内容正文:
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
第1课时 一元二次不等式的解法
课程标准 素养解读
1.理解一元二次方程、一元二次不等式与二次函数的关系
2.掌握图象法解一元二次不等式
3.会对含参数的一元二次不等式分类讨论
通过求一元二次方程的解集及根
与系数关系的应用,提升逻辑推
理和数学运算素养
[情境引入]
利用恒等式的变形,推导一元二次方程根与系
数的关系如下
设一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),两根
为x1,x2,
令ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2)=ax2-a
(x1+x2)x+ax1x2,
∴
b=-a(x1+x2),
c=ax1x2,{
即
x1+x2=-
b
a
,
x1x2=
c
a.
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
[知识梳理]
[知识点一] 一元二次不等式
1.一般地,我们把只含有 未知数,并且
未知数的最高次数是 的不等式,称为
一元二次不等式.
2.一元二次不等式的一般形式是 或
(其中a,b,c均为常数,a≠0).
1.不等式x2+2x>0
是一元二次不等
式吗?
2.一元二次不等式的一般形式中“a≠0”可以
省略吗?
[知识点二] 二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),
我们把使 的实数x叫做二次函
数y=ax2+bx+c的零点.
3.二次函数y=ax2+bx+c的零点是
点吗?
[知识点三] 二次函数与一元二次方程、不等
式的解的对应关系
1.对应关系
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
等的实数根
x1,x2(x1<
x2)
有两个相等
的 实 数 根
x1 =x2 =
-b2a
没 有 实
数根
ax2+bx+c
>0(a>0)
的解集
ax2+bx+c
<0(a>0)
的解集
74
第二章 一元二次函数、方程和不等式
2.本质:一元二次方程、一元二次不等式是—
元二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的特殊
情况,它们之间是一种包含关系,也就是当
y=0时,函数y=ax2+bx+c(a≠0)就转化
为方程,当y>0或y<0时,就转化为一元
二次不等式.
3.应用:①解一元二次不等式;②已知一元二
次不等式的解集求参数.
4.当Δ=0时,不等式ax2+bx+c≥0
(a>0)与ax2+bx+c≤0(a>0)的解集分
别是什么?
[预习自测]
1.不等式-2x2+x+3<0的解集是 ( )
A.{x|x<-1} B.{x|x>32
}
C.{x|-1<x<32
} D.{x|x<-1,或x>32
}
2.下面四个不等式中解集为R的是 ( )
A.-x2+x+1≥0
B.x2-2 5x+5>0
C.x2+6x+10>0
D.2x2-3x+4<0
3.若二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象
与x轴的两个交点为(-1,0)和(3,0),则不
等式ax2+bx+c<0的解集是 .
一元二次不等式的解法
[例1]解下列不等式:
(1)2x2+5x-3<0;
(2)-3x2+6x≤2;
(3)4x2+4x+1>0;
(4)-x2+6x-10>0.
[思路点拨] 先求对应方程的解,再依据
二次函数的图象写出不等式的解集.
一元二次不等式的两种解法
(1)图象法:一般地,当a>0时,解形如
ax2+bx+c>0(或≥0)或ax2+bx+c<0
(或≤0)的一元二次不等式,一般可分为
三步:
①确定对应方程ax2+bx+c=0的解;
②画出对应函数y=ax2+bx+c的图象;
③由图象得出不等式的解集.
对于a<0的一元二次不等式,可以直接采
取类似a>0时的解题步骤求解;也可以先
把它化成二次项系数为正的一元二次不等
式,再求解.
(2)代数法:将所给不等式化为一般式后借
助分解因式或配方求解,当p<q时,若(x
-p)(x-q)>0,则x>q或x<p;若(x-
p)(x-q)<0,则p<x<q.有口诀如下“大
于取两边,小于取中间”.
84
数学必修第一册
[变式训练]
1.解下列不等式:
(1)x2-x-6>0;
(2)25x2-10x+1>0;
(3)-2x2+x+1<0.
含参数的一元二次不等式的解法
[例2]解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1
<0.
[思路点拨] 分a=0和a≠0两种情况讨
论.
含参数的一元二次不等式的解法
[变式训练]
2.解关于x的不等式x2+(1-a)x-a<0.
三个“二次”关系的应用
[例3](1)若不等式ax2+bx+2>0的解集是
{x|-12<x<
1
3
},则a+b= .
(2)已知不等式ax2+bx+c>0的解集为{x
|2<x<3},则不等式cx2-bx+a>0的解
集为 .
[思路点拨] 设一元二次方程ax2+bx+
c=0(a≠0)的两个根为x1,x2,则x1+x2
=-ba
,x1x2=
c
a.
94
第二章 一元二次函数、方程和不等式
一元二次不等式解集逆向应用问题的解法及步骤
(1)求解方法:
由已知不等式的解可转化为一元二次方程
的两根,从而由根与系数的关系,找出系数
a,b,c之间的关系,写出不等式的解集.
(2)求解步骤:
第一步:审结论———明确解题方向
如要解cx2+bx+a<0,首先确定c的符
号,最好能确定a,b,c的值.
第二步:审条件———挖掘题目信息
利用一元二次方程的根与一元二次不等式
的解集的关系列出关于a,b,c的方程组,
用a表示b,c.
第三步:建联系———找解题突破口
由给定不等式的解集形式→确定关于a,
b,c的方程组→用a表示b,c→代入所求
不等式→求解cx2+bx+a<0的解集.
[变式训练]
3.若关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集
为{x|-3<x<4},求关于x的不等式bx2
+2ax-c-3b<0的解集.
1.集合A={x|-2≤x≤2},B={x|x2-5x-
6≤0},则(∁RA)∪B= ( )
A.{x|x<-2或x>2} B.{x|2<x≤6}
C.{x|x<-2或x≥-1} D.{x|2≤x≤3}
2.(多选题)关于x的不等式mx2-ax-1>0
(m>0)的解集不可能是 ( )
A.{x|x<-1,或x>14
} B.R
C.{x|-13<x<
3
2
} D.⌀
3.已知集合A={x|1<x<2},B={x|x2-
2ax+a2-1<0},若A⊆B,则实数a的取值
范围是 .
4.方程x2+(m-3)x+m=0有两个实根,则
实数m 的取值范围是 .
5.解关于x的不等式ax2+(2a-1)x-2<0.
学习至此,请完成配套训练
第2课时 一元二次不等式解法的应用
课程标准 素养解读
1.会解简单的分式不等式
2.通过三个“二次间的关系”解简单一元二次不等式恒成立问题
3.能够从实际生活和生产中抽象出一元二次不等式的模型,并加以
求解
通过求方程组解集,提
升数学运算、数学抽象
和逻辑推理素养
05
数学必修第一册
∴函数y=4x(3-2x)(0<x<32
)的最大值为9
2.
(3)∵x>2,∴x-2>0,
∴x+ 4x-2=x-2+
4
x-2+2
≥2 (x-2) 4x-2+2=6
,
当且仅当x-2= 4x-2
,
即x=4时,等号成立.∴x+ 4x-2
的最小值为6.
[例2] B [因为a>0,b>0,所以2a+b>0,
所以要使2
a+
1
b≥
m
2a+b
恒成立,
只需m≤(2a+b)(2a+
1
b
)恒成立,
而(2a+b)(2a +
1
b
)=4+2ab +
2b
a +1≥5+4=9
,当且
仅当a=b时,等号成立,所以m≤9.]
[例3] [解] (1)设休闲区的宽为a米,则长为ax米,由
a2x=4000,得a=20 10
x
.
则S=(a+8)(ax+20)=a2x+(8x+20)a+160=4000
+(8x+20)20 10
x
+160
=80 10(2 x+ 5
x
)+4160(x>1).
(2)因 为 80 10(2 x+ 5
x
)+4160≥80 10×
2 2 x× 5
x
+4160=1600+4160=5760,当且仅当
2 x= 5
x
,即x=2.5时,等号成 立,此 时a=40,ax=
100,所以要使公园所占面积最小,休闲区 A1B1C1D1 应
设计为长100米,宽40米.
变式训练
1.解析:(1)xy=2x+8y≥2 16xy,当且仅当2x=8y,
即x=16,y=4时等号成立,
∴ xy≥8,∴xy≥64,
∴xy的最小值为64.
(2)由2x+8y=xy,得2y+
8
x=1
,
∴x+y=(x+y) 2y+
8
x( ) =10+
2x
y +
8y
x ≥10+8
=18,
当且仅当2x
y =
8y
x .
即x=12,y=6时等号成立,
∴x+y的最小值为18.
2.BC [由题可得m2<3x
2+6y2+2x+4y
2xy
恒成立.
∵(x+2y)2=4=2x+4y,
∴m2 <3x
2+6y2+2x+4y
2xy =
3x2+6y2+(x+2y)2
2xy =
4x2+10y2+4xy
2xy =
2x
y +
5y
x +2
,
而2x
y +
5y
x ≥2
2x
y
5y
x =2 10
,当且仅当2x2=5y2,
即x=4 10-103
,y=8-2 103
时 取 等 号,则 m2 <2
10+2≈8.]
3.解:(1)由题意,可知当m=0时,x=1,∴1=3-k,解得k
=2,∴x=3- 2m+1
,
又每件产品的销售价格为1.5×8+16xx
元,
∴y=x(1.5×8+16xx
)-(8+16x+m)=4+8x-m
=4+8(3- 2m+1
)-m
=-[16m+1+
(m+1)]+29(m≥0).
(2)∵m≥0,16m+1+
(m+1)≥2 16=8,当且仅当 16m+1
=m+1,即m=3时等号成立,
∴y≤-8+29=21,∴ymax=21.
故该厂家2024年的促销费用为3万元时,厂家的利润最
大,最大利润为21万元.
随堂步步夯实
1.D 2.A
3.2+ 3
4.a|a≥15{ }
5.解:设该厂每x天购买一次面粉.其购买量为6x吨.
由题意可知,面粉的保管费及其他费用为
3×[6x+6(x-1)+6(x-2)++6×1]=9x(x+1).
设平均每天所支付的总费用为y1 元,
则y1=
1
x
[9x(x+1)+900]+6×1800=9x+900x +10
809≥2 9x900x +10809=10989
(元),
当且仅当9x=900x
,即x=10时,等号成立.
所以该厂每10天购买一次面粉,才能使平均每天所支付
的总费用最少.
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
第1课时 一元二次不等式的解法
课前预习学案
知识梳理
知识点一、1.一个 2 2.ax2+bx+c>0 ax2+bx+c<0
知识点二、ax2+bx+c=0
知识点三、{x|x<x1,或x>x2} {x|x≠-
b
2a
} R {x|
x1<x<x2} ⌀ ⌀
873
数学必修第一册
[思考]
1.提示:不是,一元二次不等式一定为整式不等式.
2.提示:不可以,若a=0,就不是二次不等式了.
3.提示:不是,二次函数y=ax2+bx+c的零点是方程ax2
+bx+c=0的根.
4.提示:R,{x|x=-b2a
}.
预习自测
1.D 2.C 3.{x|x>3,或x<-1}
课堂互动学案
[例1] [解] (1)Δ=49>0,方程2x2+5x-3=0的两根
为x1=-3,x2=
1
2
,
作出函数y=2x2+5x-3的图象,如图①所示.
由图可得原不等式的解集为{x|-3<x<12
}.
(2)原不等式等价于3x2-6x+2≥0.Δ=12>0,解方程
3x2-6x+2=0,得x1=
3- 3
3
,x2=
3+ 3
3
,
作出函数y=3x2-6x+2的图象,如图②所示,由图可
得原不等式的解集为{x|x≤3- 33
或x≥3+ 33
},
(3)∵Δ=0,∴方程4x2+4x+1=0
有两个相等的实根x1=x2=-
1
2.
作出函数y=4x2+4x+1的图象如
图③所示.
由图可得原不等式的解集为
{x|x≠-12
,x∈R}.
(4)原不等式可化为x2-6x+10<0,
∵Δ=-4<0,
∴方程x2-6x+10=0无实根,
∴原不等式的解集为⌀.
[例2] [解] 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
)(x-1)>0,解得x
<1a
或x>1.
③当a>0时,原不等式化为(x-1a
)(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.
综上可知,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
}.
[例3] [解析] (1)由已知得,
ax2+bx+2=0的解为-12
,1
3
,且a<0.
∴
-ba =-
1
2+
1
3
,
2
a=
(-12
)×13
,
ì
î
í
ïï
ï
解得
a=-12,
b=-2,{
∴a+b=-14.
(2)由题意知
2+3=-ba
,
2×3=ca
,
a<0,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
即
b=-5a,
c=6a,
a<0.
{
代入不等式cx2-bx+a>0,
得6ax2+5ax+a>0(a<0).
即6x2+5x+1<0,解得-12<x<-
1
3
,
所以所求不等式的解集为{x|-12<x<-
1
3
}.
[答案] (1)-14 (2){x|-12<x<-
1
3
}
变式训练
1.解析:(1)方程x2-x-6=0的两根为x1=-2,x2=3,
结合二次函数y=x2-x-6的图象知x2-x-6>0的
解集为{x|x>3,或x<-2}.
(2)方程25x2-10x+1=0的两相等实根,x1=x2=
1
5.
结合二次函数y=25x2-10x+1的图象知25x2-10x+
1>0的解集为{x|x≠15
}.
(3)方法一:方程-2x2+x+1=0的
解为x1=-
1
2
,x2=1,函 数y=-
2x2+x+1的图象是开口向下的抛物
线,与x轴的交点为(- 12
,0)和(1,
0),如图,
观察图象知不等式的解集为{x|x<-12
,或x>1}.
方法二:在不等式两边同乘-1,可得
2x2-x-1>0,方程2x2-x-1=0的
解为x1=-
1
2
,x2=1;画出函数y=
2x2-x-1的图象如图所示.
观察图象,可得原不等式的解集为{x|x<-12
,或x>1}.
973
参考答案
2.解:方程x2+(1-a)x-a=0的解为x1=-1,x2=a,函
数y=x2+(1-a)x-a的图象开口向上,则当a<-1
时,原不等式解集为{x|a<x<-1};
当a=-1时,原不等式解集为⌀;
当a>-1时,原不等式解集为{x|-1<x<a}.
3.解析:∵ax2+bx+c>0的解集为{x|-3<x<4},
∴a<0且-3和4是一元二次方程ax2+bx+c=0的
两根,
∴
-3+4=-ba
-3×4=ca
ì
î
í
ïï
ï
,解得
b=-a
c=-12a{ .
∴不等式bx2+2ax-c-3b<0
可化为-ax2+2ax+15a<0,
即x2-2x-15<0,
∴-3<x<5,
∴所求不等式的解集为{x|-3<x<5}.
随堂步步夯实
1.C 2.BCD
3.{a|1≤a≤2}
4.m≤1或m≥9
5.解:原不等式即为(ax-1)(x+2)<0.
①当a=0时,-x-2<0,解得x>-2,故不等式的解集
为{x|x>-2};
②当a>0时,1a>-2
,解原不等式可得-2<x<1a
,此
时原不等式的解集为 x -2<x<1a{ };
③当-12<a<0
时,1
a <-2
,解原不等式可得x< 1a
或 x > - 2, 此 时, 原 不 等 式 的 解 集
为 x x<1a
或x>-2{ };
④当a=-12
时,原不等式即为-12
(x+2)2<0,解得x
≠-2,此时,原不等式的解集为{x|x≠-2};
⑤当a<-12
时,1
a>-2
,解原不等式可得x<-2或x
>1a
,此时,原不等式的解集为 x x<-2或x>1a{ }.
综 上 所 述,当 a < - 12
时,原 不 等 式 的 解 集
为 x x<-2或x>1a{ };
当a=-12
时,原不等式的解集为{x|x≠-2};
当 - 12 < a < 0
时, 原 不 等 式 的 解 集
为 x x<1a
或x>-2{ };
当a=0时,原不等式的解集为{x|x>-2};
当a>0时,原不等式的解集为 x -2<x<1a{ }.
第2课时 一元二次不等式解法的应用
课前预习学案
情境引入
提示:不等价;{x|0<x<1}.
知识梳理
知识点一、(1)0⇔f(x)g(x)>0 (2)f(x)g(x)≤0
g(x)≠0
预习自测
1.C 2.B 3.{m|0<m<2}
课堂互动学案
[例1] 解析:(1)原不等式等价于
⇔
x2-x-6>0
x-1>0{ ,或
x2-x-6<0
x-1<0{ .
解得x>3或-2<x<1.
∴原不等式的解集为{x|x>3,或-2<x<1}.
(2)原不等式可化为2x-13-4x-1>0
,即3x-2
4x-3<0
,等价于
(3x-2)(4x-3)<0,
∴23<x<
3
4.
∴原不等式的解集为{x|23<x<
3
4
}.
[例2] [解] (1)由题意,得y=[1.2×(1+0.75x)-1×
(1+x)]×1000×(1+0.6x)(0<x<1),整理得y=-
60x2+20x+200(0<x<1).
(2)要 保 证 本 年 度 的 利 润 比 上 年 度 有 所 增 加,当 且 仅
当
y-(1.2-1)×1000>0,
0<x<1,{
即
-60x2+20x>0,
0<x<1,{
解不等式组,得0<x<13
,
所以为保证本年度的年利润比上年度有所增加,投入成
本增加的比例x的范围为{x|0<x<13
}.
[例3] [解] 函数y=mx2+mx+(m-1)的值恒为负
值,即不等式mx2+mx+(m-1)<0对一切实数x都成
立,于是
①当m=0时,-1<0恒成立;
②当m≠0时,要使其恒成立,
则有
m<0,
Δ=m2-4m(m-1)<0,{ 解得m<0.
综上,m 的取值范围为{m|m≤0}.
变式训练
1.解析:(1)x-ax+1>0⇔
(x+1)(x-a)>0,
又因为原不等式的解集为{x|x<-1,或x>4},
所以(x+1)(x-4)>0,所以a=4.
(2)原不等式化为2x-13+4x-1>0
,即x+2
4x+3<0
,
083
数学必修第一册