=-b<0,故C错误;
对于D,由x1,x2为方程x2+ax+b-c=0的两根,可得x1+x2=-a,x1x2=b-c,
则|x1-x2|2=(x1+x2)2-4x1x2=a2-4(b-c)=a2-4b+4c=4c=16,
解得c=4,故D正确.
考点三 一元二次不等式恒成立问题
角度1 在实数集R上恒成立
例3 (2023·天津模拟)若不等式(a-2)·x2+4(a-2)x+3>0的解集为R,则实数a的取值范围是________.
答案
解析 当a-2=0,即a=2时,不等式为3>0恒成立,故a=2符合题意;
当a-2≠0,即a≠2时,
不等式(a-2)x2+4(a-2)x+3>0的解集为R,
则
解得2<a<.
综上可得,实数a的取值范围是.
角度2 在给定区间上恒成立
例4 (2024·湖北荆荆宜三校联考)设函数f(x)=mx2-mx-1,命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,则实数m的取值范围为( )
A. B.(-∞,3]
C. D.(3,+∞)
答案 D
解析 法一 因为命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,
所以∀x∈[1,3],f(x)>-m+2为真命题,
又f(x)>-m+2,即mx2-mx-1>-m+2,
即m(x2-x+1)>3,
当x∈[1,3]时,x2-x+1∈[1,7],
所以m>在x∈[1,3]上恒成立,
所以m>,x∈[1,3],
当x=1时,x2-x+1有最小值1,
此时有最大值3,所以m>3,
故实数m的取值范围是(3,+∞).
法二 因为命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,
所以∀x∈[1,3],f(x)>-m+2为真命题,
即mx2-mx+m-3>0在x∈[1,3]上恒成立.
当m=0时,-3>0,不符合题意;
设g(x)=mx2-mx+m-3,
因为g(x)图象的对称轴方程为x=,
所以只需或
即或
解得m>3,
故实数m的取值范围是(3,+∞).
角度3 给定参数范围的恒成立问题
例5 (2024·杭州调研)若不等式x2+px>4x+p-3,当0≤p≤4时恒成立,则x的取值范围是( )
A.[-1,3] B.(-∞,-1]
C.[3,+∞) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
答案 D
解析 不等式x2+px>4x+p-3,
可化为(x-1)p+x2-4x+3>0,
由已知可得[(x-1)p+x2-4x+3]min>0(0≤p≤4),
令f(p)=(x-1)p+x2-4x+3(0≤p≤4),
可得
解得x<-1或x>3.
方法总结 恒成立问题求参数的范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
(2)一元二次不等式在R上恒成立,可用判别式Δ,一元二次不等式在给定区间上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值或分类讨论.
训练3 已知关于x的不等式2x-1>m(x2-1).
(1)是否存在实数m,使不等式对任意x∈R恒成立,并说明理由;
(2)若不等式对于x∈(1,+∞)恒成立,求m的取值范围;
(3)若不等式对于m∈[-2,2]恒成立,求实数x的取值范围.
解 (1)原不等式等价于mx2-2x+(1-m)<0,
当m=0时,-2x+1<0不恒成立;
当m≠0时,若不等式对于任意实数x恒成立,
则需m<0且Δ=4-4m(1-m)<0,无解,
所以不存在实数m,使不等式恒成立.
(2)因为x>1,
所以m<.
设2x-1=t(t>1),x2-1=,
所以m<=.
设g(t)=t-+2,t∈(1,+∞),
显然g(t)在(1,+∞)上单调递增.
当t→+∞时,t-+2→+∞,→0,
所以m≤0.所以m的取值范围是(-∞,0].
(3)设f(m)=(x2-1)m-(2x-1),
当m∈[-2,2]时,f(m)<0恒成立.
当且仅当
即
由①得<x<.
由②得x<或x>.
取交集,得<x<.
所以x的取值范围是.
习题演练
1.不等式-x2+3x+10>0的解集为( )
A.(-2,5) B.(-∞,-2)∪(5,+∞)
C.(-5,2) D.(-∞,-5)∪(2,+∞)
答案 A
解析 由-x2+3x+10>0得x2-3x-10<0,
解得-2<x<5.
2.(2024·重庆诊断)若关于x的不等式x2+px+q<0的解集是{x|-1<x<2},则关于x的不等式>0的解集是( )
A.(-3,-2)∪(4,+∞) B.(-3,2)∪(4,+∞)
C.(-∞,-3)∪(2,4) D.(-∞,-2)∪(3,4)
答案 B
解析 因为关于x的不等式x2+px+q<0的解集是{x|-1<x<2},
所以x2+px+q=0的两根是-1,2,
由根与系数的关系可得p=-1,q=-2,
所以>0可转化为>0,
解得-3<x<2或x>4.
所以原不等式的解集为(-3,2)∪(4,+∞).
3.(2024·宝鸡调研)“关于x的不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A.0<a<1 B.a>1
C.0<a< D.0<a<2
答案 D
解析 不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立,只需Δ=4a2-4a<0,解得0<a<1,
因为集合{a|0<a<1}是集合{a|0<a<2}的真子集,
所以“关于x的不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立”的一个必要不充分条件是“0<a<2”,故选D.
4.(2023·鞍山二模)若对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,则m的取值范围是( )
A.(-2,2) B.(2,+∞)
C.(-∞,2) D.(-∞,2]
答案 C
解析 法一 对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,
即m<x+在x∈(0,+∞)上恒成立,
即m<,x∈(0,+∞).
当x>0时,x+≥2=2,
当且仅当x=,即x=1时取等号,
所以=2,则m<2.
法二 设f(x)=x2-mx+1,对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,
则满足或
解得0<m<2或m≤0,所以m<2.
5.若关于x的不等式x2-4x-a>0在区间(1,5)内有解,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,5) B.(5,+∞)
C.(-4,+∞) D.(-∞,4)
答案 A
解析 设f(x)=x2-4x-a,则f(x)的图象开口向上,对称轴为直线x=2,
所以要使不等式x2-4x-a>0在区间(1,5)内有解,
只要f(5)>0即可,即25-20-a>0,得a<5,
所以实数a的取值范围为(-∞,5).
6.(2024·成都诊断)已知不等式组的解集是关于x的不等式x2-3x+a<0的解集的子集,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,0] B.(-∞,0)
C.(-∞,-1] D.(-∞,-2)
答案 A
解析 由解得x∈(2,3),
因为(2,3)是不等式x2-3x+a<0的解集的子集,
故f(x)=x2-3x+a要满足
解得a≤0.
7.(多选)已知关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集中有且仅有2个整数,则实数m的值可以是( )
A.4 B.5
C.6 D.7
答案 AB
解析 画出函数f(x)=x2+5x+m的大致图象,关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集为函数图象在x轴下方的部分对应的点的横坐标 x的集合,
由函数f(x)=x2+5x+m的图象的对称轴为x=-,
所以为使得不等式的解集中有且仅有2个整数,必须且只需使得
解得4≤m<6.
8.不等式>2的解集为________.
答案 {x|1<x<4}
解析 原不等式可化为-2>0,
即>0,即>0,
即(x-1)(x-4)<0,解得1<x<4,
∴原不等式的解集为{x|1<x<4}.
9.(2024·常州调考)已知不等式>2对任意的x∈R恒成立,则实数k的取值范围是____________.
答案 [2,10)
解析 因为x2+x+2=+>0,
所以原不等式等价于kx2+kx+6>2x2+2x+4,
即(k-2)x2+(k-2)x+2>0恒成立.
当k=2时,2>0,显然成立;
当k≠2时,k满足不等式组
解得2<k<10.
综上所述,实数k的取值范围是[2,10).
10.已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<5-m恒成立,则实数m的取值范围为________.
答案
解析 要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,
即m+m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.有以下两种方法:
法一 令g(x)=m+m-6,x∈[1,3].
当m>0时,g(x)在[1,3]上单调递增,
所以g(x)max=g(3),即7m-6<0,
所以m<,所以0<m<;
当m=0时,-6<0恒成立;
当m<0时,g(x)在[1,3]上单调递减,
所以g(x)max=g(1),即m-6<0,
所以m<6,所以m<0.
综上所述,m的取值范围是.
法二 因为x2-x+1=+>0,
又因为m(x2-x+1)-6<0在x∈[1,3]上恒成立,
所以m<在x∈[1,3]上恒成立.
令y=,
因为函数y==在[1,3]上的最小值为,所以只需m<即可.
所以m的取值范围是.
11.已知f(x)=-3x2+a(6-a)x+6.
(1)解关于a的不等式f(1)>0;
(2)若不等式f(x)>b的解集为(-1,3),求实数a,b的值.
解 (1)由题意知f(1)=-3+a(6-a)+6=-a2+6a+3>0,
即a2-6a-3<0,
解得3-2<a<3+2.
所以不等式的解集为{a|3-2<a<3+2}.
(2)∵f(x)>b的解集为(-1,3),
∴方程-3x2+a(6-a)x+6-b=0的两根为-1,3,
∴解得
故a的值为3±,b的值为-3.
12.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)若当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若当a∈[4,6]时,f(x)≥0恒成立,求实数x的取值范围.
解 (1)∵当x∈R时,x2+ax+3-a≥0恒成立,
需Δ=a2-4(3-a)≤0,即a2+4a-12≤0,
解得-6≤a≤2,
∴实数a的取值范围是[-6,2].
(2)由题意可转化为x2+ax+3-a≥0
在x∈[-2,2]上恒成立,
令g(x)=x2+ax+3-a,
则有①Δ≤0或②或③
解①得-6≤a≤2,解②得a∈∅,
解③得-7≤a<-6.
综上可得,满足条件的实数a的取值范围是[-7,2].
(3)令h(a)=xa+x2+3,
当a∈[4,6]时,h(a)≥0恒成立,
只需即
解得x≤-3-或x≥-3+.
∴实数x的取值范围是(-∞,-3-]∪[-3+,+∞).
13.(多选)已知函数f(x)=x2-ax-1,当x∈[0,3]时,|f(x)|≤5恒成立,则实数a的值可以是( )
A.-1 B.0
C.1 D.3
答案 CD
解析 ∵|f(x)|≤5⇔-5≤x2-ax-1≤5,
①当x=0时,a∈R;
②当x≠0时,由-5≤x2-ax-1≤5,
得x-≤a≤x+,
当x∈(0,3]时,=2+=4,=3-2=1,
∴1≤a≤4.
综上,1≤a≤4.
14.解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
解 原不等式可化为ax2+(a-2)x-2≥0.
①当a=0时,原不等式可化为x+1≤0,
解得x≤-1.
②当a>0时,
原不等式可化为(x+1)≥0,
解得x≥或x≤-1.
③当a<0时,
原不等式化为(x+1)≤0.
当>-1,即a<-2时,解得-1≤x≤;
当=-1,即a=-2时,解得x=-1;
当<-1,即-2<a<0时,解得≤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;
当-2<a<0时,不等式的解集为;
当a=-2时,不等式的解集为{-1};
当a<-2时,不等式的解集为.
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2025届高考数学一轮复习教案讲义(原卷版)——集合与常用逻辑用语、不等式之一元二次方程、不等式
【知识梳理】
1.一元二次不等式
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.
2.三个“二次”间的关系
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
有两相异实根x1,x2 (x1<x2)
有两相等实根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
3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集
不等式
解集
a<b
a=b
a>b
(x-a)·(x-b)>0
{x|x<a,或x>b}
(x-a)·(x-b)<0
{x|a<x<b}
4.分式不等式与整式不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).
(2)≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
[常用结论]
1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|<a(a>0)的解集为
(-a,a).
记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.
2.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.
3.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.
(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔或
(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔或
【诊断自测】
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.( )
(2)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( )
(3)不等式x2≤a的解集为[-,].( )
(4)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为R.( )
2.(必修一P53练习T1改编)不等式-2x2+x≤-3的解集为________________.
3.若关于x的不等式ax2+bx+2>0的解集为,则a+b=________.
4.一元二次不等式ax2+ax-1<0对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是____________.
考点一 一元二次不等式的解法
例1 (1)(2024·北京海淀区模拟)不等式>0的解集为________________.
(2)解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a∈R).
方法总结 对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有:
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
训练1 (1)(2024·潍坊质测)若a∈R,则关于x的不等式4x2-4ax+a2-1<0的解集为________.
(2)解关于x的不等式x2-ax+1≤0.
考点二 三个“二次”之间的关系
例2 (1)(多选)(2024·苏州质检)已知关于x的不等式a(x-1)(x+3)+2>0的解集是(x1,x2),其中x1<x2,则下列结论中正确的是( )
A.x1+x2+2=0 B.-3<x1<x2<1
C.|x1-x2|>4 D.x1x2+3<0
(2)若关于x的不等式x2-2ax-8a2<0(a>0)的解集为{x|x1<x<x2},且x2-x1=15,则a的值为________.
方法总结 1.一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应一元二次不等式解集的端点值.
2.给出一元二次不等式的解集,相当于知道了相应二次函数的开口方向及与x轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数.
训练2 (1)(多选)若不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1,2),则下列选项正确的是( )
A.a<0 B.b<0且c>0
C.a+b+c>0 D.不等式ax2-cx+b<0的解集是R
(2)(多选)(2024·长治质检)已知函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,则( )
A.a2-b2≤4
B.a2+≥4
C.若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2>0
D.若不等式x2+ax+b<c的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,则c=4
考点三 一元二次不等式恒成立问题
角度1 在实数集R上恒成立
例3 (2023·天津模拟)若不等式(a-2)·x2+4(a-2)x+3>0的解集为R,则实数a的取值范围是________.
角度2 在给定区间上恒成立
例4 (2024·湖北荆荆宜三校联考)设函数f(x)=mx2-mx-1,命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,则实数m的取值范围为( )
A. B.(-∞,3]
C. D.(3,+∞)
角度3 给定参数范围的恒成立问题
例5 (2024·杭州调研)若不等式x2+px>4x+p-3,当0≤p≤4时恒成立,则x的取值范围是( )
A.[-1,3] B.(-∞,-1]
C.[3,+∞) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
方法总结 恒成立问题求参数的范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
(2)一元二次不等式在R上恒成立,可用判别式Δ,一元二次不等式在给定区间上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值或分类讨论.
训练3 已知关于x的不等式2x-1>m(x2-1).
(1)是否存在实数m,使不等式对任意x∈R恒成立,并说明理由;
(2)若不等式对于x∈(1,+∞)恒成立,求m的取值范围;
(3)若不等式对于m∈[-2,2]恒成立,求实数x的取值范围.
习题演练
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·重庆诊断)若关于x的不等式x2+px+q<0的解集是{x|-1<x<2},则关于x的不等式>0的解集是( )
A.(-3,-2)∪(4,+∞) B.(-3,2)∪(4,+∞)
C.(-∞,-3)∪(2,4) D.(-∞,-2)∪(3,4)
3.(2024·宝鸡调研)“关于x的不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A.0<a<1 B.a>1
C.0<a< D.0<a<2
4.(2023·鞍山二模)若对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,则m的取值范围是( )
A.(-2,2) B.(2,+∞)
C.(-∞,2) D.(-∞,2]
5.若关于x的不等式x2-4x-a>0在区间(1,5)内有解,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,5) B.(5,+∞)
C.(-4,+∞) D.(-∞,4)
6.(2024·成都诊断)已知不等式组的解集是关于x的不等式x2-3x+a<0的解集的子集,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,0] B.(-∞,0)
C.(-∞,-1] D.(-∞,-2)
7.(多选)已知关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集中有且仅有2个整数,则实数m的值可以是( )
A.4 B.5
C.6 D.7
8.不等式>2的解集为________.
9.(2024·常州调考)已知不等式>2对任意的x∈R恒成立,则实数k的取值范围是____________.
10.已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<5-m恒成立,则实数m的取值范围为________.
11.已知f(x)=-3x2+a(6-a)x+6.
(1)解关于a的不等式f(1)>0;
(2)若不等式f(x)>b的解集为(-1,3),求实数a,b的值.
12.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)若当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若当a∈[4,6]时,f(x)≥0恒成立,求实数x的取值范围.
13.(多选)已知函数f(x)=x2-ax-1,当x∈[0,3]时,|f(x)|≤5恒成立,则实数a的值可以是( )
A.-1 B.0
C.1 D.3
14.解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
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$$2025届高考数学一轮复习讲义
课件——集合与常用逻辑用语、不等式之一元二次方程、不等式
知识梳理
1.一元二次不等式
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.
3
2.三个“二次”间的关系
{x|x>x2,或x<x1}
R
{x|x1<x<x2}
∅
∅
4
3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集
不等式 解集
a<b a=b a>b
(x-a)·(x-b)>0 {x|x<a,或x>b} ___________ __________________
(x-a)·(x-b)<0 {x|a<x<b} ____ _________________
{x|x≠a}
{x|x<b,或x>a}
∅
{x|b<x<a}
5
4.分式不等式与整式不等式
6
常用结论
诊断自测
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
×
√
×
×
(3)错误.当a=0时,其解集为{0},当a<0时,其解集为∅.
(4)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为∅.
2.(必修一P53练习T1改编)不等式-2x2+x≤-3的解集为
__________________________.
解析 由-2x2+x≤-3可得2x2-x-3≥0,
-14
4.一元二次不等式ax2+ax-1<0对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是____________.
(-4,0)
解得-4<a<0.
考点一 一元二次不等式的解法
{x|x>1,或x<-2}
(2)解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a∈R).
解 原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,
②当a=0时,原不等式等价于-x+1<0,
即x>1.
方法总结
对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有:
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
训练1 (1)(2024·潍坊质测)若a∈R,则关于x的不等式4x2-4ax+a2-1<0的解集
为____________________.
解析 原不等式可转化为[2x-(a+1)][2x-(a-1)]<0,
(2)解关于x的不等式x2-ax+1≤0.
解 由题意知,Δ=a2-4,
①当a2-4>0,即a>2或a<-2时,
②若Δ=a2-4=0,则a=±2.
当a=2时,原不等式可化为x2-2x+1≤0,即(x-1)2≤0,所以x=1;
当a=-2时,原不等式可化为x2+2x+1≤0,即(x+1)2≤0,所以x=-1.
③当Δ=a2-4<0,即-2<a<2时,原不等式的解集为∅.
当a=2时,原不等式的解集为{1};
当a=-2时,原不等式的解集为{-1};
当-2<a<2时,原不等式的解集为∅.
考点二 三个“二次”之间的关系
例2 (1)(多选)(2024·苏州质检)已知关于x的不等式a(x-1)(x+3)+2>0的解集是(x1,x2),其中x1<x2,则下列结论中正确的是( )
A.x1+x2+2=0 B.-3<x1<x2<1
C.|x1-x2|>4 D.x1x2+3<0
ACD
解析 由题知a(x-1)(x+3)+2=ax2+2ax-3a+2>0的解集为(x1,x2),
原不等式可化为f(x)=a(x-1)(x+3)>-2的解集为(x1,x2),而f(x)的零点分别为-3,1且f(x)的图象开口向下,
又x1<x2,f(x)的大致图象如图所示,
由图知,x1<-3<1<x2,|x1-x2|>4,
故B错误,C正确.
(2)若关于x的不等式x2-2ax-8a2<0(a>0)的解集为{x|x1<x<x2},且x2-x1=
15,则a的值为________.
解析 由题知x1,x2是一元二次方程x2-2ax-8a2=0(a>0)的实数根,
所以Δ=4a2+32a2=36a2>0,
且x1+x2=2a,x1x2=-8a2.
又因为x2-x1=15,
所以152=(x1+x2)2-4x1x2=4a2+32a2=36a2,
方法总结
1.一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应一元二次不等式解集的端点值.
2.给出一元二次不等式的解集,相当于知道了相应二次函数的开口方向及与x轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数.
训练2 (1)(多选)若不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1,2),则下列选项正确的是( )
A.a<0 B.b<0且c>0
C.a+b+c>0 D.不等式ax2-cx+b<0的解集是R
AB
解析 由题意,不等式ax2-bx+c>0的解集是(-1,2),
可得-1,2是方程ax2-bx+c=0的两个根,且a<0,
则b=a,c=-2a,所以b<0,c>0,B正确;
当x=-1时,a+b+c=0,C不正确;
把b=a,c=-2a代入ax2-cx+b<0,可得ax2+2ax+a<0,
因为a<0,
所以x2+2x+1>0,
即(x+1)2>0,此不等式的解集为{x|x≠-1},D不正确.
ABD
解析 根据题意,函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,
则Δ=a2-4b=0,即a2=4b(b>0).
对于A,a2-b2-4=4b-b2-4=-(b2-4b+4)=-(b-2)2≤0,
即有a2-b2≤4,故A正确;
对于C,由x1,x2为方程x2+ax-b=0的两根,可得x1x2=-b<0,故C错误;
对于D,由x1,x2为方程x2+ax+b-c=0的两根,可得x1+x2=-a,x1x2=b-c,
则|x1-x2|2=(x1+x2)2-4x1x2=a2-4(b-c)=a2-4b+4c=4c=16,
解得c=4,故D正确.
考点三 一元二次不等式恒成立问题
角度1 在实数集R上恒成立
例3 (2023·天津模拟)若不等式(a-2)·x2+4(a-2)x+3>0的解集为R,则实数a的
取值范围是________.
解析 当a-2=0,即a=2时,不等式为3>0恒成立,故a=2符合题意;
当a-2≠0,即a≠2时,
不等式(a-2)x2+4(a-2)x+3>0的解集为R,
D
解析 法一 因为命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,
所以∀x∈[1,3],f(x)>-m+2为真命题,
又f(x)>-m+2,即mx2-mx-1>-m+2,即m(x2-x+1)>3,
当x∈[1,3]时,x2-x+1∈[1,7],
法二 因为命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,
所以∀x∈[1,3],f(x)>-m+2为真命题,
即mx2-mx+m-3>0在x∈[1,3]上恒成立.
当m=0时,-3>0,不符合题意;
设g(x)=mx2-mx+m-3,
解得m>3,
故实数m的取值范围是(3,+∞).
^
角度3 给定参数范围的恒成立问题
例5 (2024·杭州调研)若不等式x2+px>4x+p-3,当0≤p≤4时恒成立,则x的取值范围是( )
A.[-1,3] B.(-∞,-1]
C.[3,+∞) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
D
解析 不等式x2+px>4x+p-3,
可化为(x-1)p+x2-4x+3>0,
由已知可得[(x-1)p+x2-4x+3]min>0(0≤p≤4),
令f(p)=(x-1)p+x2-4x+3(0≤p≤4),
解得x<-1或x>3.
方法总结
恒成立问题求参数的范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
(2)一元二次不等式在R上恒成立,可用判别式Δ,一元二次不等式在给定区间上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值或分类讨论.
训练3 已知关于x的不等式2x-1>m(x2-1).
(1)是否存在实数m,使不等式对任意x∈R恒成立,并说明理由;
解 原不等式等价于mx2-2x+(1-m)<0,
当m=0时,-2x+1<0不恒成立;
当m≠0时,若不等式对于任意实数x恒成立,
则需m<0且Δ=4-4m(1-m)<0,无解,
所以不存在实数m,使不等式恒成立.
(2)若不等式对于x∈(1,+∞)恒成立,求m的取值范围;
所以m≤0.
所以m的取值范围是(-∞,0].
(3)若不等式对于m∈[-2,2]恒成立,求实数x的取值范围.
解 设f(m)=(x2-1)m-(2x-1),
当m∈[-2,2]时,f(m)<0恒成立.
习题演练
1.不等式-x2+3x+10>0的解集为( )
A.(-2,5) B.(-∞,-2)∪(5,+∞)
C.(-5,2) D.(-∞,-5)∪(2,+∞)
A
解析 由-x2+3x+10>0得x2-3x-10<0,
解得-2<x<5.
B
解析 因为关于x的不等式x2+px+q<0的解集是{x|-1<x<2},
所以x2+px+q=0的两根是-1,2,
由根与系数的关系可得p=-1,q=-2,
所以原不等式的解集为(-3,2)∪(4,+∞).
D
解析 不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立,只需Δ=4a2-4a<0,
解得0<a<1,
因为集合{a|0<a<1}是集合{a|0<a<2}的真子集,
所以“关于x的不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立”的一个必要不充分条件是“0<a<2”,故选D.
4.(2023·鞍山二模)若对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,则m的取值范围是( )
A.(-2,2) B.(2,+∞) C.(-∞,2) D.(-∞,2]
C
解析 法一 对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,
法二 设f(x)=x2-mx+1,对任意的x∈(0,+∞),x2-mx+1>0恒成立,
解得0<m<2或m≤0,
所以m<2.
5.若关于x的不等式x2-4x-a>0在区间(1,5)内有解,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,5) B.(5,+∞) C.(-4,+∞) D.(-∞,4)
A
解析 设f(x)=x2-4x-a,则f(x)的图象开口向上,对称轴为直线x=2,
所以要使不等式x2-4x-a>0在区间(1,5)内有解,
只要f(5)>0即可,即25-20-a>0,得a<5,
所以实数a的取值范围为(-∞,5).
A
因为(2,3)是不等式x2-3x+a<0的解集的子集,
7.(多选)已知关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集中有且仅有2个整数,则实数m的值可以是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
AB
解析 画出函数f(x)=x2+5x+m的大致图象,关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集为函数图象在x轴下方的部分对应的点的横坐标 x的集合,
{x|1<x<4}
即(x-1)(x-4)<0,
解得1<x<4,
∴原不等式的解集为{x|1<x<4}.
[2,10)
所以原不等式等价于kx2+kx+6>2x2+2x+4,
即(k-2)x2+(k-2)x+2>0恒成立.
当k=2时,2>0,显然成立;
解得2<k<10.
综上所述,实数k的取值范围是[2,10).
10.已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<5-m恒成立,则实数m
的取值范围为_____________.
解析 要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,
当m>0时,g(x)在[1,3]上单调递增,
所以g(x)max=g(3),即7m-6<0,
当m=0时,-6<0恒成立;
当m<0时,g(x)在[1,3]上单调递减,
所以g(x)max=g(1),
即m-6<0,
所以m<6,
所以m<0.
又因为m(x2-x+1)-6<0在x∈[1,3]上恒成立,
11.已知f(x)=-3x2+a(6-a)x+6.
(1)解关于a的不等式f(1)>0;
解 由题意知f(1)=-3+a(6-a)+6=-a2+6a+3>0,
即a2-6a-3<0,
(2)若不等式f(x)>b的解集为(-1,3),求实数a,b的值.
解 ∵f(x)>b的解集为(-1,3),
∴方程-3x2+a(6-a)x+6-b=0的两根为-1,3,
12.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)若当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
解 ∵当x∈R时,x2+ax+3-a≥0恒成立,
需Δ=a2-4(3-a)≤0,
即a2+4a-12≤0,
解得-6≤a≤2,
∴实数a的取值范围是[-6,2].
(2)若当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
解 由题意可转化为x2+ax+3-a≥0
在x∈[-2,2]上恒成立,
令g(x)=x2+ax+3-a,
解①得-6≤a≤2,解②得a∈∅,
解③得-7≤a<-6.
综上可得,满足条件的实数a的取值范围是[-7,2].
(3)若当a∈[4,6]时,f(x)≥0恒成立,求实数x的取值范围.
解 令h(a)=xa+x2+3,
当a∈[4,6]时,h(a)≥0恒成立,
13.(多选)已知函数f(x)=x2-ax-1,当x∈[0,3]时,|f(x)|≤5恒成立,则实数a的值可以是( )
A.-1 B.0 C.1 D.3
CD
解析 ∵|f(x)|≤5⇔-5≤x2-ax-1≤5,
①当x=0时,a∈R;
∴1≤a≤4.
综上,1≤a≤4.
14.解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
解 原不等式可化为ax2+(a-2)x-2≥0.
①当a=0时,原不等式可化为x+1≤0,
解得x≤-1.
②当a>0时,
综上所述,当a=0时,不等式的解集为{x|x≤-1};
当a=-2时,不等式的解集为{-1};
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
有两相异实根x1,x2 (x1<x2)
有两相等实根x1=x2=-eq \f(b,2a)
没有实数根
ax2+bx+c>0 (a>0)的解集
ax2+bx+c<0 (a>0)的解集
(1)eq \f(f(x),g(x))>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).
(2)eq \f(f(x),g(x))≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|<a(a>0)的解集为
(-a,a).
记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.
2.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.
3.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.
(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=b=0,,c>0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a>0,,Δ<0.))
(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=b=0,,c<0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a<0,,Δ<0.))
(1)eq \f(x-a,x-b)≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.( )
(2)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( )
(3)不等式x2≤a的解集为[-eq \r(a),eq \r(a)].( )
(4)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为R.( )
解析 (1)错误.eq \f(x-a,x-b)≥0等价于(x-a)(x-b)≥0且x≠b.
(-∞,-1]∪
即(2x-3)(x+1)≥0,得x≤-1或x≥eq \f(3,2),
故不等式的解集为(-∞,-1]∪eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞)).
3.若关于x的不等式ax2+bx+2>0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-\f(1,2)<x<\f(1,3))),则a+b=________.
解析 依题意知
解得故a+b=-14.
解析 依题意知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a<0,,Δ<0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a<0,,a2+4a<0,))
所以不等式eq \f(x-1,x+2)>0的解集为{x|x>1,或x<-2}.
例1 (1)(2024·北京海淀区模拟)不等式eq \f(x-1,x+2)>0的解集为________________.
解析 不等式eq \f(x-1,x+2)>0等价于(x-1)(x+2)>0,
解得x>1或x<-2,
当0<a<1时,解得1<x<.
①当a>0时,原不等式可化为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,a)))(x-1)<0,
所以当a>1时,解得<x<1;
当a=1时,解集为∅;
当a>1时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,a)<x<1)),
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eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x<\f(1,a),或x>1)).
③当a<0时,eq \f(1,a)<1,原不等式可化为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,a)))(x-1)>0,
解得x>1或x<.
综上,当0<a<1时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|1<x<\f(1,a))),
当a=1时,不等式的解集为∅,
因为>,
所以不等式的解为<x<.
方程x2-ax+1=0的两根为x=eq \f(a±\r(a2-4),2),
所以解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(a-\r(a2-4),2)≤x≤\f(a+\r(a2-4),2))).
综上,当a>2或a<-2时,原不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(a-\r(a2-4),2)≤x≤\f(a+\r(a2-4),2)));
故A,D正确;
所以a<0,且
所以x1+x2+2=0,x1x2+3=<0,
又a>0,解得a=.
所以A正确;
(2)(多选)(2024·长治质检)已知函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,则( )
A.a2-b2≤4
B.a2+eq \f(1,b)≥4
C.若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2>0
D.若不等式x2+ax+b<c的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,则c=4
对于B,a2+eq \f(1,b)=4b+eq \f(1,b)≥2eq \r(4b·\f(1,b))=4,
当且仅当4b=eq \f(1,b),即b=eq \f(1,2)时等号成立,故B正确;
解得2<a<eq \f(11,4).综上可得,实数a的取值范围是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,\f(11,4))).
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a-2>0,,Δ=[4(a-2)]2-4(a-2)×3<0,))
此时eq \f(3,x2-x+1)有最大值3,所以m>3,故实数m的取值范围是(3,+∞).
角度2 在给定区间上恒成立
例4 (2024·湖北荆荆宜三校联考)设函数f(x)=mx2-mx-1,命题“∃x∈[1,3],f(x)≤-m+2”是假命题,则实数m的取值范围为( )
A.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(3,7)))
B.(-∞,3]
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,7),+∞))
D.(3,+∞)
所以m>eq \f(3,x2-x+1)在x∈[1,3]上恒成立,所以m>eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,x2-x+1)))eq \s\do7(max),x∈[1,3],
当x=1时,x2-x+1有最小值1,
因为g(x)图象的对称轴方程为x=,
所以只需eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m>0,,g(1)>0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m<0,,g(3)>0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m>0,,m-m+m-3>0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m<0,,9m-3m+m-3>0,))
可得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(0)=x2-4x+3>0,,f(4)=4(x-1)+x2-4x+3>0,))
设g(t)=t-+2,t∈(1,+∞),
显然g(t)在(1,+∞)上单调递增.
当t→+∞时,t-eq \f(3,t)+2→+∞,eq \f(4,t-\f(3,t)+2)→0,
解 因为x>1,所以m<.
设2x-1=t(t>1),x2-1=,
所以m<=.
所以x的取值范围是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(-1+\r(7),2)<x<\f(1+\r(3),2))).
当且仅当eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(2)<0,,f(-2)<0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x2-2x-1<0, ①,-2x2-2x+3<0. ②))
由①得<x<.
由②得x<eq \f(-1-\r(7),2)或x>eq \f(-1+\r(7),2).取交集,得eq \f(-1+\r(7),2)<x<eq \f(1+\r(3),2).
2.(2024·重庆诊断)若关于x的不等式x2+px+q<0的解集是{x|-1<x<2},则关于x的不等式eq \f(x2+px-12,x+q)>0的解集是( )
A.(-3,-2)∪(4,+∞)
B.(-3,2)∪(4,+∞)
C.(-∞,-3)∪(2,4)
D.(-∞,-2)∪(3,4)
所以eq \f(x2+px-12,x+q)>0可转化为eq \f((x-4)(x+3),x-2)>0,解得-3<x<2或x>4.
3.(2024·宝鸡调研)“关于x的不等式x2-2ax+a>0对∀x∈R恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A.0<a<1
B.a>1
C.0<a<eq \f(1,2)
D.0<a<2
当x>0时,x+≥2=2,
当且仅当x=,即x=1时取等号,
所以=2,则m<2.
即m<x+在x∈(0,+∞)上恒成立,
即m<,x∈(0,+∞).
则满足或
解得a≤0.
6.(2024·成都诊断)已知不等式组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2-4x+3<0,,x2-6x+8<0))的解集是关于x的不等式x2-3x+a<0的解集的子集,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,0]
B.(-∞,0)
C.(-∞,-1]
D.(-∞,-2)
解析 由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2-4x+3<0,,x2-6x+8<0,))解得x∈(2,3),
故f(x)=x2-3x+a要满足eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(2)≤0,,f(3)≤0,))
解得4≤m<6.
由函数f(x)=x2+5x+m的图象的对称轴为x=-eq \f(5,2),
所以为使得不等式的解集中有且仅有2个整数,必须且只需使得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(-2)=4-10+m<0,,f(-1)=1-5+m≥0,))
8.不等式eq \f(x+2,x-1)>2的解集为________________.
解析 原不等式可化为-2>0,
即eq \f((x+2)-2(x-1),x-1)>0,即eq \f(4-x,x-1)>0,
9.(2024·常州调考)已知不等式eq \f(kx2+kx+6,x2+x+2)>2对任意的x∈R恒成立,则实数k的取值范围是____________.
解析 因为x2+x+2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(7,4)>0,
当k≠2时,k满足不等式组eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k-2>0,,Δ=(k-2)2-4×2(k-2)<0,))
所以m<,所以0<m<;
即meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(3,4)m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.有以下两种方法:
法一 令g(x)=meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(3,4)m-6,x∈[1,3].
综上所述,m的取值范围是.
因为函数y=eq \f(6,x2-x+1)=eq \f(6,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))\s\up12(2)+\f(3,4))在[1,3]上的最小值为eq \f(6,7),所以只需m<eq \f(6,7)即可.
所以m的取值范围是.
法二 因为x2-x+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(3,4)>0,
所以m<eq \f(6,x2-x+1)在x∈[1,3]上恒成立.
令y=,
解得3-2<a<3+2.
所以不等式的解集为{a|3-2eq \r(3)<a<3+2eq \r(3)}.
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((-1)+3=\f(a(6-a),3),,(-1)×3=-\f(6-b,3),))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=3±\r(3),,b=-3.))
故a的值为3±,b的值为-3.
则有①Δ≤0或②eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δ>0,,-\f(a,2)<-2,,g(-2)=7-3a≥0))或③eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Δ>0,,-\f(a,2)>2,,g(2)=7+a≥0,))
只需eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(h(4)≥0,,h(6)≥0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+4x+3≥0,,x2+6x+3≥0,))
解得x≤-3-或x≥-3+.
∴实数x的取值范围是(-∞,-3-eq \r(6)]∪[-3+eq \r(6),+∞).
②当x≠0时,由-5≤x2-ax-1≤5,得x-eq \f(6,x)≤a≤x+eq \f(4,x),
当x∈(0,3]时,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(4,x)))
eq \s\do7(min)=2+eq \f(4,2)=4,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(6,x)))
eq \s\do7(max)=3-2=1,
当eq \f(2,a)>-1,即a<-2时,解得-1≤x≤eq \f(2,a);
原不等式可化为(x+1)≥0,
解得x≥或x≤-1.
③当a<0时,原不等式化为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(2,a)))(x+1)≤0.
当-2<a<0时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(2,a)≤x≤-1));
当a<-2时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|-1≤x≤\f(2,a))).
当eq \f(2,a)=-1,即a=-2时,解得x=-1;
当eq \f(2,a)<-1,即-2<a<0时,解得eq \f(2,a)≤x≤-1.
当a>0时,不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x≥\f(2,a),或x≤-1));
$$