内容正文:
第08讲:二次函数与一元二次方程、不等式
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一 一元二次不等式的概念
定义
只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,叫做一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0,ax2+bx+c<0,ax2+bx+c≥0,ax2+bx+c≤0,其中a≠0,a,b,c均为常数
知识点二 一元二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
知识点三 二次函数与一元二次方程的根、一元二次不等式的解集的对应关系
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
有两个不相等的实数根x1,x2(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}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
知识点四 解一元二次不等式
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.
知识点五 解分式不等式
(1)>0⇔f(x)·g(x)>0;(2)≤0⇔(3)≥a⇔≥0.
知识点六.简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞),|x|<a(a>0)的解集为(-a,a).
知识点七 一元二次不等式恒成立问题
恒成立的不等式问题通常转化为求最值问题,即:k≥f(x)恒成立⇔k≥f(x)max;k≤f(x)恒成立⇔k≤f(x)min.
【例题详解】
题型一、解不含参数的一元二次不等式
1.(24-25高一上·全国)解一元二次不等式
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)或.
(3)一切实数.
(4).
【分析】根据一元二次不等式的解法计算即可得答案.
【详解】(1),方程的解是.
不等式的解为.
(2)整理得,.
,方程的解为.
原不等式的解为或.
(3)整理,得.
由于上式对任意实数都成立,原不等式的解为一切实数.
(4)整理,得.
由于当时,成立;而对任意的实数都不成立,
原不等式的解为.
2.(24-25高一上·山东淄博·阶段练习)求下列一元二次不等式的解集
(1)
(2)
(3)
(4)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)利用因式分解法结合一元二次不等式解集的形式,解不等式;
(2)根据一元二次不等式解集的形式,解不等式;
(3)根据实数的性质解不等式;
(4)根据根的判别式的值确定解集的形式.
【详解】(1)或.
所以所求不等式的解集为:
(2).
所以所求不等式的解集为:
(3)由.
所以所求不等式的解集为:
(4)因为.
由,
所以所求不等式的解集为:
3.(24-25高一上·全国·课前预习)解下列不等式:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)或;
(2)
(3)或.
(4)
【分析】首先变形不等式的形式,再求对应方程的实数根,再结合二次函数的图象,即可求解.
【详解】(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.
解方程,得.结合二次函数的图象知,原不等式的解集为.
(3)原不等式可化为.
方程两根为2和-3.
结合二次函数的图象知,原不等式的解集为或.
(4)由原不等式得.
原不等式等价于.
解方程,得.
结合二次函数的图象知,原不等式的解集为.
题型二、解分式不等式和含绝对值不等式
4.(24-25高一·上海·课堂例题)解下列不等式:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)或;
(2);
(3)或.
【分析】(1)(2)把分式不等式转化成一元二次不等式求解即得.
(3)变形给定的不等式,再转化成一元二次不等式组求解.
【详解】(1)不等式,解得或,
所以原不等式的解集为或.
(2)不等式,解得,
所以原不等式的解集为.
(3)不等式化为:,即,
则或,解得或,
所以原不等式的解集为或.
5.(24-25高一上·上海·期中)求下列不等式的解集:
(1);
(2).
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)化分式不等式的右边为0,通分转化为一元二次不等式求解.
(2)分段去绝对值符号求解不等式.
【详解】(1)不等式,则,解得,
所以原不等式的解集为.
(2)不等式化为:或或,
解得;不等式组无解;解得,
所以原不等式的解集为.
6.(2025高三·全国·专题练习)解下列关于x的不等式:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8);
(9);
(10).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
【分析】(1)(2)两题用一元二次不等式解法即可求解;
(3)(4)(10)三题用解分式方程的解法即可求解;
(5)(8)用解绝对值不等式的解法即可求解;
(6)(7)(9)解高阶不等式用穿针引线法可以求解;
【详解】(1)由,得,即,
所以,所以不等式的解集为.
(2)原不等式可化为或,
所以解集为{或}.
(3)由题得
由可得:或,又,
则得或,即不等式的解集为.
(4)由,得,
所以,解得或,
所以不等式的解集为.
(5)当,即时,,得,此时,,
当,即时,,得,此时,,
综上所述,,即不等式的解集为.
(6)原不等式可化为或,
即或.
由图可知,原不等式的解集为或.
(7)原不等式可化为,即,
即或,即或.
由图可知,原不等式的解集为或.
(8),令,则,原不等式为:,即,
由,则或,即.
(9)对于,
当时,,原不等式等价于,
等价于,解得或,即;
当时,,原不等式成立,所以是原不等式的一个解;
综上,原不等式的解集为.
(10)对于,变形为,即,与同解,
,即.
题型三、解含有参数的一元二次不等式
7.(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:.
8.(24-25高一上·四川成都·阶段练习)已知函数.
(1)若,求a的取值范围;
(2)解关于x的不等式.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)根据给定条件,利用一元二次型不等式恒成立列式求出范围.
(2)原不等式化为,再按分类讨论求解不等式.
【详解】(1)不等式,依题意,在上恒成立,
当时,在上不恒成立;
当时,,即,解得,
所以a的取值范围是.
(2)不等式,
当时,不等式为,解得;
当时,不等式为,解得或;
当时,不等式为,若,解得;
若,则无解;若,解得,
所以当时,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.
9.(24-25高一上·广西南宁·阶段练习)已知函数.
(1)若,,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)分解因式后,在已知定义域内一个因式恒正,讨论值对另一个因式符号的影响即可得到结果;
(2)由题意得对的值进行分类讨论可得不等式的解集.
【详解】(1)由已知得:
因为,所以,
当时,不符合题意,
当时,若,,
则,,
所以.
(2)当时,,的解集为;
当时,
①若,因为,所以的解集为
②若,因为,所以的解集为
③若,因为,所以的解集为.
④若,因为,所以的解集为
题型四、由一元二次不等式的解确定参数
10.(24-25高一上·贵州毕节·阶段练习)若不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据一元二次不等式与一元二次方程的关系,及根与系数的关系,求出,从而求出不等式的解集.
【详解】不等式的解集为,
和是的解,
,解得,,整理的,,故不等式的解集为:,
故答案为:B.
11.(24-25高一上·陕西·期末)若关于的不等式的解集为,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用韦达定理用表示,代入所求不等式得到关于的不等式,求出不等式的解集即可.
【详解】由不等式的解集为,
则,即,
所以不等式,即为,又,
所以,解得或.
所以不等式的解集为.
故选:B.
12.(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.
题型五、一元二次方程根的分布问题
13.(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.
14.(24-25高一上·浙江·期中)关于的方程有两根,其中一根小于2,另一根大于3,则实数的取值范围是( )
A.或 B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据已知条件结合一元二次函数及其方程的性质列出关于a的不等式组,即可求解.
【详解】设,
则由题意可知,即,解得,
故实数的取值范围是.
故选:C.
15.(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
题型六、一元二次不等式在实数集上的恒成立问题
16.(24-25高一上·重庆·期末)若不等式对一切恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用一元二次不等式恒成立问题求解.
【详解】当时,恒成立,则;
当时,,解得,
所以实数的取值范围为.
故选:D
17.(24-25高一上·湖南永州·阶段练习)若不等式的解集为,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】二次型不等式恒成立问题,先讨论二次项系数是否为0,若不为0,则根据二次项系数与判别式确定参数的不等式,求解即可.
【详解】原不等式整理成: .
当 时, ,不等式恒成立;
设 ,
当 时函数 为二次函数,
要恒小于 0,抛物线开口向下且与 轴没有交点,
得到: ,
解得 .
综上得到
故选: B.
18.(24-25高一·上海·课堂例题)若不等式对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A.; B.;
C.; D..
【答案】B
【分析】依题意可得不等式对任意实数x均成立,对二次项系数分类讨论即可得实数a的取值范围.
【详解】将不等式整理可得,
即不等式对任意实数x均成立,
当,即时,不等式变为,满足题意;
当时,需满足,解得;
综上可得实数a的取值范围是.
故选:B
题型七、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
19.(24-25高一上·山东临沂·期末)“”是“在上恒成立”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
【答案】A
【分析】根据二次不等式在上恒成立结合参变量分离法求出实数的取值范围,再利用集合的包含关系判断可得出结论.
【详解】根据题意,若在上恒成立,
所以,在上恒成立,
由“对勾函数”可知,函数在上单调递增,
所以,当时,,可得,
所以,在上恒成立“的充要条件是”“,
因为,
因此,“”是“在上恒成立”的充分不必要条件.
故选:A.
20.(24-25高一上·江苏南通·期中)恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】转化问题为对于恒成立,进而由结合基本不等式求解即可.
【详解】由,得,
则问题转化为对于恒成立,
又,
当且仅当,即时等号成立,
所以,即实数的取值范围为.
故选:D.
21.(24-25高一上·贵州·期中)已知集合,对于任意的,不等式恒成立,则实数x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题设有,且在上恒成立,讨论、、求实数x的取值范围.
【详解】由题设,
由,即在上恒成立,
当时,恒成立,此时,
当时,不等式不成立,
当时,恒成立,此时,
综上,实数x的取值范围是.
故选:D
题型八、一元二次不等式在某区间上有解问题
22.(24-25高一上·江西南昌·阶段练习)若关于的不等式在区间内有解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求得的最大值,由此列不等式来求得的取值范围.
【详解】,所以当或时,
取得最大值为,
由于关于的不等式在区间内有解,
所以,解得.
故选:A
23.(24-25高一上·江苏常州·阶段练习)方程在区间[1,3]内有解,则实数的取值范围是( )
A.[2,5] B.[1,7] C. D.[1,5]
【答案】B
【分析】问题化为在上有解,利用二次函数性质求右侧的值域,即可确定参数范围.
【详解】由题设在内有解,即在上有解,
令,,则在上递增,
所以,故.
故选:B
24.(2023高三·全国·专题练习)若关于x的不等式在区间上有解,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用二次函数的图象及根的分布计算即可.
【详解】易知恒成立,即有两个不等实数根,
又,即二次函数有两个异号零点,
所以要满足不等式在区间上有解,
所以只需,
解得,所以实数m的取值范围是.
故选A.
题型九、一元二次不等式的实际应用
25.(25-26高一上·全国)汽车在行驶时,由于惯性作用,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析交通事故的一个重要因素.在一个限速的弯道上,甲、乙两车相向而行,发现情况不对同时刹车,但还是相碰了.事故后现场勘查测得甲车的刹车距离略超过,乙车的刹车距离略超过,又知甲、乙两种车型的刹车距离与车速之间分别有如下关系:,.则可判断甲、乙两车的超速现象是( )
A.甲车超速 B.甲车不超速 C.乙车超速 D.乙车不超速
【答案】BC
【详解】由题意,对于甲车,有,即,解得或(舍去),由此估计甲车不会超过限速;对于乙车,有,即,解得或(舍去),即乙车超速
26.(24-25高一上·云南昭通·期末)已知某零件原来的售价为15元,可售出50万件,据市场调查,该零件的单价每提高1元,销售量就减少2万件.现该零件的销售商计划对该零件进行提价销售,若提价后的售价为元,为使提价后该零件的销售总收入不低于原来的销售总收入,则的最大值是( )
A.20 B.25 C.27 D.28
【答案】B
【分析】依题意可得,解得即可.
【详解】由题意可得,整理得,
即,解得,则的最大值是25.
故选:B
27.(24-25高一上·广东广州·期末)某地区上年度电价为0.8元/(),年用电量为,本年度计划将电价下降到0.55元/()至0.7元/()之间,而用户期望电价为0.4元/().经测算,下调电价后新增用电量和实际电价与用户的期望电价的差成反比(比例系数为).该地区的电力成本价为0.3元/().
(1)写出本年度电价下调后电力部门的收益(单价:元)关于实际电价(单位:元/())的函数解析式;(收益=实际电量(实际电价-成本价))
(2)设,当电价最低定为多少时,仍可保证电力部门的收益比上年至少增长?
【答案】(1),
(2)当电价最低定为元/()时,可保证电力部门的收益比上年至少增长
【分析】(1)设下调电价后新增用电量为,可得出,进而得出收益关于实际电价的函数解析式;
(2)根据题意列不等式组,解一元二次不等式即可得出结论.
【详解】(1)设下调电价后新增用电量为,
因为下调电价后新增用电量和实际电价与用户期望电价的差成反比(比例系数为),
则,所以本年度的用电量为,
所以本年度电力部门的收益关于实际电价的函数解析式为:,.
(2)依题意有:,
整理得:,解得:,
所以当电价最低定为元/()时,可保证电力部门的收益比上年至少增长.
题型十:二次函数与一元二次方程、不等式综合问题
28.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若关于的不等式的解集为,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接解一元二次不等式即可;
(2)由题意可得不等式的解集为,又方程的两个根为和,从而可求解.
【详解】(1)当时,不等式等价于,
∴,解得或.
∴不等式的解集为.
(2)不等式等价于,
∴不等式的解集为.
∵方程的两个根为和,
∴或,解得,
∴实数的值为.
29.(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.
30.(24-25高一上·山东德州·期末)已知函数.
(1)若关于的不等式的解集为,求、;
(2)当时,
①若关于的不等式解集为,求实数的取值范围;
②若、,求的最小值.
【答案】(1),.
(2)①;②.
【分析】(1)分析可知、是方程的两根,利用韦达定理可求得、的值;
(2)由已知条件得出,①由题意可得,由此可求得实数的取值范围;②将代数式与相乘,展开后利用基本不等式可求得的最小值.
【详解】(1)由题意可知、是方程的两根,则,
解得,.
(2)当时,则,可得,则,
则,
①因为关于的不等式解集为,
则,解得,
因此,实数的取值范围是;
②因为、,则,
当且仅当,即当时,等号成立,
所以当,时,的最小值为.
【专项训练】
一、单选题
1.(2025高一上·河北保定·专题练习)不等式的解集是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【分析】利用绝对值的意义,分和两种情况,再利用一元二次不等式的解法,即可求解.
【详解】当时,原不等式等价于,解得,所以,
当时,原不等式等价于,解得,所以,
综上,原不等式的解为,
故选:A.
2.(24-25高一上·全国·课前预习)不等式的解为,则的值分别为( )
A. B.1,6 C. D.
【答案】A
【分析】根据不等式的解集可得对应方程的根,利用根与系数的关系求解.
【详解】由已知可知方程的两根分别为,,
由韦达定理得:,,
,.
故选:A
3.(25-26高一上·全国·课后作业)某工人共加工300个零件,在加工100个零件后,改进了操作方法,每天多加工15个,用了不到20天的时间就完成了任务,则改进操作方法前每天至少加工零件的个数为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【详解】设改进操作方法前每天至少要加工x个零件,由题意得,解得或(舍去).又,所以改进操作方法前每天至少要加工9个零件.
4.(25-26高一上·全国·课后作业)已知不等式的解集为或,则不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【详解】由题意知,1为方程的两根,所以解得则不等式可化为,即,解得.
5.(25-26高一上·全国·课后作业)若关于的不等式的解集是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,原不等式为,符合题意;当时,要使关于的不等式的解集为,只需解得.综上,.
6.(24-25高一上·云南昭通·期中)已知不等式的解集为或,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.的解集为
【答案】C
【分析】利用三个二次的关系分析得到,,即可判断AB;对于C,由或可得;对于D,利用前面已得结论,消元后解一元二次不等式即得.
【详解】由题意知,和3是方程的两根,且,
则有,故得.
对于AB,由和,可推得,故AB均错误;
对于C,因或故,故C正确;
对于D,由上分析,不等式可化为,
因,故可解得,即的解集为,故D错误.
故选:C.
7.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于的内接矩形花园(阴影部分),则其边长(单位:)的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点作垂线,易得两组相似三角形,得到等式,结合分式等式的性质,得出,从而得出内接矩形的长与宽的关系式,再根据题意建立不等式,解不等式得解.
【详解】
如上图所示,过点作底的垂线,分别交于点
设矩形的另一边长为,
易知,
由三角形相似知,,所以
即,所以,
由题意,所以,即,解得,
故选:C
8.(24-25高一上·安徽合肥·期末)已知关于的不等式组仅有一个整数解,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知结合二次不等式的求法分别求出各不等式的解集,即可求解.
【详解】由,即,
解得或,由,
即,因为,
不等式的解集为,
结合题意,此时原不等式组的解集为,且仅有一个整数解,
所以.
故选:B.
二、多选题
9.(24-25高一上·贵州毕节·期末)已知命题,那么命题p成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】解不等式,只需是或的真子集,得到答案.
【详解】或,
要求命题p成立的一个充分不必要条件,只需满足或的真子集即可,
其中和满足要求,其他选项不满足.
故选:AC
10.(24-25高一上·山东日照·期末)已知关于x的不等式的解集为,则( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.的最小值为6
【答案】ACD
【分析】由已知条件知方程的两根,,结合根与系数关系可得,,依次判断各个选项.
【详解】对于A,根据题意,方程的两根,且,故A正确;
对于B,由,,,即,,则,故B错误;
对于C,因为,,
所以不等式为,又,
所以不等式变为,解得,即不等式的解集为,故C正确;
对于D,,,,
则,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为6,故D正确.
故选:ACD.
11.(24-25高一上·广东广州·期末)使不等式对一切实数都成立的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】先求出不等式对一切实数都成立时的取值范围,然后再看各个选项是否在这个取值范围内.
【详解】当时,此时不等式变为,这个不等式对于一切实数恒成立.
当时,不等式是一个二次不等式,要使其对一切实数都成立,则二次函数的图象需开口向下,且与轴无交点.开口向下:二次项系数,即. 与轴无交点:判别式.此种情况,解得.
综合两种情况
不等式对一切实数都成立时的取值范围是.
分析各个选项:
A选项:满足,所以是不等式成立的一个充分条件.
B选项:不满足,所以不是不等式成立的充分条件.
C选项:满足,所以是不等式成立的一个充分条件.
D选项:满足,所以是不等式成立的一个充分条件.
故选:ACD.
12.(24-25高一上·江苏盐城·期末)已知关于的不等式的解集为,则( )
A. B.
C.不等式的解集为 D.不等式的解集为
【答案】ACD
【分析】由题意可知:的根为,且,即可判断A;利用韦达定理判断B;代入解不等式判断CD.
【详解】由题意可知:的根为,且,故A正确;
由韦达定理可得,即,
所以,故B错误;
不等式即为,且,
解得,所以不等式的解集为,故C正确;
不等式即为,且,
可得,解得,
所以不等式的解集为,故D正确;
故选:ACD.
13.(24-25高一上·陕西西安·阶段练习)关于的不等式的解集为或,下列说法正确的是( )
A. B.不等式的解集为
C.的最大值为 D.
【答案】ACD
【分析】根据一元二次不等式的解集与方程的根的关系可判断,结合韦达定理及一元二次不等式的解法可判断;利用基本不等式的求和的最小值可判断;
【详解】对于:不等式的解集为或,
故和是方程的两个根,
所以,解得,故正确,
对于:可变为,解得或,故错误,
对于,,当且仅当,即时等号成立,所以的最大值为,故正确;
对于,是对应方程的根,所以,故正确.
故选:ACD.
三、填空题
14.(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.
15.(24-25高一上·江西上饶·阶段练习)已知不等式的解集为,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由题意,为方程的根,且,进而结合韦达定理求出,,再解不等式即可.
【详解】由题意,为方程的根,且,
则,解得,
不等式,即为,
即,解得,
则不等式的解集为.
故答案为:
16.(24-25高一上·广东深圳·期末)当关于x的不等式对一切实数x都成立时,k的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据不等式恒成立对二次项系数k的取值进行分类讨论,再由判别式可解得k的取值范围.
【详解】当时,不等式可化为,显然恒成立,
当时,若不等式对一切实数x都成立,
需满足,且,即;
综上可得,,
即k的取值范围是.
故答案为:
17.(24-25高一上·湖南湘潭·期末)如图,地在自西向东的一条直线铁路上,在距地的B地有一金属矿,地到该铁路的距离.现拟定在之间的地修建一条公路到地,即修建一条的运输路线.若公路运费是铁路运费的倍,则当地到地的距离为 时,总运费最低.
【答案】
【分析】根据已知列出总运费,再应用判别式法计算求解即可.
【详解】设当地到地的距离为时,铁路每公里运费为,公路每公里运费为.
由题意得,则总运费,
要使总费用最低,只需最小即可.
设,则,
得,则,得.
当时,总费用最低,则,得,
所以当地到地的距离为时,总运费最低.
故答案为:.
四、解答题
18.(24-25高一下·四川泸州·开学考试)已知不等式的解集为.
(1)求的值;
(2)若不等式对于均成立,求实数取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据不等式的解集得1和2是方程的两根,然后根据韦达定理建立的方程求解即可.
(2)分和两种情况讨论,时利用判别式法列不等式组求解范围,最后求并集即可.
【详解】(1)由题意知,1和2是方程的两根,.
由韦达定理可得,解得;
(2)由(1)可知,则不等式对于均成立,
则当时,不等式恒成立;
当时,不等式对于均成立,
等价于,解得,
综上,可得.
19.(24-25高一上·江西·期末)设函数
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,,求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)根据一元二次不等式的解集与对应方程根的关系来确定系数;
(2)先将不等式化简,再通过因式分解求解集,需要对参数的取值进行分类讨论。
【详解】(1)由题意,不等式的解集为,则-1和3是方程的两个根,
得解得,所以.
(2)若,则,即,
因为,所以,是方程的两个实数根,
①当时,,不等式的解集为,
②当时,解集为,
③当时,,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
20.(24-25高一上·江苏盐城·期中)某主播在直播平台上销售一款成本为每件24元的商品.经调查发现,该商品每天的销售量(件)与销售单价(元)之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求该商品每天的销售量与销售单价之间的函数关系式;
(2)若该主播按单价不低于成本价,且不高于50元销售,则销售单价定为多少元时利润最大?最大利润是多少?
(3)若该主播要使销售该商品每天获得的利润不低于1280元,则每天的销售量最少应为多少件?
【答案】(1)
(2)单价定为元时利润最大,最大利润为元
(3)
【分析】(1)设出一次函数解析式,利用待定系数法求得正确答案.
(2)求得利润的表达式,利用二次函数的性质求得最值以及此时对应的单价.
(3)根据已知条件列不等式,根据函数的单调性求得销售量的最小值.
【详解】(1)设,由图可知,函数图象过点,
所以,解得,所以,
由解得.
所以每天的销售量与销售单价之间的函数关系式是.
(2)若单价不低于成本价24元,且不高于50元销售,
则,
则利润,
其开口向下,对称轴为,
所以当时,利润取得最大值为,
所以当单价为元时,取得最大利润为元.
(3)由(2)得利润,
又该商品每天获得的利润不低于1280元,
则,整理得,
即,解得,
销售量是减函数,所以当时,销售量最小,
且最小值为件.
21.(24-25高一上·江西抚州·期末)已知二次函数.
(1)若的解集为,解关于的不等式;
(2)若且,求的最小值;
(3)若,且对任意,不等式恒成立,求的最小值.
【答案】(1)或
(2)
(3)
【分析】(1)分析可知、是方程的解,且,利用韦达定理求出、的值,然后利用二次不等式的解法解不等式,即可得出该不等式的解集;
(2)由已知等式化简所求代数式得,利用基本不等式可求得该代数式的最小值;
(3)由二次不等式恒成立可得出,可得出,令,则,且,可得出,结合基本不等式可得出所求代数式的最小值.
【详解】(1)由已知的解集为,则,
所以、是方程的解,
由韦达定理可得,解得,
所以不等式可化为,解得或,
故不等式的解集为或.
(2)因为,所以
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以的最小值为.
(3)因为对任意,不等式恒成立,
所以,则,则,
令,则,且,
所以,
当且仅当时,即当时,等号成立,
即当时,即当时,等号成立,所以的最小值为.
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第08讲:二次函数与一元二次方程、不等式
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一 一元二次不等式的概念
定义
只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,叫做一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0,ax2+bx+c<0,ax2+bx+c≥0,ax2+bx+c≤0,其中a≠0,a,b,c均为常数
知识点二 一元二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
知识点三 二次函数与一元二次方程的根、一元二次不等式的解集的对应关系
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
有两个不相等的实数根x1,x2(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}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
知识点四 解一元二次不等式
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.
知识点五 解分式不等式
(1)>0⇔f(x)·g(x)>0;(2)≤0⇔(3)≥a⇔≥0.
知识点六.简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞),|x|<a(a>0)的解集为(-a,a).
知识点七 一元二次不等式恒成立问题
恒成立的不等式问题通常转化为求最值问题,即:k≥f(x)恒成立⇔k≥f(x)max;k≤f(x)恒成立⇔k≤f(x)min.
【例题详解】
题型一、解不含参数的一元二次不等式
1.(24-25高一上·全国)解一元二次不等式
(1);
(2);
(3);
(4).
2.(24-25高一上·山东淄博·阶段练习)求下列一元二次不等式的解集
(1)
(2)
(3)
(4)
3.(24-25高一上·全国·课前预习)解下列不等式:
(1);
(2);
(3);
(4).
题型二、解分式不等式和含绝对值不等式
4.(24-25高一·上海·课堂例题)解下列不等式:
(1);
(2);
(3).
5.(24-25高一上·上海·期中)求下列不等式的解集:
(1);
(2).
6.(2025高三·全国·专题练习)解下列关于x的不等式:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6);
(7);
(8);
(9);
(10).
题型三、解含有参数的一元二次不等式
7.(24-25高一上·北京·期中)解关于的不等式:.
8.(24-25高一上·四川成都·阶段练习)已知函数.
(1)若,求a的取值范围;
(2)解关于x的不等式.
9.(24-25高一上·广西南宁·阶段练习)已知函数.
(1)若,,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
题型四、由一元二次不等式的解确定参数
10.(24-25高一上·贵州毕节·阶段练习)若不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
11.(24-25高一上·陕西·期末)若关于的不等式的解集为,则的解集为( )
A. B.
C. D.
12.(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
题型五、一元二次方程根的分布问题
13.(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.
14.(24-25高一上·浙江·期中)关于的方程有两根,其中一根小于2,另一根大于3,则实数的取值范围是( )
A.或 B.
C. D.
15.(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
题型六、一元二次不等式在实数集上的恒成立问题
16.(24-25高一上·重庆·期末)若不等式对一切恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
17.(24-25高一上·湖南永州·阶段练习)若不等式的解集为,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
18.(24-25高一·上海·课堂例题)若不等式对任意实数x均成立,则实数a的取值范围是( )
A.; B.;
C.; D..
题型七、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
19.(24-25高一上·山东临沂·期末)“”是“在上恒成立”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
20.(24-25高一上·江苏南通·期中)恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
21.(24-25高一上·贵州·期中)已知集合,对于任意的,不等式恒成立,则实数x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
题型八、一元二次不等式在某区间上有解问题
22.(24-25高一上·江西南昌·阶段练习)若关于的不等式在区间内有解,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
23.(24-25高一上·江苏常州·阶段练习)方程在区间[1,3]内有解,则实数的取值范围是( )
A.[2,5] B.[1,7] C. D.[1,5]
24.(2023高三·全国·专题练习)若关于x的不等式在区间上有解,则实数m的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型九、一元二次不等式的实际应用
25.(25-26高一上·全国)汽车在行驶时,由于惯性作用,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析交通事故的一个重要因素.在一个限速的弯道上,甲、乙两车相向而行,发现情况不对同时刹车,但还是相碰了.事故后现场勘查测得甲车的刹车距离略超过,乙车的刹车距离略超过,又知甲、乙两种车型的刹车距离与车速之间分别有如下关系:,.则可判断甲、乙两车的超速现象是( )
A.甲车超速 B.甲车不超速 C.乙车超速 D.乙车不超速
26.(24-25高一上·云南昭通·期末)已知某零件原来的售价为15元,可售出50万件,据市场调查,该零件的单价每提高1元,销售量就减少2万件.现该零件的销售商计划对该零件进行提价销售,若提价后的售价为元,为使提价后该零件的销售总收入不低于原来的销售总收入,则的最大值是( )
A.20 B.25 C.27 D.28
27.(24-25高一上·广东广州·期末)某地区上年度电价为0.8元/(),年用电量为,本年度计划将电价下降到0.55元/()至0.7元/()之间,而用户期望电价为0.4元/().经测算,下调电价后新增用电量和实际电价与用户的期望电价的差成反比(比例系数为).该地区的电力成本价为0.3元/().
(1)写出本年度电价下调后电力部门的收益(单价:元)关于实际电价(单位:元/())的函数解析式;(收益=实际电量(实际电价-成本价))
(2)设,当电价最低定为多少时,仍可保证电力部门的收益比上年至少增长?
题型十:二次函数与一元二次方程、不等式综合问题
28.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若关于的不等式的解集为,求实数的值.
29.(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.
30.(24-25高一上·山东德州·期末)已知函数.
(1)若关于的不等式的解集为,求、;
(2)当时,
①若关于的不等式解集为,求实数的取值范围;
②若、,求的最小值.
【专项训练】
一、单选题
1.(2025高一上·河北保定·专题练习)不等式的解集是( )
A. B.或
C. D.或
2.(24-25高一上·全国·课前预习)不等式的解为,则的值分别为( )
A. B.1,6 C. D.
3.(25-26高一上·全国·课后作业)某工人共加工300个零件,在加工100个零件后,改进了操作方法,每天多加工15个,用了不到20天的时间就完成了任务,则改进操作方法前每天至少加工零件的个数为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
4.(25-26高一上·全国·课后作业)已知不等式的解集为或,则不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.或
5.(25-26高一上·全国·课后作业)若关于的不等式的解集是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·云南昭通·期中)已知不等式的解集为或,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D.的解集为
7.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于的内接矩形花园(阴影部分),则其边长(单位:)的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·安徽合肥·期末)已知关于的不等式组仅有一个整数解,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高一上·贵州毕节·期末)已知命题,那么命题p成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·山东日照·期末)已知关于x的不等式的解集为,则( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.的最小值为6
11.(24-25高一上·广东广州·期末)使不等式对一切实数都成立的一个充分条件是( )
A. B. C. D.
12.(24-25高一上·江苏盐城·期末)已知关于的不等式的解集为,则( )
A. B.
C.不等式的解集为 D.不等式的解集为
13.(24-25高一上·陕西西安·阶段练习)关于的不等式的解集为或,下列说法正确的是( )
A. B.不等式的解集为
C.的最大值为 D.
三、填空题
14.(24-25高一上·安徽亳州·阶段练习)不等式的解集为 .
15.(24-25高一上·江西上饶·阶段练习)已知不等式的解集为,则不等式的解集为 .
16.(24-25高一上·广东深圳·期末)当关于x的不等式对一切实数x都成立时,k的取值范围是 .
17.(24-25高一上·湖南湘潭·期末)如图,地在自西向东的一条直线铁路上,在距地的B地有一金属矿,地到该铁路的距离.现拟定在之间的地修建一条公路到地,即修建一条的运输路线.若公路运费是铁路运费的倍,则当地到地的距离为 时,总运费最低.
四、解答题
18.(24-25高一下·四川泸州·开学考试)已知不等式的解集为.
(1)求的值;
(2)若不等式对于均成立,求实数取值范围.
19.(24-25高一上·江西·期末)设函数
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,,求不等式的解集.
20.(24-25高一上·江苏盐城·期中)某主播在直播平台上销售一款成本为每件24元的商品.经调查发现,该商品每天的销售量(件)与销售单价(元)之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求该商品每天的销售量与销售单价之间的函数关系式;
(2)若该主播按单价不低于成本价,且不高于50元销售,则销售单价定为多少元时利润最大?最大利润是多少?
(3)若该主播要使销售该商品每天获得的利润不低于1280元,则每天的销售量最少应为多少件?
21.(24-25高一上·江西抚州·期末)已知二次函数.
(1)若的解集为,解关于的不等式;
(2)若且,求的最小值;
(3)若,且对任意,不等式恒成立,求的最小值.
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