内容正文:
2.4 一元二次不等式
学生用书 P23
[知识点一] 一元二次不等式的概念
一般地,我们把只含有一个未知数,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.一
元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c<0或ax2
+bx+c>0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
[知识点二] 图象法解一元二次不等式
Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
ax2+bx+c=0
(a>0)的根
有两个不相等
的实根x1,x2,
且x1<x2
有两个相等
的实数根
x1=x2
没有实数根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
{x|x<x1,或x>x2} x x≠- b2a }{ R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2} ⌀ ⌀
[知识点三] 分式不等式的解法
解分式不等式总的原则是利用不等式的同解原理
将其转化为有理整式不等式(组)求解.
1.f
(x)
g(x)>0⇔f
(x)g(x)>0;
2.f
(x)
g(x)<0⇔f
(x)g(x)<0;
3.f
(x)
g(x)≥0⇔
f(x)g(x)≥0
g(x)≠0{ ;
4.f
(x)
g(x)≤0⇔
f(x)g(x)≤0
g(x)≠0{ .
[知识点四] 一元二次不等式恒成立问题
1.不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为
R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集
为R的条件为
a>0
Δ=b2-4ac<0{ ;
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为 R的
条件为
a>0
Δ=b2-4ac≤0{ ;
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为⌀的条
件为
a<0
Δ≤0{ .
2.分离参数,将恒成立问题转化为求最值问题,即k
≥f(x)恒成立⇔k≥f(x)max;k≤f(x)恒成立⇔k≤
f(x)min.
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)mx2-5x<0是一元二次不等式. ( )
(2)若a>0,则一元二次不等式ax2+1>0无解.
( )
(3)若一元二次方程ax2+bx+c=0的两根为x1,x2
(x1<x2),则一元二次不等式ax2+bx+c<0的解
集为{x|x1<x<x2}. ( )
(4)不等式x2-2x+3>0的解集为R. ( )
(5)若 不 等 式 ax2 +bx+c<0(a≠0)的 解 集 为
(x1,x2),则必有a>0. ( )
(6)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式
ax2+bx+c>0的解集为R. ( )
(7)不等式ax2+bx+c≤0在 R上恒成立的条件是
a<0且Δ=b2-4ac≤0. ( )
(8)若二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,则不等
式ax2+bx+c<0的解集一定不是空集. ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
(6)× (7)× (8)√
2.(2020春招,6)已知二次函数y=ax2+bx+c的
图象如图所示,则不等式ax2+bx+c>0的解集是
( )
A.(-2,1)
B.(-∞,-2)∪(1,+∞)
C.[-2,1]
D.(-∞,-2]∪[1,+∞)
解析:A [由题中图象可知-2<x<1时,y>0即
ax2+bx+c>0,故选 A.]
3.设集合M={x|x2-3x-4<0},N={x|0≤x≤
5},则M∩N 等于 ( )
A.(0,4] B.[0,4)
C.[-1,0) D.(-1,0]
解析:B [因为 M={x|-1<x<4},N={x|0≤x
≤5},所以 M∩N=[0,4).]
4.不等式-x2-2x+3≥0的解集为 .
解析:不等式两边同乘以-1,原不等式可化为x2
+2x-3≤0.
方程x2+2x-3=0的解为x1=-3,x2=1.
而y=x2+2x-3的图象开口向上,可得原不等式
-x2-2x+3≥0的解集是{x|-3≤x≤1}.
答案:{x|-3≤x≤1}
62
职教高考总复习 数学
5.不等式2x(x-7)>3(x-7)的解集为 .
解析:2x(x-7)>3(x-7)⇔2x(x-7)-3(x-7)
>0⇔(x-7)(2x-3)>0,解得x<32
或x>7,所
以原不等式的解集为 x|x<32
或x>7{ }.
答案:x|x<32
或x>7{ }
6.已知函数f(x)=ax2+ax-1,若对任意实数x,恒
有f(x)≤0,则实数a的取值范围是 .
解析:当a=0时,f(x)=-1≤0成立,
当a≠0时,若对∀x∈R,f(x)≤0,
须有
a2-4×a×(-1)≤0
a<0{ ,解得-4≤a<0.
综上知,实数a的取值范围是[-4,0].
答案:[-4,0]
学生用书 P24
不含参数的一元二次不等式的解法
[例1] 解下列不等式:
(1)-x2+7x>6;
(2)4(2x2-2x+1)>x(4-x).
[解析] (1)原不等式可化为x2-7x+6<0.
解方程x2-7x+6=0得,x1=1,x2=6.
结合二次函数y=x2-7x+6的图象知,原不等式
的解集为{x|1<x<6}.
(2)由原不等式得8x2-8x+4>4x-x2.
∴原不等式等价于9x2-12x+4>0.
解方程9x2-12x+4=0,得x1=x2=
2
3.
结合二次函数y=9x2-12x+4的图象知,原不等
式的解集为 x x≠23{ }.
解一元二次不等式的步骤
(1)化为基本形式ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<
0(其中a>0);
(2)计算Δ=b2-4ac,以确定一元二次方程ax2+bx
+c=0是否有解;
(3)有根求根;
(4)根据图象写出不等式的解集.
1.解不等式(2-x)(x+3)<0.
解析:原不等式可化为(x-2)(x+3)>0.
方程(x-2)(x+3)=0两根为2和-3.
结合二次函数y=(x-2)(x+3)的图象知,原不等
式的解集为{x|x<-3,或x>2}.
一元二次不等式解法的逆向问题(已知解集求参数)
[例2] 已知关于x的不等式x2+ax+b<0的解集
为{x|1<x<2},求关于x的不等式bx2+ax+1>
0的解集.
[解析] ∵x2+ax+b<0的解集为{x|1<x<2},
∴1,2是x2+ax+b=0的两根.
由韦达定理有
-a=1+2
b=1×2{ 得
a=-3
b=2{
代入所求不等式bx2+ax+1>0,得2x2-3x+1>
0.由2x2-3x+1>0⇔(2x-1)(x-1)>0⇔x<12
或x>1.
∴bx2+ax+1>0的解集为 x x<12
,或x>1{ }.
解含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)二次项若含有参数应讨论参数是等于0,小于0,
还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或
二次项系数为正的一元二次不等式;
(2)判断一元二次不等式所对应的方程实根的个数,
即讨论判别式Δ与0的关系;
(3)确定方程无实根或有两个相同实根时,可直接写
出解集;确定方程有两个相异实根时,要讨论两
实根的大小关系,从而确定解集形式.
2.解关于x的不等式x2-ax-2a2<0(a∈R).
解析:原不等式转化为(x-2a)(x+a)<0,对应的
一元二次方程的根为x1=2a,x2=-a.①当2a>
-a,即a>0 时,不 等 式 的 解 集 为{x|-a<x<
2a};
②当2a=-a,即a=0时,原不等式化为x2<0,
无解;
③当2a<-a,即a<0时,不等式的解集为{x|2a
<x<-a}.
综上所述,当a>0时,原不等式的解集为{x|-a<
x<2a};当a=0时,原不等式的解集为⌀;当a<0
时,原不等式的解集为{x|2a<x<-a}.
简单的分式不等式求解
[例3] 解不等式:
2x-1
3x+1≥0.
[解析] 原不等式可化为
(2x-1)(3x+1)≥0
3x+1≠0{ ,解得
x≤-13
或x≥12
x≠-13
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
,
72
第二章 方程与不等式
∴x<-13
或x≥12
,∴原不等式的解集为
x x<-13
,或x≥12{ }.
求解分式不等式的关键是对原不等式进行恒等
变形,转化为整式不等式(组)求解.
(1)f
(x)
g(x)>0
(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0);
(2)f
(x)
g(x)≥0
(≤0)⇔
f(x)g(x)≥0(≤0),
g(x)≠0.{
3.不等式1x<
1
2
的解集是 ( )
A.(-∞,2)
B.(2,+∞)
C.(0,2)
D.(-∞,0)∪(2,+∞)
解析:D [不等式1x<
1
2
,即2-x
2x <0
,2x(x-2)>
0,解得x>2或x<0,故不等式解集为:(-∞,0)
∪(2,+∞).故选 D.]
一元二次不等式恒成立的问题
[例4] 设函数f(x)=mx2-mx-1.
若对于一切实数x,f(x)<0恒成立,求m 的取值
范围;
[解析] 若m=0,显然-1<0恒成立;
若m≠0,则
m<0,
Δ=m2+4m<0{ ⇒-4<m<0.∴m
的取值范围为(-4,0].
(1)对于一元二次不等式恒成立问题,恒大于0就是
相应的二次函数的图象在给定的区间上全部在x
轴上方;恒小于0就是相应的二次函数的图象在给
定的区间上全部在x轴下方;另外常转化为求二次
函数的最值或用分离参数法求最值.
(2)分离参数,将恒成立问题转化为求最值问题,即
k≥f(x)恒成立⇔k≥f(x)max;k≤f(x)恒成立
⇔k≤f(x)min.
4.二次不等式ax2+2x-1<0的解集为R,则a的取
值范围是 .
解析:a<0
Δ<0{ ⇒
a<0
4+4a<0{ ⇒a<-1.
答案:(-∞,-1)
学生用书 P25
[基础题组练]
1.下面所给关于x的几个不等式:①3x+4<0;②x2+
mx-1>0;③ax2+4x-7>0;④x2<0.其中一定为一
元二次不等式的有 ( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
答案:B
2.已知关于x的不等式x2-ax+b<0的解集为{x|2
<x<3},则关于x的不等式bx2+ax+1<0的解
集为 ( )
A.{x|2<x<3} B.{x|-3<x<-2}
C.x|-12<x<-
1
3{ } D.x|
1
3<x<
1
2{ }
解析:C [因为关于x的不等式x2-ax+b<0的
解集为{x|2<x<3},则2+3=a=5,2×3=b=6,
不等式bx2+ax+1<0为6x2+5x+1<0,解集
为:x|-12<x<-
1
3{ }.故选C.]
3.已知集合M={x|-4<x<2},N={x|x2-x-6
<0},则M∩N= ( )
A.{x|-4<x<3} B.{x|-4<x<-2}
C.{x|-2<x<2} D.{x|2<x<3}
答案:C
4.不等式1+x1-x≥0
的解集为 ( )
A.{x|-1<x≤1} B.{x|-1≤x<1}
C.{x|-1≤x≤1} D.{x|-1<x<1}
答案:B
5.(多选题)若不 等 式ax2 -bx+c>0 的 解 集 是
(-1,2),则下列选项正确的是 ( )
A.b<0且c>0
B.a-b+c>0
C.a+b+c>0
D.不等式ax2+bx+c>0的解集是{x|-2<x<1}
解析:ABD [对于 A,a<0,-1,2是方程ax2-bx
+c=0的两个根,所以-1+2=1=ab
,-1×2=
c
a
,所以b=a,c=-2a,所以b<0,c>0,所以 A
正确;
令y=ax2-bx+c,对于B,由题意可知当x=1时,
a-b+c>0,所以B正确;
对于C,当x=-1时,a+b+c=0,所以C错误;
对于D,因为对于方程ax2+bx+c=0,设其两根为
x1,x2,则x1+x2=-
b
a =-1
,x1x2=
c
a =-2
,两
根分别为-2和1.所以不等式ax2+bx+c>0的解
集是{x|-2<x<1},所以 D正确.]
82
职教高考总复习 数学
6.不等式x2+3x-4<0的解集为 .
解析:易得方程x2+3x-4=0的两根为-4,1,所
以不等式x2+3x-4<0的解集为(-4,1).
答案:(-4,1)
7.不 等 式 ax2 + bx + 2 > 0 的 解 集 是
x -12<x<
1
3}{ ,则a-b= .
解析:不等式ax2+bx+2>0的解集是
x -12<x<
1
3}{ ,可得-
1
2
,1
3
是一元二次方程
ax2+bx+2=0的两个实数根,
∴-12+
1
3=-
b
a
,-12×
1
3=
2
a
,
解得a=-12,b=-2,
∴a-b=-12-(-2)=-10.
答案:-10
8.当a>-1时,关于x的不等式x2+(a-1)x-a>
0的解集是 .
解析:原不等式可化为(x+a)(x-1)>0,
方程(x+a)(x-1)=0的两根为-a,1,
∵a>-1,∴-a<1,故不等式的解集为{x|x<
-a或x>1}.
答案:{x|x<-a或x>1}
9.关于x的不等式ax-b<0的解集是(1,+∞),则关
于x的不等式(ax+b)(x-3)>0的解集是 .
解析:关于x 的不等式ax-b<0的解集是(1,+
∞),即不等式ax<b的解集是(1,+∞),∴a=b<
0,∴不等式(ax+b)(x-3)>0可化为(x+1)(x-
3)<0,解得-1<x<3,∴所求解集是(-1,3).
答案:(-1,3)
10.解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0.
解析:①当a=0时,原不等式即为-x+1<0,解
得x>1.
②当a<0时,原不等式化为 x-1a
æ
è
ç
ö
ø
÷(x-1)>0,
解得x<1a
或x>1.
③当a>0时,原不等式化为 x-1a
æ
è
ç
ö
ø
÷(x-1)<0.
若a=1,即1a=1
时,不等式无解;
若a>1,即1a<1
时,解得1
a<x<1
;
若0<a<1,即1a>1
时,解得1<x<1a.
综上,当a<0时,不等式的解集为
x x<1a
或x>1}{ ;
当a=0时,不等式的解集为{x|x>1};
当0<a<1时,不等式的解集为 x 1<x<1a }{ ;
当a=1时,不等式的解集为⌀;
当a>1时,不等式的解集为 x 1a<x<1}{ .
[综合题组练]
1.关于x的不等式ax-b>0的解集是(-∞,1),则
关于x的不等式(ax+b)(x-2)>0的解集是
( )
A.(-∞,-1)∪(2,+∞)
B.(1,2)
C.(-1,2)
D.(-∞,1)∪(2,+∞)
解析:C [由 题 知,不 等 式ax-b>0 的 解 集 是
(-∞,1),所以ba=1
且a<0,因为(ax+b)(x-2)
>0可变为 x+ba
æ
è
ç
ö
ø
÷(x-2)<0,所以(x+1)(x-2)
<0,所以-1<x<2,所以不等式的解集是(-1,2),故
选C.]
2.若不等式x2-(a+1)x+a≤0的解集是[-4,3]的
子集,则a的取值范围是 ( )
A.[-4,1] B.[-4,3]
C.[1,3] D.[-1,3]
解析:B [原不等式为(x-a)(x-1)≤0,当a<1
时,不等式的解集为[a,1],此时只要a≥-4即可,
即-4≤a<1;当a=1时,不等式的解为x=1,此
时符合要求;当a>1时,不等式的解集为[1,a],此
时只要a≤3即可,即1<a≤3.综上可得-4≤a≤
3.故选B.]
3.若不等式x2-4x+3m<0的解集为空集,则实数
m 的取值范围是 .
解析:由题意,知x2-4x+3m≥0对一切实数x 恒
成立,所以 Δ=(-4)2-4×3m≤0,解得m≥43.
答案:m≥43
4.已知函数f(x)=ax2+bx-a+2.
(1)若关于x的不等式f(x)>0的解集是(-1,3),求
实数a,b的值;
(2)若b=2,a>0,解关于x的不等式f(x)>0.
解:(1)由题意,知x=-1,x=3是方程ax2+bx-
a+2=0的两个根,
代入方程有
-b+2=0
8a+3b+2=0{ ∴
a=-1
b=2{
(2)当b=2时,f(x)=ax2+2x-a+2=(ax-a+
2)(x+1),∵a>0,
∴f(x)>0可化为 x-a-2a
æ
è
ç
ö
ø
÷(x+1)>0,
①当a-2a ≥-1
,即a≥1时,
解集为 x x<-1或x>a-2a }{ ;
②当a-2a <-1
,即0<a<1时,
解集为 x x<a-2a
或x>-1}{ .
92
第二章 方程与不等式