内容正文:
1.6 一元二次方程、不等式
【基础练】
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.(2024·威海模拟)设集合A={x||x-1|≥1},B={x|x2-x-2<0},则A∩B等于( )
A.(-2,0) B.(-1,0)
C.(-2,0] D.(-1,0]
2.若命题“∃x∈R,-x2-2mx+2m-3≥0”为真命题,则m的取值范围是( )
A.-1≤m≤3 B.-3≤m≤1
C.m≤-1或m≥3 D.m≤-3或m≥1
3.设p:实数m满足-1<m<0,q:一元二次方程x2+3x+m+1=0有两个负数根,则p是q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
4.(2025·桂林模拟)已知实数a为常数,且a≠0,函数f(x)=(ax-1)(x-a),甲同学:f(x)>0的解集为(-∞,a)∪;乙同学:f(x)<0的解集为(-∞,a)∪;丙同学:f(x)存在最小值.在这三个同学的论述中,只有一个是错误的,则a的取值范围为( )
A.a<-1 B.-1<a<0
C.0<a<1 D.a>1
5.当x∈(-1,1)时,不等式2kx2-kx-<0恒成立,则k的取值范围是( )
A.(-3,0) B.[-3,0)
C. D.
6.已知关于x的不等式x2-ax+1<0的解集为{x|x1<x<x2},其中x1<x2,且+=3,则a等于( )
A.-1 B.1
C.3 D.-1或3
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集为(-1,2),则下列结论正确的是( )
A.a<0
B.关于x的不等式bx+c>0的解集为(-∞,-2)
C.4a-2b+c>0
D.关于x的不等式cx2-bx+a>0的解集为
8.(2024·南平模拟)下列命题正确的是( )
A.若关于x的方程x2+(a2-1)x+a-2=0的一个根比1大且另一个根比1小,则a的取值范围是(-2,1)
B.若关于x的不等式x2-kx+k-1<0在(1,2)上恒成立,则实数k的取值范围是(-∞,3)
C.若关于x的不等式ax-b>0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式>0的解集是{x|x>2或x<-1}
D.若+=1(a>0,b>0),则+的最小值为
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.甲、乙两人解关于x的不等式x2+bx+c<0,甲写错了常数b,得到的解集为(-3,2),乙写错了常数c,得到的解集为(-3,4).那么原不等式的解集为 .
10.定义:若一个n位正整数的所有数位上数字的n次方和等于这个数本身,则称这个数是自恋数.已知所有一位正整数的自恋数组成集合A,集合B=则A∩B的非空子集个数为 .
四、解答题(共27分)
11.(13分)已知不等式ax2-3x+2>0的解集为{x|x<1或x>b}.
(1)求a,b的值;(6分)
(2)解不等式ax2-(am+b)x+bm<0.(7分)
12.(14分)设函数f(x)=ax2+bx+3,关于x的一元二次不等式f(x)>0的解集为(-3,1).
(1)求不等式x2+ax+b>0的解集;(6分)
(2)若∀x∈[-1,3],f(x)≥mx2,求实数m的取值范围.(8分)
【提升练】
13.(2025·八省联考)已知函数f(x)=x|x-a|-2a2.若当x>2时,f(x)>0,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1] B.[-2,1] C.[-1,2] D.[-1,+∞)
14.(多选)已知k∈Z,若关于x的不等式x2-x<k(x-1)只有一个整数解,则k的可能取值为( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
15.德国数学家高斯在证明“二次互反律”的过程中首次定义了取整函数y=[x],其中[x]表示“不超过x的最大整数”,如[3.14]=3,[0.618]=0,[-2.718 28]=-3.写出满足[x]=1的一个x的值: ;关于x的方程=1的解集为 .
16.(2025·日照模拟)若存在实数m,使得对于任意的x∈[a,b],不等式m2+sin xcos x≤2sin·m恒成立,则当b-a取得最大值时,= .
答案精析
1.D
2.D [由题意知不等式-x2-2mx+2m-3≥0有解.
即不等式x2+2mx-2m+3≤0有解.
设f(x)=x2+2mx-2m+3,
则函数f(x)的图象开口向上,
要使不等式f(x)≤0有解,
则函数f(x)的图象与x轴有交点,
则Δ=4m2-4(-2m+3)≥0,化简得m2+2m-3≥0,
解得m≤-3或m≥1.]
3.A [命题q:一元二次方程x2+3x+m+1=0有两个负数根,
所以
解得-1<m≤,
所以p是q的充分不必要条件.]
4.C [若甲正确,则a>0且>a,
则0<a<1;
若乙正确,则a<0且a<,
则a<-1;
若丙正确,则二次函数的图象开口向上,即a>0;
因为只有一个同学的论述是错误的,所以只能乙的论述错误,故0<a<1.]
5.D [当k=0时,满足不等式恒成立;
当k≠0时,令f(x)=2kx2-kx-,则f(x)<0在(-1,1)上恒成立,
函数f(x)图象的对称轴为x=,
当k>0时,f(x)在上单调递减,在上单调递增,
则有
解得0<k≤;
当k<0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减,
则有f=--<0,
解得-3<k<0.
综上可知,k的取值范围是.]
6.C [关于x的不等式x2-ax+1<0的解集为{x|x1<x<x2},则x1和x2是关于x的方程x2-ax+1=0的两根,
则Δ=a2-4>0,
解得a>2或a<-2,
有+1=ax1,+1=ax2,x1+x2=a,x1x2=1,
+=-2x1+1+-2x2+1=ax1-2x1+ax2-2x2=(a-2)(x1+x2)
=a(a-2)=3,
即a2-2a-3=0,
解得a=3(a=-1舍去).]
7.BC [由已知可得a>0且-1,2是方程ax2+bx+c=0的两根,所以A选项不正确;
由根与系数的关系可得
解得b=-a,c=-2a,
则不等式bx+c>0可化为-ax-2a>0,即x+2<0,
所以x<-2,所以B选项正确;
因为4a-2b+c=4a+2a-2a=4a>0,所以C选项正确;
不等式cx2-bx+a>0可化为-2ax2+ax+a>0,即2x2-x-1<0,
解得-<x<1,
故不等式cx2-bx+a>0的解集为,所以D选项不正确.]
8.ACD [对于A,二次函数f(x)=x2+(a2-1)x+a-2的图象开口向上,
若关于x的方程x2+(a2-1)x+a-2=0的一个根比1大且另一个根比1小,
则f(1)=1+(a2-1)+a-2=a2+a-2<0,解得-2<a<1,故A正确;
对于B,若关于x的不等式x2-kx+k-1<0在(1,2)上恒成立,
则只需k(x-1)>x2-1,即k>x+1在(1,2)上恒成立即可,
则实数k的取值范围是k≥3,故B错误;
对于C,若关于x的不等式ax-b>0的解集是(1,+∞),则a>0,a=b,
所以关于x的不等式>0⇔>0⇔x<-1或x>2,故C正确;
对于D,若+=1(a>0,b>0),则+=1≥2,
解得≤,当且仅当a=2,b=4时等号成立,
所以+=-=1-≥1-=,当且仅当a=2,b=4时等号成立,故D正确.]
9.(-2,3)
解析 依题意知,c=-3×2=-6,-b=-3+4=1,即b=-1,因此不等式x2+bx+c<0,
即x2-x-6<0,解得-2<x<3,
所以原不等式的解集为(-2,3).
10.31
解析 x∈N*,
当x=1时,=-7<1,
则1∈B,
当x>2时,不等式<1化为x2-4x-5>0,解得x>5,
所以B={x|x>5,x∈N*或x=1},
又A={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
所以A∩B={1,6,7,8,9},它的子集有32个,非空子集有31个.
11.解 (1)因为不等式ax2-3x+2>0的解集为{x|x<1或x>b},
所以x1=1,x2=b是方程ax2-3x+2=0的两个根,
所以
解得
(2)由(1)知原不等式为
x2-(m+2)x+2m<0,
即(x-m)(x-2)<0,
当m>2时,不等式解集为{x|2<x<m};
当m=2时,不等式解集为∅;
当m<2时,
不等式解集为{x|m<x<2}.
12.解 (1)因为一元二次不等式f(x)>0的解集为(-3,1),
所以-3和1是方程ax2+bx+3=0的两个实根,则
解得
因此所求不等式即为x2-x-2>0,解集为{x|x<-1或x>2}.
(2)f(x)≥mx2可化为(m+1)x2≤-2x+3,当x=0时显然成立;
当x≠0时,不等式可化为m+1≤-+3对∀x∈[-1,0)∪(0,3]恒成立,令t=∈(-∞,-1]∪,则m+1≤-2t+3t2,
当t=,即x=3时,
=-,
所以m+1≤-,即m≤-.
13.B [f(x)=x|x-a|-2a2
=
若a>2,当2<x<a时,f(x)=-x2+ax-2a2,此时关于x的方程-x2+ax-2a2=0的Δ=a2-4×2a2=-7a2<0,
所以f(x)<0,不符合题意;
若0<a≤2,当x>2时,f(x)=x2-ax-2a2=(x-2a)(x+a)>0,解得x>2a,
则2a≤2,即0<a≤1;
若a=0,当x>2时,f(x)=x2>0恒成立,符合题意;
若a<0,当x>2时,f(x)=x2-ax-2a2=(x-2a)(x+a)>0,解得x>-a,
则-a≤2,即-2≤a<0.
综上,-2≤a≤1,故a的取值范围是[-2,1].]
14.AD [关于x的不等式x2-x<k(x-1),
即x2-(k+1)x+k<0,
即(x-1)(x-k)<0,
当k=1时,(x-1)(x-k)<0即(x-1)2<0,
解集为空集,不符合题意;
当k>1时,(x-1)(x-k)<0的解满足1<x<k,
要使得关于x的不等式x2-x<k(x-1)只有一个整数解,需2<k≤3,
由于k∈Z,故k=3;
当k<1时,(x-1)(x-k)<0的解满足k<x<1,
要使得关于x的不等式x2-x<k(x-1)只有一个整数解,需-1≤k<0,
由于k∈Z,故k=-1,
综上,k的可能取值为-1,3.]
15.(答案不唯一) (3,+∞)
解析 根据取整函数y=[x]的定义,当[x]=1时,1≤x<2,故取x=;
∵=1,∴1≤<2,解得x>3.
16.
解析 因为m2+sin xcos x≤2sin·m恒成立,
即m2-2sin·m+sin xcos x≤0恒成立,
若存在实数m,使得上式成立,
则Δ=4sin2-4sin xcos x
=2-2cos-2sin 2x
=2-2sin 2x-2sin 2x=2-4sin 2x≥0,
可得sin 2x≤,可得2kπ-≤2x≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
由题意知,[a,b]⊆,k∈Z,
则当b-a取得最大值时,a=kπ-,b=kπ+,k∈Z,
则a+b=-+2kπ,k∈Z,
此时==,k∈Z.
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