内容正文:
第10讲 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:10大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:零点
一般地,一元二次方的根就是二次函数当函数值取零时自变量x的值,即二次函数的图象与x轴交点的横坐标,也称为二次函数的零点.
知识点2:二次函数的图象,对应方程的根及零点情况
判别式
二次函数的图象
一元二次方程的根
有两个相异实根,()
有两个相等实根
没有实根
二次函数的零点
有两个相异零点,()
有两个相等零点
无零点
知识点3:一元二次不等式的定义
像这样只含有一个未知数,并且未知数最高次数是2的整式不等式叫作一元二次不等式.
知识点4:“三个二次“”之间的联系
判别式
二次函数的图象
一元二次方程的根
有两个相异实根,()
有两个相等实根
没有实根
一元二次不等式的解集
或
R
一元二次不等式的解集
【题型1 求二次函数的零点】
例1.求下列函数的零点:
(1);
(2);
【答案】(1)
(2)
【分析】由函数零点定义可知,在函数表达式中令解关于方程即可.
【详解】(1)在中令,得,
解得或,
所以函数的零点为.
(2)在中令,得,
解得或,
所以函数的零点为.
【变式1-1】求下列函数的零点:
(1);
(2).
【答案】
(1)无零点
(2)1
【详解】
(1)在中令,得,
又此方程无解,
所以函数无零点.
(2)在中令,得,
解得,
所以函数的零点为1.
【题型2 证明及判断二次函数的零点】
例2-1.求证:二次函数有两个零点.
【答案】证明见解析
【分析】计算得出,可证得结论成立.
【详解】考察一元二次方程.
因为,
所以方程有两个不相等的实数根.
因此,二次函数有两个零点.
例2-2.判断二次函数在区间上是否存在零点.
【答案】存在零点.
【分析】令,由求根公式求根,即函数零点,判断是否在区间上即可.
【详解】令,
由求根公式可得一元二次方程的两个根分别为,.
因为,
所以.
因此,二次函数在区间上存在零点.
【变式2-1】证明:函数没有零点.
【答案】证明见解析
【分析】根据二次函数的性质证明恒成立即可求证.
【详解】,
所以无解,
所以函数没有零点.
【变式2-2】设m为实数,若函数有且只有一个零点,求m的值.
【答案】
【分析】由题知方程只有一个根,即求.
【详解】∵函数有且只有一个零点,
∴方程只有一个根,
则,
∴.
【变式2-3】设m为实数,已知二次函数的两个零点都在区间内,求m的取值范围.
【答案】
【分析】根据二次函数的零点分布可得,解不等式组即可求解.
【详解】二次函数的图象是一条抛物线,
开口向上,对称轴方程为,
若它的两个零点都在区间内,
只需满足 ,
解得.
所以m的取值范围.
【题型3 解不含参的一元二次不等式】
例3.求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【分析】根据一元二次不等式的解法求解.
【详解】(1)由可得,
解得或,
故不等式的解集为.
(2)由的判别式可知,
的解集为.
(3)由可得,解得,
所以不等式的解集为.
(4)由可得,
因为的两根为,
所以不等式解为或,
即不等式的解集为.
(5)由可得,即,
解得,
所以不等式的解集为.
(6)由可得,
即,
解得,
所以不等式的解集为
【变式3-1】解下列一元二次不等式
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】根据一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】(1)由,得,
解得,
所以不等式的解集为;
(2)由,得,
即,解得或,
所以不等式的解集为.
【变式3-2】求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)或
(4)
【分析】根据一元二次不等式运算求解.
【详解】(1)由题意可得,解得或,
所以不等式的解集为.
(2)由题意可得,解得,
所以不等式的解集为.
(3)由题意可得,解得或,
所以不等式的解集为或.
(4)由题意可得,令,解得或,
所以不等式的解集为.
【变式3-3】求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)或
(3)
(4)
【分析】根据解一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】(1)因为不等式等价于,
所以解得,
所以不等式的解集为.
(2)因为不等式等价于,
所以解得或,
所以不等式的解集为或.
(3)因为不等式等价于,
所以,解得,
所以不等式的解集为.
(4)因为不等式等价于,
所以解得,
所以不等式的解集为.
【题型4 解含参的一元二次不等式】
例4-1.(24-25高一上·江西·开学考试)解关与x的不等式:
【答案】答案见解析
【分析】分,,三种情况求解即可.
【详解】当时,不等式为,解得,
当时,由不等式,可得,
所以,
若,则,解不等式得或,
若,则,不等式的解集为若,
若,解得时,解不等式得或,
当时,由不等式,可得,
所以,
解得,
综上所述:当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当,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.
例4-2.(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)已知函数,
(1)当时,解关于的不等式;
(2)若关于的不等式的解集为,求和的值;
(3)解关于的不等式.
【答案】(1)答案见解析
(2),
(3)答案见解析
【分析】(1)解一元二次不等式即可;
(2)将问题转化为:和是的两个根,由韦达定理列式求解即可;
(3)将不等式进行变形,然后通过对进行分类,并对两个根的大小比较,进而分别求出解集,即可得到答案.
【详解】(1)
不等式可化为
又方程的解为或
不等式的解集为
不等式的解集为
(2)关于的不等式的解集为
关于的方程的解为或
解得,
(3)不等式即不等式
①当时,不等式可化为,解得
②当时,不等式可化为
方程的解为或
若,即时,解得
若,即时,解得
若,即或时
时,解得
时,解得或
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;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为
【变式4-1】(24-25高一上·北京·期中)解关于的不等式:.
【答案】答案见解析
【分析】分,,三种情况解不等式.
【详解】当时,原不等式可化为:.
当时,.
若即时,原不等式的解为:或;
若即时,原不等式的解为:;
若即时,原不等式的解为:或.
当时,.
因为,所以.
综上可知:当时,原不等式的解集为:;
当时,原不等式的解集为:;
当时,原不等式的解集为:;
当时,原不等式的解集为:;
当时,原不等式的解集为:.
【变式4-2】求下列关于x的不等式的解集,其中a,m是常数:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)答案详见解析
【分析】(1)根据一元二次不等式的解法求得正确答案.
(2)整理不等式后,对进行分类讨论,从而求得不等式的解集.
【详解】(1),
解得,
所以不等式的解集为.
(2)由得,
即,
当时,即恒成立,
不等式的解集为.
当时,,所以不等式的解集为或.
当时,,所以不等式的解集为或.
【变式4-3】(24-25高一下·湖南长沙·开学考试)已知函数.
(1)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)根据一元二次不等式恒成立,讨论、,结合二次函数的性质列不等式求参数范围;
(2)由题设有,应用分类讨论求对应解集.
【详解】(1)由题意,对一切实数恒成立,
当时,不等式可化为,不满足题意;
当时,则有,解得;
故实数的取值范围是.
(2)不等式等价于,即,
当时,不等式可化为,解集为;
当时,与不等式对应的一元二次方程的两根为.
当时,,此时不等式解集为;
当时,,此时不等式解集为或;
当时,,此时不等式解集为;
当时,,此时不等式解集为或.
综上所述,
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为或.
【题型5 由一元二次不等式的解确定参数】
例5.不等式的解集是,则的解集是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】B
【分析】首先根据不等式的解集求出的值,可求出的解集.
【详解】因为不等式的解集是,
所以是方程的两个根.
所以,解得.
所以不等式化简得.
所以.
故选:B.
【变式5-1】(24-25高一上·河北唐山·期末)若不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】利用三个二次的关系推得方程有两根为和4,由韦达定理求出,代入所求不等式,求解即得.
【详解】由题意,方程有两根为和4,
故由韦达定理,,解得,
则不等式即,解得或.
故选:D.
【变式5-2】若关于的不等式的解集是,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由关于的不等式的解集是,分析得到且即可求解.
【详解】因为关于的不等式的解集是,所以可知,
所以原不等式可化为
显然是方程的两根,
所以只须,解得,
所以的取值范围是.
故选:A
【变式5-3】(24-25高一下·浙江杭州·期中)已知关于的不等式的解集为,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用韦达定理得到,再代入利用基本不等式计算可得.
【详解】因为关于的不等式的解集为,
所以,
所以
,当且仅当,即时取等号.
故选:B
【题型6 整数解问题】
例6.(24-25高一上·天津·期末)关于x的不等式 的解集中整数有且只有3个,则正数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先解出原不等式的解集,然后根据条件确定解集的端点值所满足的条件,从而解出的取值范围.
【详解】原不等式可化为,
则方程的两个根为和,
当时,原不等式的解集为空集,不满足题意;
当时,原不等式的解集为:, 则a不能取到正数值;
当时,原不等式的解集为:,
要使不等式的解集中整数有且只有3个,则,
则正数a的取值范围为.
故选:A.
【变式6-1】若关于的不等式有且只有一个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,解得:,不满足条件;
故,关于的不等式可得,
所以,即,
方程的两根为,
当时,不等式可化为,,
解集为:,不满足条件;
当时,不等式可化为,
当时,则,即,不等式的解集为:,
要使不等式有且只有一个整数解,则,又因为,不满足条件;
当时,则,即,不等式的解集为空集,
当时,则,即,不等式的解集为,
要使不等式有且只有一个整数解,则,解得:,
故实数的取值范围是:.
故选:B.
【变式6-2】若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分类时,分别得出解析计算求参.
【详解】不等式可化为,
当时,不等式的解集为,要使解集中恰有3个整数,则这3个整数只能是4,5,6,所以;
当时,不等式的解集为,此时不符合题意;
当时,不等式的解集为,要使解集中恰有3个整数,则这3个整数只能是0,1,2,所以.
综上可知,实数的取值范围是.
故选:C.
【变式6-3】关于的不等式的解集中恰有个正整数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将不等式化为,讨论和两种情况,求出不等式的解集,从而求得的取值范围.
【详解】原不等式可化为,
若,则不等式的解集是,不等式的解集中不可能有个正整数;
所以,不等式的解集是;所以不等式的解集中个正整数分别是,,,,
令,解得,所以的取值范围是.
故选:B.
【题型7 一元二次方程根的分布问题】
例7-1.关于x的方程,m为何值时,有一正根一负根.
【答案】
【分析】利用判别式大于零且两根之积小于零列不等式组求解即可.
【详解】因为关于x的方程,有一正根一负根,
所以,即,解得.
故所求实数的取值范围为.
例7-2.(24-25高一上·河南·阶段练习)已知一元二次方程的一根比1大,另一根比1小,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由一元二次方程的根与二次函数的关系,即可由二次函数的性质求解.
【详解】记,则函数为开口向上的二次函数,
要使方程的根一个大于1一个小于1,则只需要时,即可,
即,解得,所以实数a的取值范围是.
故选:C.
例7-3.(24-25高一上·安徽合肥·期中)已知关于x的方程有两个大于2的相异实数根,则实数m的取值范围是()
A.或 B.
C. D.或
【答案】B
【分析】设关于x的方程的两个根分别为,根据满足的条件列不等式组,解不等式组即可得实数的取值范围.
【详解】设关于x的方程的两个根分别为,
则由根与系数的关系,知
所以由题意知,
即,
解得.
故选:B
【变式7-1】(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知方程有一正根一负根,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据两根之积小于0列不等式,求解可得结果.
【详解】设方程的两根为,由韦达定理得.
∵方程有一正根一负根,
∴,即,解得,
∴实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式7-2】关于的方程有两个不相等的实数根且,那么的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由一元二次方程根的分布可得,解不等式组可求得结果.
【详解】设,则,解得:,
即的取值范围为.
故选:D.
【变式7-3】已知是方程的两根,若两根都大于1,求的取值范围.
【答案】.
【分析】利用一元二次方程实根分布求出的范围,再利用基本不等式求出最小值.
【详解】依题意,,解得或,
,由,得,
则,即,则,解得,
因此,,当且仅当,即时取等号,
而,所以的最小值为10,即的取值范围是.
【变式7-4】已知关于的一元二次方程的一根小于,另一根大于,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】通过对二次方程进行因式分解,求得方程的根,根据题意即可求解.
【详解】由,因式分解得,
故方程两根为和,
则由题意得,
∴.
【题型8 一元二次不等式的实际应用】
例8.(24-25高一上·江苏连云港·期末)近年来,某企业每年消耗电费36万元.为了节能减排,决定安装一个可使用20年的太阳能供电设备,并接入本企业的电网.安装这种供电设备的费用(单位:万元)与太阳能电池板的面积(单位:)成正比,比例系数约为.为了保证正常用电,安装后采用太阳能和电能互补供电的模式.设在此模式下,安装后该企业每年消耗的电费(单位:万元)与安装的这种太阳能电池板的面积(单位:)之间的函数关系是(为常数).记该企业安装这种太阳能供电设备的费用与20年所消耗的电费之和为(单位:万元).
(1)解释的实际意义,并写出关于的函数关系式;
(2)当为何值时,最小?求出的最小值;
(3)要使不超过安装太阳能供电设备前消耗电费的,求的取值范围.
【答案】(1)实际意义是未安装太阳能设备时,该企业每年消耗的电费,
(2)当时,的最小值为
(3)
【分析】(1)代入即可求出,从而得到其函数关系,再根据题意得到实际意义;
(2)变形得,再利用基本不等式即可;
(3)由题意得到不等式,解出即可.
【详解】(1)表示太阳能电池板的面积为0时,该企业每年消耗的电费.
即未安装太阳能设备时,该企业每年消耗的电费.
当时,该企业每年消耗的电费36万元,代入可得:
,则,
.
(2),
,
当且仅当,即等号成立,的最小值为.
(3)由题可知.
即,解得,
即的取值范围为.
【变式8-1】某服装公司生产的衬衣,在某城市年销售8万件,现该公司在该市设立代理商来销售衬衫,代理商向服装公司收取销售金额的代理费.为此,该衬衫每件价格要提高到元才能保证公司利润.由于提价每年将少销售万件,如果代理商每年收取的代理费不少于16万元,求的取值范围.
【答案】
【分析】确定提价后每年得销售量,即可表示出年销售额,由此可得代理商向服装公司收取代理费的表达式,由此列不等式求解,即得答案.
【详解】由题意知提价后每年可销售万件,
每件衬衫的价格为元,故年销售额为万元,
则代理商向服装公司收取代理费为万元,
则,且,
整理得,解得,
结合得,
可得的取值范围为.
【变式8-2】在乡村振兴的道路上,某地干部在帮扶走访中得知某农户的实际情况后,为他家量身定制了致富计划,政府无息贷款万元给该农户养羊,每万元可创造利润万元.进行技术指导后,养羊的投资减少了万元,且每万元创造的利润变为原来的倍.现将养羊少投资的万元全部投资网店,进行农产品销售,则每万元创造的利润为万元,其中.
(1)若进行技术指导后养羊的利润不低于原来养羊的利润,求的取值范围;
(2)若网店销售的利润始终不高于技术指导后养羊的利润,求的最大值.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)由题意,求解,又,解出的取值范围.
(2)由题意知网店销售的利润,养羊的利润,得到恒成立,化简利用基本不等式求得最值.
【详解】(1)由题意,得,
整理得,解得,又,
所以,故x的取值范围为.
(2)由题意知网店销售的利润为万元,
技术指导后,养羊的利润为万元,
则恒成立.
又,则恒成立.
又,当且仅当时,等号成立,
,即的最大值为6.5.
【变式8-3】某市为推动美丽乡村建设,发展农业经济,鼓励某食品企业生产一种饮料,该饮料每瓶成本为10元,售价为15元,月销售8万瓶.
(1)据市场调查,若每瓶售价每提高1元,月销售量将减少8000瓶,要使下月总利润不低于原来的月总利润,该饮料每瓶售价最多为多少元?
(2)为提高月总利润,企业决定下月调整营销策略,计划每瓶售价元,并投入万元作为调整营销策略的费用.据市场调查,每瓶售价每提高1元,月销售量将相应减少万瓶,则当每瓶售价为多少时,下月的月总利润最大?并求出下月的最大总利润.(提示:月总利润月销售总收入月总成本)
【答案】(1)20元
(2)当每瓶售价为19元时,下月的最大总利润为45.45万元
【分析】(1)设提价元,根据“下月总利润不低于原来的月总利润”列不等式,求得的取值范围,从而求得最高售价.
(2)求得下月总利润的表达式,利用基本不等式求得下月总利润的最大值以及此时的售价.
【详解】(1)设提价元,由题意,每瓶饮料的利润为元,月销售量为万瓶,
所以提价少月销售总利润为万元.
因为原来月销售总利润为(万元),月利润不低于原来月利润,
所以,即,
所以,所以售价最多为(元),
故该饮料每瓶售价最多为20元.
(2)由题意,每瓶利润为元,月销售量为万瓶,设下月总利润为,
整理得
因为,所以,
所以,
当且仅当时取到等号,
故当每瓶售价为19元时,下月的最大总利润为45.45万元.
【题型9 解分式不等式】
例9-1.(24-25高一上·上海·阶段练习)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】将分式不等式转化为一元二次不等式,运用一元二次不等式解法计算即可.
【详解】不等式的解集,等价于,
即,即,解得.
故答案为:.
例9-2.(24-25高一上·北京·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.或
【答案】B
【分析】根据分式不等式的解法求解即可.
【详解】由.
故选:B
【变式9-1】不等式的解集为 .
【答案】,或
【分析】先移项、通分,再转化为整式不等式求解即可.
【详解】由得,,通分得,
此不等式等价于,解得或,
故不等式的解集为,或
故答案为:,或
【变式9-2】不等式的解集为 .
【答案】
【分析】将分式不等式化成和它等价的整式形式,求解即可.
【详解】即
原不等式可化为,
解得.
故答案为:
【变式9-3】(24-25高一上·安徽合肥·期末)不等式的解集是 .
【答案】
【分析】利用分式不等式解法即可求得结果.
【详解】等价于,即,
得到,解得:,
故不等式的解集为.
故答案为:
【题型10 解高次不等式】
例10.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)不等式的解集是 .
【答案】
【分析】将分式不等式等价转化为高次不等式,求解即可,注意分母不为0.
【详解】由题意,且,
所以,利用穿针引线法,在数轴上标根如下图:解得:不等式的解集为.
故答案为:.
【变式10-1】(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)不等式的解集为 .
【答案】或
【分析】将所求不等式变形为,利用“穿针引线”法可得出原不等式的解集.
【详解】由可得,即,
如下图所示:
由“穿针引线”法可知,原不等式的解集为或.
故答案为:或.
【变式10-2】(24-25高一上·吉林长春·阶段练习)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由高次不等式奇穿偶回的性质即可求解.
【详解】因为,
所以,
即,
由高次不等式的性质可知:
不等式解集为:.
故答案为:.
【变式10-3】(24-25高一上·上海·期中)关于的不等式的解集为 .
【答案】
【分析】利用不等式的等价变形可得,再利用数轴标根法可求得不等式的解集.
【详解】由,
可得,
所以
方程的根为,
由数轴标根法可得.
故答案为:.
一、单选题
1.(24-25高一下·广西柳州·开学考试)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式的解法可得出原不等式的解集.
【详解】原不等式即为,即,解得,
故原不等式的解集为.
故选:A.
2.下列不等式中,与的解集相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据绝对值不等式、分式不等式及一元二次不等式解法求解判断即可.
【详解】由,则,解得.
对于A,由,则,解得;
对于B,由,则,解得;
对于C,由,则,解得或;
对于D,由,则,解得.
故选:A.
3.(25-26高一上·全国·课后作业)若函数和的图象如图,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由的图象知,当时,,当时,.由的图象知,当时,,当时,.故当时,,;当时,;当时,.因此,不等式的解集为.
4.(24-25高一上·北京·阶段练习)若关于的方程的两个实数根的平方和等于11,则等于( )
A.或 B. C. D.
【答案】C
【分析】设方程的两个实数根为,结合根的判别式和韦达定理求解即可.
【详解】设方程的两个实数根为,
则,即,
且,
由题意,得,
则,解得(舍去)或.
故选:C.
5.(24-25高一下·贵州·期中)若不等式对任意实数均成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意分类讨论和,结合二次函数的性质列出不等式即可求解.
【详解】,
因为不等式对于任意均成立,
所以当时,,符合题意;
当时,则,解得,
综上所述,,
故选:D.
二、多选题
6.(24-25高一下·河北保定·阶段练习)已知关于x的不等式的解集为,则( )
A.
B.
C.不等式的解集为或
D.不等式的解集为
【答案】ABD
【分析】根据原不等式解集,判断的正负,以及由韦达定理求得关系;再对每个选项,逐一分析,即可判断和选择.
【详解】的解集为,故,且,即;
对A:,故A正确;
对B:,故B正确;
对CD:不等式,即,又,故,
也即,解得,即不等式解集为,故C错误,D正确.
故选:ABD.
7.(24-25高一上·山西晋城·期中)已知是方程的两个根,其中,不等式的解集是,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】根据一元二次不等式的解集与一元二次方程根的关系可判断AC正确,再由根与系数关系可判断B正确,D错误.
【详解】不等式的解集是,其中,所以,
且是一元二次方程的解,
所以,
所以,故A,C正确;
又因为,所以D错误;
又方程的解是1和,且不等式的解集为,
所以,B正确.
故选:ABC.
8.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知函数,下列说法正确的是( )
A.若关于的不等式的解集是或,则
B.若集合有且仅有两个子集,则的最大值为
C.若,则的最大值为
D.若,且关于x的不等式的解集中有且仅有三个正整数,则实数的取值范围是
【答案】ACD
【分析】对于A选项,根据一元二次不等式解集与方程根的关系来确定参数的值,再验证等式.
对于B选项,运用集合有且仅有两个子集,得到方程有一个根,借助根的判别式,得到,关系式,化简式子,再求最值即可.
对于C选项,先根据已知条件得到与的关系,再利用换元数学方法,结合基本不等式求式子的最大值.
对于D选项,根据不等式的解集以及已知条件确定的取值范围.
【详解】对于A选项,因为关于的不等式的解集是或,
则和是两根. 由韦达定理, ,
解得,. 则,所以A选项正确.
对于B选项,运用集合有且仅有两个子集,则方程有一个根,所以判别式,即,可得.
把代入得:
所以当时,取得最大值.所以B选项错误.
对于C选项,若,则,即.
令,则. 所以.
令,则.
对求最大值,.
根据均值不等式,当且仅当时取等号.
所以,所以C选项正确.
对于D选项,当时,.
因为不等式的解集中有且仅有三个正整数,令,
则的解集中有且仅有三个正整数,所以,的解集为,
所以的解集中有且仅有三个正整数,,,
则,解得,所以D选项正确.
故选:ACD.
9.(24-25高一下·河南·开学考试)已知关于的不等式的解集为,则下列结论正确的是( )
A.可能为空集 B.中可能只有一个元素
C.若,则中的元素为负数 D.若,则
【答案】BCD
【分析】根据根的判别式即可判断AB;由,求出集合即可判断C;由,结合C选项,列出不等式即可判断D.
【详解】对于A,由题意得,
则不可能为空集,A错误;
对于B,由,得,
当,即时,,得,则,B正确;
对于C,当,即时,,C正确.
对于D,当,即时,,
因为,所以,得,D正确.
故选:BCD.
10.(25-26高一上·全国·课后作业)若关于x的方程的两个根都在区间上,则a的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】设,由题可知,若都在区间内,则需满足所以解得,故B,C符合.
三、填空题
11.(24-25高一上·四川成都·期中)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】化不等式的右边为0 ,通分并转化为一元二次不等式求解即得.
【详解】不等式,则,
解得或,所以原不等式的解集为.
故答案为:
12.不等式的解集为 .
【答案】或
【分析】首先将分式不等式等价转换为,且,利用数轴“穿针引线”法即可求解.
【详解】原不等式等价于,且
分别令各个因式为0,可得根依次为,2,
利用数轴“穿针引线”法可得不等式的解集为或.
故答案为:或.
13.(2025·上海黄浦·三模)不等式的解集为 .
【答案】
【分析】应用分式不等式的解法得,解一元二次不等式求解集.
【详解】由题设,而,
所以,则,即解集为.
故答案为:
14.已知方程的两个根满足,则m的值是 .
【答案】5
【分析】利用根与系数的关系可得,结合已知可得,求解即可.
【详解】因为的两根为,所以,
又因为,所以,
所以,解得,检验可得,
所以.
故答案为:.
15.(25-26高一上·全国·课后作业)我国为了加强对烟酒生产的宏观管理,除了应征税收外,还征收附加税.已知某种酒每瓶售价为70元,不收附加税时,每年大约销售100万瓶;若每销售100元国家要征附加税元(叫作税率),则每年销售量将减少万瓶.如果要使每年在此项经营中所收取的附加税额不少于112万元,那么实数的最小值为 .
【答案】2
【详解】依题意,,解得,即实数的最小值为2.
四、解答题
16.(25-26高一上·全国·课后作业)解下列不等式(组):
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6)设,解关于的不等式.
【答案】(1)或
(2)或
(3)
(4)
(5)或
(6)答案见解析
【详解】解:(1)方程的两根为,.结合二次函数的图象知,原不等式的解集为或.
(2)原不等式可化为,方程的两根分别为,.结合二次函数的图象知,原不等式的解集为或.
(3)原不等式为,整理得.解方程,得.结合二次函数的图象知,原不等式的解集为.
(4)不等式可化为.因为方程的两根为,.又二次函数的图象开口向上,所以不等式的解集是.
(5)原不等式等价于不等式组不等式①可化为,解得或.不等式②可化为,解得.故原不等式的解集为或.
(6)①当时,不等式可化为,原不等式的解集为.
②当时,方程的两根分别为2和.a.当时,解不等式得,故原不等式的解集为;b.当时,不等式无解,故原不等式的解集为;c.当时,解不等式得,故原不等式的解集为.综上所述,当时,解集为,当时,解集为,当时,解集为,当时,解集为.
方法总结 1.解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式的变形,使不等式右侧为0,同时使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式左侧因式分解,若不易分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程有无实根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.根据图象写出不等式的解集.
2.对于含参数的一元二次不等式,若二次项系数为常数,则可先考虑分解因式,再对参数进行讨论;若不易分解因式,则可对判别式进行分类讨论;若求出的两根中含有参数,应对两根的大小进行讨论,然后利用不等式的解集与方程根的关系得出结论.
核心笔记1.解不含参的一元二次不等式有以下3种方法(先化为标准式).
(1)因式分解法:若不等式对应的一元二次方程能因式分解,则可以直接由一元二次方程的根及不等号方向得到不等式的解集;(第2,5题)
(2)配方法:若不等式对应的一元二次方程能够化为完全平方式,不论取何值,完全平方式始终大于或等于零,不等式的解集易得;
(3)图象法:利用二次方程求根公式求不等式对应的一元二次方程的根(先用判别式判断根的情况),然后结合对应的二次函数的图象写出不等式的解集.(第1,7题)
2.分式不等式的解法(第6题)
(1);
(2)且.
3.解含有参数的一元二次不等式时要注意分类讨论.(第3,5,9题)
(1)关于不等式类型的讨论:二次项系数,,;
(2)关于不等式对应方程的实数根的讨论:两个不相等的实数根,两个相等的实数根,无实数根;(第3题)
(3)关于不等式对应的方程的实数根的大小的讨论,,.(第5,13(6)题)
4.三个“二次”之间的关系(第7,8,10,13题)
(1)一元二次方程的根就是相应的二次函数的零点,也是相应的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,相当于知道了相应的二次函数的开口方向及与轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定的系数.(第4,6,8,11题)
5.利用一元二次方程根的判别式解一元二次不等式在上恒成立的问题.
设,则恒成立,;恒成立,;恒成立,;恒成立,.
若未说明不等式是否为一元二次不等式,则先讨论的情况.(第3,12题)
17.(24-25高一下·湖北黄石·阶段练习)解关于x的不等式.
【答案】答案见解析
【分析】先讨论时不等式的解,在时,求得相应方程的两根,通过比较两根的大小可得不等式的解.
【详解】原不等式可化为,即,
①当时,原不等式化为,解得
②当时,原不等式化为,
原不等式解集,
原不等式解集为,
原不等式解集为,
③当时,原不等式化为.
原不等式解集为.
综上,当时,不等式的解集为;
当时,不等式解集为;
当时,不等式解集为;
当时,不等式解集;
当时,不等式解集为.
18.(2025高一·全国·专题练习)已知是关于方程的两个根,且都大于1.若,求实数的值.
【答案】
【分析】根据根与系数的关系得到,利用,所以解此方程得到,然后根据都大于1确定k的值.
【详解】根据题意得,
∵
∴,
∴
∴
整理得 ,解得
当时,原方程为,解得 (不符合条件舍去),
当时,原方程为,解得 符合题意;
∴k的值为7.
19.(24-25高一上·安徽芜湖·期末)已知关于的不等式.
(1)当不等式的解集为时,求的值;
(2)若且不等式恒成立,求的最小值.
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)由方程根与系数的关系求解即可;
(2)由一元二次不等式恒成立得到,再由基本不等式的乘“1”法可求.
【详解】(1)由题意可知:为方程的根,
或,
.
(2)不等式恒成立,
,即,.
(当且仅当时取等号),
的最小值为4.
20.(24-25高一上·湖南长沙·阶段练习)已知函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若关于的方程有两个不相等的正实数根、,求的取值范围和的取值范围.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)当时,利用二次不等式的解法解不等式,可得其解集;
(2)利用二次方程根的分布可得出关于实数的不等式组,解出的取值范围,利用韦达定理可得出关于的函数关系式,结合不等式的基本性质可求得的取值范围.
【详解】(1)当时,由,解得或,
所以,当时,不等式的解集为.
(2)关于的方程有两个不相等的正实数根、,
所以,,解得,
因为,
因为,则,故.
故的取值范围为.
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第10讲 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:10大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:零点
一般地,一元二次方的根就是二次函数当函数值取零时自变量x的值,即二次函数的图象与x轴交点的横坐标,也称为二次函数的零点.
知识点2:二次函数的图象,对应方程的根及零点情况
判别式
二次函数的图象
一元二次方程的根
有两个相异实根,()
有两个相等实根
没有实根
二次函数的零点
有两个相异零点,()
有两个相等零点
无零点
知识点3:一元二次不等式的定义
像这样只含有一个未知数,并且未知数最高次数是2的整式不等式叫作一元二次不等式.
知识点4:“三个二次“”之间的联系
判别式
二次函数的图象
一元二次方程的根
有两个相异实根,()
有两个相等实根
没有实根
一元二次不等式的解集
或
R
一元二次不等式的解集
【题型1 求二次函数的零点】
例1.求下列函数的零点:
(1);
(2);
【变式1-1】求下列函数的零点:
(1);
(2).
【题型2 证明及判断二次函数的零点】
例2-1.求证:二次函数有两个零点.
例2-2.判断二次函数在区间上是否存在零点.
【变式2-1】证明:函数没有零点.
【变式2-2】设m为实数,若函数有且只有一个零点,求m的值.
【变式2-3】设m为实数,已知二次函数的两个零点都在区间内,求m的取值范围.
【题型3 解不含参的一元二次不等式】
例3.求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
【变式3-1】解下列一元二次不等式
(1)
(2)
【变式3-2】求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式3-3】求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3);
(4).
【题型4 解含参的一元二次不等式】
例4-1.(24-25高一上·江西·开学考试)解关与x的不等式:
例4-2.(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)已知函数,
(1)当时,解关于的不等式;
(2)若关于的不等式的解集为,求和的值;
(3)解关于的不等式.
【变式4-1】(24-25高一上·北京·期中)解关于的不等式:.
【变式4-2】求下列关于x的不等式的解集,其中a,m是常数:
(1);
(2).
【变式4-3】(24-25高一下·湖南长沙·开学考试)已知函数.
(1)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【题型5 由一元二次不等式的解确定参数】
例5.不等式的解集是,则的解集是( )
A. B.
C.或 D.或
【变式5-1】(24-25高一上·河北唐山·期末)若不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
【变式5-2】若关于的不等式的解集是,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(24-25高一下·浙江杭州·期中)已知关于的不等式的解集为,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【题型6 整数解问题】
例6.(24-25高一上·天津·期末)关于x的不等式 的解集中整数有且只有3个,则正数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】若关于的不等式有且只有一个整数解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式6-3】关于的不等式的解集中恰有个正整数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型7 一元二次方程根的分布问题】
例7-1.关于x的方程,m为何值时,有一正根一负根.
例7-2.(24-25高一上·河南·阶段练习)已知一元二次方程的一根比1大,另一根比1小,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
例7-3.(24-25高一上·安徽合肥·期中)已知关于x的方程有两个大于2的相异实数根,则实数m的取值范围是()
A.或 B.
C. D.或
【变式7-1】(24-25高一上·广东广州·阶段练习)已知方程有一正根一负根,则实数的取值范围是 .
【变式7-2】关于的方程有两个不相等的实数根且,那么的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-3】已知是方程的两根,若两根都大于1,求的取值范围.
【变式7-4】已知关于的一元二次方程的一根小于,另一根大于,求实数的取值范围.
【题型8 一元二次不等式的实际应用】
例8.(24-25高一上·江苏连云港·期末)近年来,某企业每年消耗电费36万元.为了节能减排,决定安装一个可使用20年的太阳能供电设备,并接入本企业的电网.安装这种供电设备的费用(单位:万元)与太阳能电池板的面积(单位:)成正比,比例系数约为.为了保证正常用电,安装后采用太阳能和电能互补供电的模式.设在此模式下,安装后该企业每年消耗的电费(单位:万元)与安装的这种太阳能电池板的面积(单位:)之间的函数关系是(为常数).记该企业安装这种太阳能供电设备的费用与20年所消耗的电费之和为(单位:万元).
(1)解释的实际意义,并写出关于的函数关系式;
(2)当为何值时,最小?求出的最小值;
(3)要使不超过安装太阳能供电设备前消耗电费的,求的取值范围.
【变式8-1】某服装公司生产的衬衣,在某城市年销售8万件,现该公司在该市设立代理商来销售衬衫,代理商向服装公司收取销售金额的代理费.为此,该衬衫每件价格要提高到元才能保证公司利润.由于提价每年将少销售万件,如果代理商每年收取的代理费不少于16万元,求的取值范围.
【变式8-2】在乡村振兴的道路上,某地干部在帮扶走访中得知某农户的实际情况后,为他家量身定制了致富计划,政府无息贷款万元给该农户养羊,每万元可创造利润万元.进行技术指导后,养羊的投资减少了万元,且每万元创造的利润变为原来的倍.现将养羊少投资的万元全部投资网店,进行农产品销售,则每万元创造的利润为万元,其中.
(1)若进行技术指导后养羊的利润不低于原来养羊的利润,求的取值范围;
(2)若网店销售的利润始终不高于技术指导后养羊的利润,求的最大值.
【变式8-3】某市为推动美丽乡村建设,发展农业经济,鼓励某食品企业生产一种饮料,该饮料每瓶成本为10元,售价为15元,月销售8万瓶.
(1)据市场调查,若每瓶售价每提高1元,月销售量将减少8000瓶,要使下月总利润不低于原来的月总利润,该饮料每瓶售价最多为多少元?
(2)为提高月总利润,企业决定下月调整营销策略,计划每瓶售价元,并投入万元作为调整营销策略的费用.据市场调查,每瓶售价每提高1元,月销售量将相应减少万瓶,则当每瓶售价为多少时,下月的月总利润最大?并求出下月的最大总利润.(提示:月总利润月销售总收入月总成本)
【题型9 解分式不等式】
例9-1.(24-25高一上·上海·阶段练习)不等式的解集为 .
例9-2.(24-25高一上·北京·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.或
【变式9-1】不等式的解集为 .
【变式9-2】不等式的解集为 .
【变式9-3】(24-25高一上·安徽合肥·期末)不等式的解集是 .
【题型10 解高次不等式】
例10.(24-25高一上·江苏苏州·阶段练习)不等式的解集是 .
【变式10-1】(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)不等式的解集为 .
【变式10-2】(24-25高一上·吉林长春·阶段练习)不等式的解集为 .
【变式10-3】(24-25高一上·上海·期中)关于的不等式的解集为 .
一、单选题
1.(24-25高一下·广西柳州·开学考试)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
2.下列不等式中,与的解集相同的是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·全国·课后作业)若函数和的图象如图,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高一上·北京·阶段练习)若关于的方程的两个实数根的平方和等于11,则等于( )
A.或 B. C. D.
5.(24-25高一下·贵州·期中)若不等式对任意实数均成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(24-25高一下·河北保定·阶段练习)已知关于x的不等式的解集为,则( )
A.
B.
C.不等式的解集为或
D.不等式的解集为
7.(24-25高一上·山西晋城·期中)已知是方程的两个根,其中,不等式的解集是,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·江苏徐州·期中)已知函数,下列说法正确的是( )
A.若关于的不等式的解集是或,则
B.若集合有且仅有两个子集,则的最大值为
C.若,则的最大值为
D.若,且关于x的不等式的解集中有且仅有三个正整数,则实数的取值范围是
9.(24-25高一下·河南·开学考试)已知关于的不等式的解集为,则下列结论正确的是( )
A.可能为空集 B.中可能只有一个元素
C.若,则中的元素为负数 D.若,则
10.(25-26高一上·全国·课后作业)若关于x的方程的两个根都在区间上,则a的值可以为( )
A. B. C. D.
三、填空题
11.(24-25高一上·四川成都·期中)不等式的解集为 .
12.不等式的解集为 .
13.(2025·上海黄浦·三模)不等式的解集为 .
14.已知方程的两个根满足,则m的值是 .
15.(25-26高一上·全国·课后作业)我国为了加强对烟酒生产的宏观管理,除了应征税收外,还征收附加税.已知某种酒每瓶售价为70元,不收附加税时,每年大约销售100万瓶;若每销售100元国家要征附加税元(叫作税率),则每年销售量将减少万瓶.如果要使每年在此项经营中所收取的附加税额不少于112万元,那么实数的最小值为 .
四、解答题
16.(25-26高一上·全国·课后作业)解下列不等式(组):
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6)设,解关于的不等式.
17.(24-25高一下·湖北黄石·阶段练习)解关于x的不等式.
18.(2025高一·全国·专题练习)已知是关于方程的两个根,且都大于1.若,求实数的值.
19.(24-25高一上·安徽芜湖·期末)已知关于的不等式.
(1)当不等式的解集为时,求的值;
(2)若且不等式恒成立,求的最小值.
20.(24-25高一上·湖南长沙·阶段练习)已知函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若关于的方程有两个不相等的正实数根、,求的取值范围和的取值范围.
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