内容正文:
第5课时 一元二次方程、不等式
[考试要求] 1.会从实际情境中抽象出一元二次不等式,了解一元二次不等式的现实意义.2.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集.3.了解一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.
考点一 不含参数的不等式的解法
1.三个“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
___________
_
_
2.(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}
_
_________
3.分式不等式与整式不等式
(1)>0(<0)⇔f (x)·g(x)>0(<0)且g(x)≠0.
(2)≥0(≤0)⇔f (x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
4.简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为______________,
|x|<a(a>0)的解集为______.
提醒:解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.
[典例1] (多选)下列选项中,正确的是( )
A.不等式x2+x-2>0的解集为{x|x<-2,或x>1}
B.不等式≤1的解集为{x|-3≤x<2}
C.不等式|x-2|≥1的解集为{x|1≤x≤3}
D.设x∈R,则“|x-1|<1”是“<0”的充分不必要条件
[听课记录]
反思领悟 (1)可通过求解相应一元二次方程的根,再画出相应二次函数图象,求出不等式的解集.
(2)分式不等式转化为整式不等式时,要注意等价转化,必要时要对分母进行限制,转化为不等式组,如本例中,≤1⇔-1≤0⇔≤0⇔不能在不讨论x-2与“0”的大小关系的情况下,不等式的两边直接乘“x-2”去分母.
巩固迁移1 (2024·福州鼓楼区一模)已知集合A=,B={x|x2-3x<0},则A∪B=( )
A.{x|x≤2,或x≥3} B.{x|-2<x<3}
C.{x|0<x≤2} D.{x|x≤-2,或x≥3}
考点二 含参数的一元二次不等式的解法
[典例2] 解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
[听课记录]
反思领悟 解含参数的一元二次不等式的步骤
(1)讨论二次项系数:本例中二次项系数为a,当a=0时,转化为一次不等式x+1≤0;当a<0时,要转化为二次项系数大于0的形式(x+1)≤0(注意不等号的变化);当a>0时直接求解.
(2)判断方程根的个数:不能分解因式时,需通过讨论判别式Δ与0的关系,确定根的个数,能分解因式无需判断,如本例.
(3)确定根的大小写解集:本例中,a>0时,>-1,不等式的解集在两根之外,a<0时,与-1的大小不定,需比较与-1的大小,确定不等式的解集.
巩固迁移2 若a∈R,则关于x的不等式4x2-4ax+a2-1<0的解集为( )
A.
B.
C.
D.
考点三 三个二次的关系
[典例3] (多选)(人教B版必修第一册P81习题2-2BT7改编)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),则下列选项中正确的是( )
A.a>0
B.不等式bx+c>0的解集是{x|x<-6}
C.a+b+c>0
D.不等式cx2-bx+a<0的解集为
[听课记录]
反思领悟 本例中,由ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞)可知a>0,且ax2+bx+c=0的两根分别为-2和3,即-=-2+3,=-2×3,可求得b=-a,c=-6a,代入所求不等式中,可得不等式的解集,进而得解.
巩固迁移3 (2025·张家口市桥西区模拟)已知不等式ax2+bx-6<0的解集为{x|-3<x<2},则不等式x2-bx-2a≥0的解集为( )
A.{x|x≤-2,或x≥3} B.{x|-1≤x≤2}
C.{x|-2≤x≤3} D.{x|x≤-1,或x≥2}
解决不等式恒成立问题,常用判别式法、分离参数法、转化法等,方法灵活多变,需根据具体条件求解.
形如f (x)≥0(f (x)≤0)在R上恒成立问题
[典例1] (人教A版必修第一册P58复习参考题2T6改编)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________.
[听课记录]
反思领悟 (1)ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立的充要条件是
(2)ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立的充要条件是
提醒:当不等式ax2+bx+c>0未说明为一元二次不等式时,要分a=0和a≠0进行讨论.
应用体验1 若一元二次不等式2kx2+kx-<0对一切实数x都成立,则k的取值范围为( )
A.(-3,0] B.[-3,0)
C.[-3,0] D.(-3,0)
形如f (x)≥0在区间[a,b]上恒成立问题
[典例2] 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________.
[听课记录]
反思领悟 本例中,不等式f (x)<5-m在[1,3]上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值.
应用体验2 已知函数f (x)=x2-2ax+1对任意x∈(0,2]有f (x)≥0恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B.[-1,1]
C.(-∞,1] D.
1.(2024·开封期中)不等式(x-2)(1-2x)≥0的解集为( )
A. B.
C. D.
2.(2025·雷州市模拟)关于x的不等式-x2+mx+n>0的解集为{x|-1<x<2},则m+n的值为( )
A.- B.-
C. D.
3.(2025·北京朝阳区模拟)若关于x的不等式mx2-mx-1<0的解集为R,则实数m的取值范围是( )
A.0<m<4 B.0≤m<4
C.-4<m<0 D.-4<m≤0
4.(2025·株洲荷塘区模拟)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____________.
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第5课时 一元二次方程、不等式
考点一
1.{x|x<x1,或x>x2} {x|x1<x<x2} ∅ ∅ 2.{x|x≠a} {x|x<b,或x>a} ∅ {x|b<x<a} 4.(-∞,-a)∪(a,+∞) (-a,a)
典例1 ABD [因为方程x2+x-2=0的解为x1=1,x2=-2,所以不等式x2+x-2>0的解集为{x|x<-2,或x>1},故A正确;
因为-1≤0,即≤0,即(x+3)(x-2)≤0(x-2≠0),解得-3≤x<2,所以不等式的解集为{x|-3≤x<2},故B正确;
由|x-2|≥1,可得x-2≤-1或x-2≥1,
解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为{x|x≤1,或x≥3},故C错误;
由|x-1|<1,可得-1<x-1<1,解得0<x<2,由<0,可得-4<x<5,因此,“|x-1|<1”是“<0”的充分不必要条件,故D正确.故选ABD.]
巩固迁移1 B [因为集合A=={x|-2<x≤2},B={x|x2-3x<0}={x|0<x<3},
则A∪B={x|-2<x<3}.故选B.]
考点二
典例2 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.
巩固迁移2 C [由题可知,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<.故选C.]
考点三
典例3 ABD [∵关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),∴a>0,A选项正确;
已知-2和3是关于x的方程ax2+bx+c=0的两根,由根与系数的关系得
则b=-a,c=-6a,则a+b+c=-6a<0,C选项错误;
不等式bx+c>0即为-ax-6a>0,解得x<-6,B选项正确;
不等式cx2-bx+a<0即为-6ax2+ax+a<0,即6x2-x-1>0,解得x<-或x>,D选项正确.故选ABD.]
巩固迁移3 D [因为不等式ax2+bx-6<0的解集为{x|-3<x<2},
所以-3,2是方程ax2+bx-6=0的根,
即解得a=1,b=1,
所以不等式x2-bx-2a≥0即x2-x-2≥0,解得x≥2或x≤-1,
所以不等式x2-bx-2a≥0的解集为{x|x≥2,或x≤-1}.
故选D.]
微点突破2 一元二次不等式恒成立问题
典例1 [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.]
应用体验1 D [一元二次不等式2kx2+kx-<0对一切实数x都成立,
则必有
解得-3<k<0.]
典例2 [f (x)<5-m在x∈[1,3]上恒成立,即m(x2-x+1)-6<0在x∈[1,3]上恒成立.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.]
应用体验2 C [f (x)=x2-2ax+1对任意x∈(0,2]有f (x)≥0恒成立,即2a≤x+在x∈(0,2]上恒成立.因为x+≥2,当且仅当x=1时取最小值2,所以2a≤2,即a≤1.故选C.]
随堂练习
1.B 2.C 3.D
4.(-∞,-1)∪(2,+∞) [由题意关于x的不等式ax-b>0的解集是(1,+∞),可得=1,且a>0,
(ax+b)(x-2)>0可变为(x-2)>0,即得(x-2)(x+1)>0,
∴x<-1,或x>2,∴不等式的解集是(-∞,-1)∪(2,+∞).]
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