内容正文:
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专题05 一元二次不等式及其应用(精讲)
题型目录一览
①不含参数的一元二次不等式的解法
②含参数的一元二次不等式的解法
③一元二次不等式恒成立问题
④分式不等式与绝对值不等式的解法
一、知识点梳理
1.一元二次不等式
一元二次不等式,其中,是方程的两个根,且
(1)当时,二次函数图象开口向上.
(2)①若,解集为.
②若,解集为.
③若,解集为.
(2) 当时,二次函数图象开口向下.
①若,解集为
②若,解集为
2.分式不等式
(1)
(2)
(3)
(4)
3.绝对值不等式
(1)
(2);
;
(3)含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分段法和图象法求解
【常用结论】
1.已知关于的不等式的解集为(其中),解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为,即关于的不等式的解集为.
已知关于的不等式的解集为,解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为即关于的不等式的解集为.
2.已知关于的不等式的解集为(其中),解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为即关于的不等式的解集为.
3.已知关于的不等式的解集为,解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为即关于的不等式的解集为,以此类推.
4.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足;
5.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足;
6.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足;
7.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足.
二、题型分类精讲
题型一 不含参数的一元二次不等式的解法
策略方法 解一元二次不等式的四个步骤
【典例1】(23-24高一上·重庆北碚·期末)设函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(23-24高一上·重庆永川·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)求在上的解析式;
(2)解不等式.
【题型训练】
一、单选题
1.(23-24高一上·浙江湖州·期末)已知函数,则使成立的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一上·山东临沂·期末)“”是“函数在上单调递增”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
3.(23-24高一上·湖北武汉·期末)设集合,则( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高一上·广东汕头·期末)已知集合,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(23-24高一上·山东临沂·期末)已知关于x的一元二次不等式的解集为或,则( )
A.且
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
6.(23-24高一上·湖南长沙·期末)已知关于的不等式的解集为,或,则( )
A.
B.不等式的解集是
C.
D.不等式的解集是,或
三、解答题
7.(23-24高一上·福建福州·期末)已知函数.
(1)求的最小值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
题型二 含参数的一元二次不等式的解法
策略方法 解含参不等式的分类讨论依据
【典例3】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知,若关于的不等式只有一个整数解,则的可能取值有( )
A. B.1 C.2 D.3
【典例4】(23-24高一上·河北石家庄·期末)已知函数.
(1)若,求关于x的不等式的解集;
(2)若,且方程有两个不相等的负根,求实数b的取值范围.
【题型训练】
一、单选题
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.
2.(23-24高一上·湖北恩施·期末)已知关于的不等式恰有三个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高一上·黑龙江大庆·期末)关于的不等式的解集是,且,则实数的取值范围( )
A. B.
C. D.
4.(2023·全国·模拟预测)定义:若集合满足,存在且,且存在且,则称集合为嵌套集合.已知集合且,,若集合为嵌套集合,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、填空题
5.(23-24高一上·湖北武汉·期末)若关于的不等式有且仅有两个整数解,则实数的取值范围是 .
6.(2022高三·全国·专题练习)若关于的不等式的解集中恰有个正整数,则实数的取值范围为
三、解答题
7.(23-24高一上·湖北·期中)已知集合.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
8.(23-24高一上·天津·期末)函数,
(1)若的解集是或,求实数,的值;
(2)当时,若,求实数的值;
(3),若,求的解集.
9.(23-24高一上·安徽淮南·期末)(1)已知,若对任意,都有,求的最小值;
(2)解关于x的不等式.
10.(23-24高一上·江苏无锡·期末)已知函数,.
(1)若在区间上最大值为2,求实数的值;
(2)当时,求不等式的解集.
题型三 一元二次不等式恒成为问题
【典例5】若不等式对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例6】(23-24高一上·湖南永州·期末)若函数在定义域内存在实数使得,其中,则称函数为定义域上的“阶局部奇函数”,对于任意的实数,函数恒为上的“阶局部奇函数”,则的取值集合是 .
【题型训练】
一、单选题
1.(23-24高一上·安徽安庆·期末)“关于的不等式对上恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A. B.
C. D.
2.若两个正实数x,y满足,且存在这样的x,y使不等式有解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
3.(23-24高一上·重庆·期末)函数的定义域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一上·湖南株洲·期末)函数的定义域为全体实数,则( )
A. B. C. D.
5.(23-24高一上·河南南阳·期末)已知函数,若,,则实数的最大值为( )
A. B. C.2 D.
二、填空题
6.(23-24高一上·贵州毕节·期末)命题,若是假命题,则实数的取值范围是 .
7.(23-24高一上·贵州贵阳·期末)已知函数,若,则该函数的零点为 .若对,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
8.(23-24高一上·上海青浦·期末)若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
三、解答题
9.(23-24高一上·陕西西安·期末)已知幂函数为偶函数,.
(1)求的解析式;
(2)若对于恒成立,求的取值范围.
10.(23-24高一上·安徽安庆·期末)设定义域为的奇函数,(其中为实数).
(1)求的值;
(2)是否存在实数和,使不等式成立?若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
题型四 分式不等式与绝对值不等式的解法
策略方法 绝对值不等式和分式不等式解法
1.分式不等式化为二次或高次不等式处理.
2.根式不等式绝对值不等式分类讨论或用几何意义或者平方处理.
【典例7】(23-24高一上·上海·阶段练习)设全集为,集合,集合
(1)若,求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
【典例8】(23-24高一上·山东青岛·期中)已知函数(且)的图象过点.
(1)求的值及的定义域;
(2)判断的奇偶性,并说明理由.
【题型训练】
一、单选题
1.(23-24高一上·辽宁·期末)若关于的不等式的解集为,则不等式的解集为( ).
A. B. C. D.
2.(2023·河南·模拟预测)已知正数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.(23-24高一上·广东深圳·期末)已知当时,函数的图象恒过定点,其中为常数,则不等式的解集为 .
4.(23-24高一上·湖南湘西·期末)不等式的解集为 .
三、解答题
5.(23-24高一上·山东滨州·期末)已知集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
6.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
7.(23-24高一上·湖南长沙·期末)设全集,集合,.
(1)求;
(2)已知集合,若,求a的取值范围.
8.(23-24高一上·江苏镇江·期末)已知集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
9.(23-24高一上·吉林长春·期末)已知.
(1)当时,解不等式;
(2)若关于x的方程在区间内恰有一个实数解,求实数a的取值范围.
10.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设全集为,集合,集合
(1)若,求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
11.(23-24高一上·山东青岛·阶段练习)已知集合.
(1)当时,求;
(2)设命题,命题,若是成立的必要不充分条件,求实数的取值范围.
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明天成功的您定会感谢今天辛苦奋斗的自己!
专题05 一元二次不等式及其应用(精讲)
题型目录一览
①不含参数的一元二次不等式的解法
②含参数的一元二次不等式的解法
③一元二次不等式恒成立问题
④分式不等式与绝对值不等式的解法
一、知识点梳理
1.一元二次不等式
一元二次不等式,其中,是方程的两个根,且
(1)当时,二次函数图象开口向上.
(2)①若,解集为.
②若,解集为.
③若,解集为.
(2) 当时,二次函数图象开口向下.
①若,解集为
②若,解集为
2.分式不等式
(1)
(2)
(3)
(4)
3.绝对值不等式
(1)
(2);
;
(3)含有两个或两个以上绝对值符号的不等式,可用零点分段法和图象法求解
【常用结论】
1.已知关于的不等式的解集为(其中),解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为,即关于的不等式的解集为.
已知关于的不等式的解集为,解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为即关于的不等式的解集为.
2.已知关于的不等式的解集为(其中),解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为即关于的不等式的解集为.
3.已知关于的不等式的解集为,解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为即关于的不等式的解集为,以此类推.
4.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足;
5.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足;
6.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足;
7.已知关于的一元二次不等式的解集为,则一定满足.
二、题型分类精讲
题型一 不含参数的一元二次不等式的解法
策略方法 解一元二次不等式的四个步骤
【典例1】(23-24高一上·重庆北碚·期末)设函数,若,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】令,先分段讨论求得,再分段讨论求得,从而得解.
【详解】因为,
令,则可化为,
当时,,即,解得(负值舍去),即,
当时,,即,
而,故上述不等式无解;
综上,,
若,则,解得(负值舍去);
若,则,解得(舍去);
综上:.
故选:A.
【典例2】(23-24高一上·重庆永川·期中)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,.
(1)求在上的解析式;
(2)解不等式.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由题意根据奇函数的定义以及当时,,可以求出当时的表达式,从而即可进一步求解.
(2)首先根据时,单调递增,从而得到在上是单调增函数,再结合奇函数性质即可将表达式等价转换,解一元二次不等式即可得解.
【详解】(1)设,则,当时,,
因为,所以,即,
又,所以,
所以;
(2)时,单调递增,则在上是单调增函数,
不等式可化为,
所以,解得或.
所以不等式的解集为或.
【题型训练】
一、单选题
1.(23-24高一上·浙江湖州·期末)已知函数,则使成立的实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
首先判断函数的单调性,再根据函数的单调性转化不等式,再求解不等式.
【详解】函数单调递增,函数单调递减,所以函数单调递增,
所以,
即,,得,
解得:
所以不等式的解集为.
故选:C
2.(23-24高一上·山东临沂·期末)“”是“函数在上单调递增”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】利用对数函数的定义及复合函数的单调性结合充分、必要条件的定义判定选项即可.
【详解】由题意易知或,
且开口向上,且对称轴为,
结合复合函数的单调性知在上单调递增,
所以当时不能得出在上单调递增,即不满足充分性;
而函数在上单调递增可知,
显然成立,满足必要性.
故选:B
3.(23-24高一上·湖北武汉·期末)设集合,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出集合,,再结合交集的定义,即可求解.
【详解】因为,所以,解得,
因为,所以,解得,
所以,,
故.
故选:D.
4.(23-24高一上·广东汕头·期末)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】化简集合B,根据交集运算求解.
【详解】由,,
所以.
故选:B
二、多选题
5.(23-24高一上·山东临沂·期末)已知关于x的一元二次不等式的解集为或,则( )
A.且
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
【答案】AC
【分析】根据一元二次不等式解集与方程的根的对应关系可得,即A正确,B错误,再代入解不等式可判断C正确,D错误.
【详解】依题意可得方程的两根分别为或,且;
由韦达定理可得,即;
对于A,由可得,即A正确;
对于B,易知,即B错误;
对于C,不等式即为,同时除以即可得,
所以不等式的解集为,即C正确;
对于D,不等式即为,也即;
所以,解得或,
即不等式的解集为或,可得D错误.
故选:AC
6.(23-24高一上·湖南长沙·期末)已知关于的不等式的解集为,或,则( )
A.
B.不等式的解集是
C.
D.不等式的解集是,或
【答案】AD
【分析】根据一元二次不等式的解集可确定,可判断A;结合根与系数关系可得的关系式,由此化简B,C,D选项中的不等式或进而求解,即可判断其正误,即得答案.
【详解】由关于的不等式解集为或,
知-3和2是方程的两个实根,且,故A正确;
根据根与系数的关系知:,
,
选项B:不等式化简为,解得:,
即不等式的解集是,故B不正确;
选项C:由于,故,故C不正确;
选项D:不等式化简为:,
解得:或,故D正确;
故选:AD.
三、解答题
7.(23-24高一上·福建福州·期末)已知函数.
(1)求的最小值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)7
(2)
【分析】(1)根据条件,利用基本不等式即可求出结果;
(2)利用(1)中结果,将问题转化成求解不等式,即可解决问题.
【详解】(1),
因为,所以,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为7.
(2)由(1)知函数的最小值为7,
因为恒成立,所以,解得,
所以的取值范围是.
题型二 含参数的一元二次不等式的解法
策略方法 解含参不等式的分类讨论依据
【典例3】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知,若关于的不等式只有一个整数解,则的可能取值有( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】AD
【分析】分类讨论k的取值范围,结合不等式只有一个整数解,确定k的取值,即得答案.
【详解】关于的不等式即,
即,
当时,即,解集为空集,不合题意;
当时,的解满足,
要使得关于的不等式只有一个整数解,需,
由于,故;
当时,的解满足,
要使得关于的不等式只有一个整数解,需,
由于,故,
综合得的可能取值,
故选:AD
【典例4】(23-24高一上·河北石家庄·期末)已知函数.
(1)若,求关于x的不等式的解集;
(2)若,且方程有两个不相等的负根,求实数b的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)由,得,分类讨论的情况,从而可求解.
(2)由,即,然后由,即有两个不相等的负根,再利用根的分布可得,从而可求解.
【详解】(1)当时,,
令,得或,
当时,即,此时,所以的解集为;
当时,即,此时,解得或,所以解集为;
当,即,此时,解得或,所以解集为;
综上所述:当时,不等式解集为;
当时,不等式解集为;
当时,不等式解集为.
(2)由,即,得,
由,即,即有两个不相等的负根,
则,解得.
故的取值为.
【题型训练】
一、单选题
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.
2.(23-24高一上·湖北恩施·期末)已知关于的不等式恰有三个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】化不等式为,分,和三种情况讨论,求得不等式的解集,结合题意即可求解.
【详解】不等式,可化为,
当时,不等式的解集为空集,不合题意;
当时,不等式的解集为,
要使不等式恰有三个整数解,则,
当时,不等式的解集为,
要使不等式恰有三个整数解,则,
综上可得,实数的取值范围是.
故选:D
3.(23-24高一上·黑龙江大庆·期末)关于的不等式的解集是,且,则实数的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出,,再根据,即可求出.
【详解】关于的不等式的解集是,
∴是方程的两个根,
∴即,
∴或,
∴,,
∵,
∴,
即,
即,
解得,
综上所述,或,
故选:D.
4.(2023·全国·模拟预测)定义:若集合满足,存在且,且存在且,则称集合为嵌套集合.已知集合且,,若集合为嵌套集合,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】作出函数的图象,结合函数图象即可求出集合,分类讨论求出集合,再根据嵌套集合的定义即可得解.
【详解】因为,所有,
由,得,
如图,作出函数的图象,
由图可知,不等式的解集为,
所以且,
由,得,
当,即时,则,不符题意;
当,即时,则,
由,得,
根据嵌套集合得定义可得,解得;
当,即时,则,
由,得,
根据嵌套集合得定义可得,无解,
综上所述,实数的取值范围为.
故选:A.
二、填空题
5.(23-24高一上·湖北武汉·期末)若关于的不等式有且仅有两个整数解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】分、、三种情况讨论,当时得到,即可求出的取值范围.
【详解】①当时,解得,不符合题意;
故,关于的不等式,即,
②当时,不等式即,解得或,
即它的解集为,不满足题意;
③当时,不等式即,
由于,当且仅当时取等号,故它的解集为,,
由题意,即,解得或,
则实数的取值范围为.
故答案为:
6.(2022高三·全国·专题练习)若关于的不等式的解集中恰有个正整数,则实数的取值范围为
【答案】
【分析】问题等价于不等式的解集中恰有个正整数,得出,且这三个正整数为,由此可求得答案.
【详解】解:因为不等式的解集中恰有个正整数,
即不等式的解集中恰有个正整数,所以,所以不等式的解集为,
所以这三个正整数为,所以,
故答案为:.
三、解答题
7.(23-24高一上·湖北·期中)已知集合.
(1)若,求;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)解一元二次不等式求解集合Q,然后利用集合的运算求解即可;
(2)将充分不必要条件转化为集合之间的包含关系即可.
【详解】(1)因为当时,,,
又因为解不等式,得,即,
所以;
(2)因为“”是“”的充分不必要条件,即,
①当时,,解得,满足条件;
②当时,
(等号不同时成立),解得:,
综上,a 的取值范围为.
8.(23-24高一上·天津·期末)函数,
(1)若的解集是或,求实数,的值;
(2)当时,若,求实数的值;
(3),若,求的解集.
【答案】(1),
(2)
(3)答案见解析
【分析】(1)根据三个二次的关系可求参数的值.
(2)先求出,再根据代数式恒相等可求的值.
(3)原不等式即为,就不同情形分类讨论后可得不等式的解.
【详解】(1)不等式的解集为或,
,且的两根为,,
,,,.
(2),
得,.
(3),,
即,
(1)当时,
(2)当时,则,
①当时,;
②当时,若,即时,或 ,
若,即时, ;
若,即时,或 ;
综上所述:当时,不等式的解集为或;
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;
当时,不等式的解集为.
9.(23-24高一上·安徽淮南·期末)(1)已知,若对任意,都有,求的最小值;
(2)解关于x的不等式.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)恒成立,转化为,利用基本不等式求,可得,结合,即可得到的最小值;
(2)不等式可化为,讨论二次项系数,,,再讨论方程的两根的大小关系,即可得到结论.
【详解】(1)因为对任意,都有,
所以只需要,
又因为,
当且仅当即时等号成立,
所以,
又因为,,
所以,
所以,解得或(舍)
当且仅当时等号成立,所以的最小值为.
(2)不等式可化为
当时,,方程的两根分别为,且,不等式的解集为;
当时,不等式可化为,不等式的解集为;
当时,,方程的两根分别为,且,不等式的解集为或;
当时,不等式可化为,不等式的解集为;
当时,,方程的两根分别为,且,不等式的解集为或;
综上所述,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
10.(23-24高一上·江苏无锡·期末)已知函数,.
(1)若在区间上最大值为2,求实数的值;
(2)当时,求不等式的解集.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)求出二次函数图象的对称轴,再利用二次函数性质求解即得.
(2)分类讨论求解含参数的一元二次不等式即得.
【详解】(1)函数图象的对称轴为,
当,即时,,解得,则;
当,即时,,解得,矛盾,
所以.
(2)显然,而,
因此不等式为,
当,即时,不等式解集为;
当,即时,不等式解集为;
当,即时,不等式解集为,
所以当时,不等式解集为;当时,不等式解集为;当时,不等式解集为.
题型三 一元二次不等式恒成为问题
【典例5】若不等式对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分类讨论,结合不等式对任意实数x均成立,利用分类讨论,即可求出实数a的取值范围.
【详解】时,不等式可化为,对任意实数x均成立,满足题意;
时,不等式对任意实数x均成立,
等价于,
∴.
综上,实数a的取值范围是.
故选:A.
【典例6】(23-24高一上·湖南永州·期末)若函数在定义域内存在实数使得,其中,则称函数为定义域上的“阶局部奇函数”,对于任意的实数,函数恒为上的“阶局部奇函数”,则的取值集合是 .
【答案】
【分析】由题意,建立方程,利用分类讨论思想,结合一元二次方程有解问题,可得答案.
【详解】由题意得,函数恒为上的“阶局部奇函数”,
即在上有解,则有,
即有解,
当时,,满足题意;
当时,对于任意的实数,,
变形可得,解可得:,
由,故.
故答案为:.
【题型训练】
一、单选题
1.(23-24高一上·安徽安庆·期末)“关于的不等式对上恒成立”的一个必要不充分条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分、两种情况讨论,在时,直接验证即可;在时,根据题意可得出关于实数的不等式组,综合可得出实数的取值范围,再根据必要不充分条件求解.
【详解】当时,则有,解得,不合题意;
当时,则,解得.
综上所述,关于的不等式对上恒成立”的充要条件为,
所以一个必要不充分条件是.
故选:A.
2.若两个正实数x,y满足,且存在这样的x,y使不等式有解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】利用基本不等式“1”的代换求左侧最小值,根据不等式有解得到,解一元二次不等式求范围即可.
【详解】由题设,则,
当且仅当,即时等号成立,
要使不等式有解,则,
所以或.
故选:C
3.(23-24高一上·重庆·期末)函数的定义域为,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意得恒有成立,结合二次不等式恒成立性质对进行分类讨论进行求解即可.
【详解】由题意得恒成立,当时, 恒成立,满足题意;
当时, ,解得,综上.
故选:C.
4.(23-24高一上·湖南株洲·期末)函数的定义域为全体实数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题知,时,恒成立,讨论和两种情况,列出条件,解出即可.
【详解】因为函数的定义域为全体实数,
则时,恒成立,
当时,不等式为,恒成立,符合题意;
当时,则,
解得,
综上知,,
故选:C.
5.(23-24高一上·河南南阳·期末)已知函数,若,,则实数的最大值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】令,根据单调性可求出的取值范围,将转化成在上恒成立,结合基本不等式即可求解.
【详解】因为在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递增,所以,
令,
因为恒成立,所以恒成立,亦即恒成立,
又,当且仅当时,等号成立,
故,所以.
故选:B
二、填空题
6.(23-24高一上·贵州毕节·期末)命题,若是假命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】由题意确定为真命题,则只需,设,根据二次函数的性质求得在上的最大值,即可求得答案.
【详解】若是假命题,则为真命题,故,
只需,
设,则在上单调递减,
在上单调递增,其中,
故,所以,即实数的取值范围是,
故答案为:
7.(23-24高一上·贵州贵阳·期末)已知函数,若,则该函数的零点为 .若对,不等式恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】 /0.75
【分析】当时,解方程求出零点;,,令,分,和三种情况,结合函数特征得到不等式,求出实数的取值范围.
【详解】时,,令,
解得或(舍去),
,,即,
令,
当时,满足要求,
当时,开口向下,要想成立,
则,解得或(舍去),
当时,开口向上,要想成立,
则要,解得,故,
综上,实数的取值范围为.
故答案为:;
8.(23-24高一上·上海青浦·期末)若对任意的,不等式恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】由题意可得对任意的恒成立,故只需,结合基本不等式求解即可,注意取等条件.
【详解】由题意对任意的恒成立,
即对任意的恒成立,故只需,
而由基本不等式可得,等号成立当且仅当,
所以,即实数的取值范围是.
故答案为:.
三、解答题
9.(23-24高一上·陕西西安·期末)已知幂函数为偶函数,.
(1)求的解析式;
(2)若对于恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)首先根据幂函数定义得到或,再根据为偶函数判断即可.
(2)将题意转化为对于恒成立,再利用基本不等式即可得解.
【详解】(1)因为幂函数为偶函数,
所以,解得或,
当时,,定义域为R,,
所以为偶函数,符合条件;
当时,,定义域为R,,
所以为奇函数,舍去;
所以.
(2)因为,
所以对于恒成立,即对于恒成立,
等价于对于恒成立,
因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以,故,则.
10.(23-24高一上·安徽安庆·期末)设定义域为的奇函数,(其中为实数).
(1)求的值;
(2)是否存在实数和,使不等式成立?若存在,求出实数的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在;
【分析】(1)由是定义在的奇函数,利用,即可求出的值,再利用定义验证.
(2)先证明函数单调性脱去不等式中的,转化为不等式恒成立问题,通过分离参数转化为函数最值问题求解.
【详解】(1)由是定义在的奇函数,则有,得,把代入函数得,
而,所以符合题意.
(2),因为函数且在单调递增,
所以在上单调递减,从而在上单调递减.
因为在上单调递减. 所以
设函数,要想满足题意,只需大于在上的最小值或者小于在上的最大值即可,
由双勾函数的性质可知在递减,在递增,在上递减,
所以在上的最小值为,在上的最大值为.
所以存在.
题型四 分式不等式与绝对值不等式的解法
策略方法 绝对值不等式和分式不等式解法
1.分式不等式化为二次或高次不等式处理.
2.根式不等式绝对值不等式分类讨论或用几何意义或者平方处理.
【典例7】(23-24高一上·上海·阶段练习)设全集为,集合,集合
(1)若,求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)分别求解出分式不等式、绝对值不等式的解集为集合,再根据交集运算求解出;
(2)先表示出集合,然后根据列出关于的不等式组,由此求解出结果.
【详解】(1)因为,所以,
所以,解得,所以,
又因为,所以,所以,所以,
所以;
(2)因为,所以,所以,
又因为,且即,
所以,所以,
所以实数的取值范围是.
【典例8】(23-24高一上·山东青岛·期中)已知函数(且)的图象过点.
(1)求的值及的定义域;
(2)判断的奇偶性,并说明理由.
【答案】(1),
(2)奇函数
【分析】(1)代点求值,对数真数大于0求定义域.
(2)一求定义域是否关于原点对称,二找的关系.
【详解】(1)已知函数(且)的图象过点,
∴,即.
又,即,
解得.
∴的定义域为.
(2)为奇函数,理由如下:
由(1)知:,
的定义域为,定义域关于原点对称,
又,即,
∴为奇函数.
【题型训练】
一、单选题
1.(23-24高一上·辽宁·期末)若关于的不等式的解集为,则不等式的解集为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据关于x的不等式的解集是,利用韦达定理可得,将不等式等价转化为,进而求解.
【详解】因为关于的不等式的解集为,
所以的两根是或2,由韦达定理可得:,
所以可转化为,解得或.
所以原不等式的解集为,
故选:B.
2.(2023·河南·模拟预测)已知正数满足,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由,可得,进而可得,即,再根据“1”的整体代换求出的最小值,进而可求出答案.
【详解】因为,所以,
又,所以,所以,
所以,
又,当且仅当时等号成立,
所以,解得.
故选:A.
二、填空题
3.(23-24高一上·广东深圳·期末)已知当时,函数的图象恒过定点,其中为常数,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】先根据函数过定点求出;再根据分式不等式的解法即可求解.
【详解】因为函数的图象恒过定点,
所以.
则不等式为,等价于,
解得:.
所以不等式的解集为.
故答案为:
4.(23-24高一上·湖南湘西·期末)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由所给分式不等式,根据分子非负可转化为不等式组,利用对数函数的单调性求解即可.
【详解】由可得,
即,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:
三、解答题
5.(23-24高一上·山东滨州·期末)已知集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,求出集合、,利用交集的定义可求得集合;
(2)由题意可得,分、两种情况讨论,根据题意可得出关于实数的不等式(组),综合可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:当时,,
由可得,解得,则,
因此,.
(2)解:因为,所以.
当时,,得,满足题意;
当时,则,解得,
综上所述,的取值范围是.
6.(23-24高一上·江苏南京·期末)已知集合,集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先化简集合A,B,再利用集合的交集运算求解;
(2)由,得到,分, , ,讨论集合A求解.
【详解】(1)当时,集合 ,
,
,
所以;
(2)因为,
所以,
当时,,
则,解得,此时;
当时,,符合题意;
当时,,
则,解得,此时无解;
综上:实数的取值范围是.
7.(23-24高一上·湖南长沙·期末)设全集,集合,.
(1)求;
(2)已知集合,若,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)化简集合,根据集合的交集运算得解;
(2)讨论,由建立不等式求解即可.
【详解】(1),,
所以.
(2)由(1)知,
因为,
当时,,解得,
当时,则 或,解得,
综上,实数的取值范围为.
8.(23-24高一上·江苏镇江·期末)已知集合,.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)或.
(2)
【分析】(1)当时,得或,解分式不等式化简集合,由交集的概念即可得解.
(2)由包含关系列出不等式即可得解.
【详解】(1)当时,,或,
或,
所以或.
(2)因为,所以集合不可能是空集,
若,所以或,
解得或,即实数的取值范围为.
9.(23-24高一上·吉林长春·期末)已知.
(1)当时,解不等式;
(2)若关于x的方程在区间内恰有一个实数解,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用对数函数的性质直接解不等式即可;
(2)先转化方程为,利用二次函数的零点分布计算即可.
【详解】(1)当时,,
∵在上单调递增,∴,
解之得,∴不等式的解集为.
(2)关于的方程在区间内恰有一个实数解,
化简方程得,
即方程在区间内恰有一个实数解,
即方程在区间内恰有一个实数解,且,
即方程区间内恰有一个实数解,且,
故有,解得.
10.(23-24高一上·上海杨浦·期末)设全集为,集合,集合
(1)若,求集合;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)解分式不等式求出集合,根据,解出集合,进行交集运算即可;
(2)先解出,根据,先考虑是否可以为空集,再考虑非空时,进而解出的取值范围.
【详解】(1)因为,所以,解得,所以,
又因为,所以,解得,所以,
所以;
(2)因为,所以,所以,
又因为,且,所以,
所以,所以,
所以实数a的取值范围是.
11.(23-24高一上·山东青岛·阶段练习)已知集合.
(1)当时,求;
(2)设命题,命题,若是成立的必要不充分条件,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)解分式不等式求得集合A,由并集定义可得结果;
(2)根据必要不充分条件的定义可得集合B是集合A的真子集,分和两种情况,由此可构造不等式组求得结果.
【详解】(1)由得:,解得:,即;
当时,;
所以.
(2)由(1)可知:,
若是成立的必要不充分条件,则集合B是集合A的真子集,
若,则,解得;
若,则,解得:,检验符合题意;
综上所述:实数的取值范围为.
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