内容正文:
§2.1 不等式的性质和一元二次方程、不等式
目录
知识点一:不等式的性质 2
考点1:不等式的性质的应用 2
由已知条件判断不等式是否正确 2
比较数(式)大小 3
利用不等式求值或取值范围 4
知识点二:一元二次方程、不等式 5
考点2: 求一元二次不等式的解集 6
不含参的不等式 6
含参的不等式 7
考点3: 三个”二次“之间的关系 7
考点4: 一元二次不等式恒(能)成立问题 8
在R上恒成立 8
在给定区间上恒成立 9
在某区间上能成立 10
考点5:一元二次方程根的分布 10
【强化训练】 14
知识点一:不等式的性质
1. 不等式的基本性质
对称性:.
传递性:.
可加性:①;②.
可乘性:①;
②同向同正可乘性:.
可乘方性:.
可开方性:.
2. 不等式的倒数和分数性质
倒数性质:①; ②;
③.
分数性质(糖水不等式):若, ,则 ①真分数性质:;;②假分数性质:;.
考点1:不等式的性质的应用
· 由已知条件判断不等式是否正确
方法提炼
(1) 直接利用不等式的性质逐个验证,要特别注意前提条件;
(2) 利用特殊值排除法;
【例1.1.】
已知,,且,则( )
A. B.
C. D.
【例1.2.】
,,下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【例1.3.】
(多选)设实数满足,则( )
A. B. C. D.
【例1.4.】
(多选)已知,则下列各选项正确的是( )
A. B.
C. D.
· 比较数(式)大小
方法提炼
比较数(式)大小的常用方法:
(1) 作差法
1
基本原理:⑴;⑵;⑶.
当时,;
2
步骤:作差变形定号得出结论.
(2) 作商法
1
基本原理:
2
步骤:作商变形判断商与1的大小关系得出结论.
(3) 构造函数,利用函数的单调性比较大小.
【例1.5.】
若,则有( )
A. B.
C. D.
【例1.6.】
若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【例1.7.】
(多选)若,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【例1.8.】
(多选)已知非零实数满足,则下列不等式一定成立的有( )
A. B.
C. D.
· 利用不等式求值或取值范围
方法提炼
已知,,求取值范围的步骤:
第一步:设;
第二步:经过恒等变形,求得待定系数;
第三步:再根据不等式的同向可加性即可求得的取值范围。
【例1.9.】
已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例1.10.】
已知,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【例1.11.】
设为实数,满足,则的最大值为( )
A.27 B.24 C.12 D.32
【例1.12.】
设实数,,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【例1.13.】
若实数,且,则的取值范围是 .
【例1.14.】
已知实数a,b,c满足,,则的取值范围是 .
知识点二:一元二次方程、不等式
1. 一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系
判别式
二次函数的图象
方程的根
有两个不相等的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
的解集
R
的解集
2.
或型不等式的解集
不等式
解集
{x|x≠a}
3. 分式不等式与整式不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0);
(2)≥0(≤0)⇔f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
4. 绝对值不等式
(1); 推广: ;
(2)或; 推广:或;
(3)或;
(4);
(5)与的三种解法:
1 数轴上的几何意义:
在数轴上的几何意义表示为到两定点的距之和,;
在数轴上的几何意义表示为到两定点的距离之差,.
2 采用零点分段法求解,体现了分类讨论的思想.
3 通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.
考点2: 求一元二次不等式的解集
· 不含参的不等式
方法提炼
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;
(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.
【例2.1.】
不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【例2.2.】
不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【例2.3.】
不等式的解集为 .
· 含参的不等式
方法提炼
解含有参数的一元二次不等式时要注意分类讨论.
(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;
(3)
关于不等式对应的方程的实数根的大小的讨论,,.
【例2.4.】
若,解关于的不等式.
【例2.5.】
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.
【例2.6.】
已知函数,若当时,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点3: 三个”二次“之间的关系
方法提炼
(1) 一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应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系数.
【例3.1.】
若关于的不等式的解集是,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【例3.2.】
一元二次不等式的解为,那么的解集为( )
A. B.
C. D.
【例3.3.】
已知,,且,则ab的最大值为 .
【例3.4.】
已知对,不等式恒成立,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
考点4: 一元二次不等式恒(能)成立问题
· 在R上恒成立
方法提炼
(1)
对任意实数恒成立的条件是或.
(2)
对任意实数恒成立的条件是或.
【例4.1.】
若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例4.2.】
若“”是真命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例4.3.】
已知,若对一切实数x恒成立,则实数a的取值范围为 .
· 在给定区间上恒成立
方法提炼
有两种命题情况:一是自变量在给定区间上恒成立;二是在给定参数的范围上恒成立.这两种情况的解法为:
(1)
不等式解集法:若在区间上恒成立,且不等式的解集为,则;
(2)
函数最值法:已知函数的值域为,则恒成立⇒ ,即;恒成立⇒,即.
(3)
分离参数法:将参数与变量分离,即化成或的形式,通过解不等式或得的取值范围.
(4) 主参换位法:即把主元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.
(5)
数形结合法:结合函数图像将问题转化为函数图像的对称轴、区间端点的函数值或函数图像的位置(相对于轴)关系求解.
【例4.4.】
若,使得成立是真命题,则实数的最大值为( )
A. B. C.4 D.
【例4.5.】
(多选)已知,,且不等式恒成立,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【例4.6.】
已知关于的不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是
【例4.7.】
若,对,均有恒成立,则的最小值为
【例4.8.】
设函数的定义域为,满足,且当时,.若对任意,都有,则的取值范围是
A. B. C. D.
· 在某区间上能成立
方法提炼
不等式能成立问题常常转化为函数的最值来处理,具体如下:
(1)
若存在,有解⇒;
(2)
若存在,有解⇒.
【例4.9.】
若不等式在上有解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例4.10.】
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.
【例4.11.】
已知命题“,”为真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
考点5:一元二次方程根的分布
方法提炼
一般情况下需要从以下4个方面考虑:
①开口方向;②方程的根的判别式;③对称轴与区间端点的关系;④区间端点函数值的正负.
(1) 两根在同一区间
根的分布
大致图像
结论
(2) 两根不在同一区间【抓①开口方向②区间端点函数值的正负】
根的分布
大致图像
结论
或
(3)
在区间上只有一根
或
(4)
①方程有两个不等的负根
②方程有两个不等的正根
③方程有一正根和一负根
【例5.1.】
关于方程在内恰有一解,则( )
A. B. C. D.
【例5.2.】
已知方程的两根分别在区间,之内,则实数的取值范围为 .
【例5.3.】
已知方程有且仅有两个不相等的正实数根,则实数的取值范围是 .
【例5.4.】
已知.若,求的最大值为 ;若且,求的最大值为 .
【强化训练】
1.
若,则的范围是( )
A. B. C. D.
2.
已知,则以下错误的是( )
A. B.
C. D.
3.
不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
4.
已知,关于的不等式的解集中有且只有个整数,则的值可以是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
5.
若不等式的解为全体实数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6.
(多选)已知,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
7.
(多选)若,则( )
A. B.
C. D.
8.
(多选)已知二次函数(a,b,c为常数,且)的部分图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.不等式的解集为
9.
已知不等式对任意的恒成立,则实数a的最小值为 .
10.
若,使成立,则实数的取值范围是 .
11.
已知函数(其中)
(1)解关于x的不等式
(2)若不等式在内恒成立,求实数n的取值范围.
(
1
)
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§2.1 不等式的性质和一元二次方程、不等式
目录
知识点一:不等式的性质 2
考点1:不等式的性质的应用 2
由已知条件判断不等式是否正确 2
比较数(式)大小 4
利用不等式求值或取值范围 6
知识点二:一元二次方程、不等式 9
考点2: 求一元二次不等式的解集 11
不含参的不等式 11
含参的不等式 12
考点3: 三个”二次“之间的关系 14
考点4: 一元二次不等式恒(能)成立问题 16
在R上恒成立 16
在给定区间上恒成立 18
在某区间上能成立 22
考点5:一元二次方程根的分布 23
【强化训练】 29
知识点一:不等式的性质
1. 不等式的基本性质
对称性:.
传递性:.
可加性:①;②.
可乘性:①;
②同向同正可乘性:.
可乘方性:.
可开方性:.
2. 不等式的倒数和分数性质
倒数性质:①; ②;
③.
分数性质(糖水不等式):若, ,则 ①真分数性质:;;②假分数性质:;.
考点1:不等式的性质的应用
· 由已知条件判断不等式是否正确
方法提炼
(1) 直接利用不等式的性质逐个验证,要特别注意前提条件;
(2) 利用特殊值排除法;
【例1.1.】
已知,,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A,令,则,A错误;
对于B,令,则,B错误;
对于C,令,则,C错误;
对于D,单调递减,则时,成立,D正确.
故选:D.
【例1.2.】
,,下列不等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A,若,则,,故A错误;
对于B,因为,故,故B正确;
对于C、D,若,,,故C、D错误,
故选:B.
【例1.3.】
(多选)设实数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】,两式相乘得,所以,A正确;
由题得,又,两式相乘得,所以,B错误;
因为,所以两式相乘得,C正确;
因为,所以两式相乘得,D错误.
故选:AC
【例1.4.】
(多选)已知,则下列各选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】对于A,由,得,则,A正确;
对于B,取,满足,而,B错误;
对于C,由,得,则,因此,C正确;
对于D,取,满足,而,D错误.
故选:AC
· 比较数(式)大小
方法提炼
比较数(式)大小的常用方法:
(1) 作差法
1
基本原理:⑴;⑵;⑶.
当时,;
2
步骤:作差变形定号得出结论.
(2) 作商法
1
基本原理:
2
步骤:作商变形判断商与1的大小关系得出结论.
(3) 构造函数,利用函数的单调性比较大小.
【例1.5.】
若,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,所以,
,
又因为,
所以,即.
故选:B.
【例1.6.】
若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数在R上单调递增,所以.
又,所以.
因为,故在上单调递减,
所以,所以,
所以实数的大小关系为,
故选:B.
【例1.7.】
(多选)若,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】因为在为增函数,由有,
对于A:由,因为,所以,故A正确;
对于B:由,当时,,即,故B错误;
对于C:令,可知在上单调递增,由有,故C正确;
对于D:令,则,由有,有,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以当时,,
当时,,故D错误.
故选:AC.
【例1.8.】
(多选)已知非零实数满足,则下列不等式一定成立的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】由题意可得,对于函数,
则在R上单调递增,结合,可得.
对于A,,故A正确;
对于B,由不能判断与1的大小,故B错误;
对于C,取,此时C不成立,故C错误;
对于D,因为,由指数函数的单调性易得,故D正确.
故选:AD.
· 利用不等式求值或取值范围
方法提炼
已知,,求取值范围的步骤:
第一步:设;
第二步:经过恒等变形,求得待定系数;
第三步:再根据不等式的同向可加性即可求得的取值范围。
【例1.9.】
已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,又,,所以的取值范围是.
故选:C.
【例1.10.】
已知,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为,所以,
则,又,所以,
从而.
故选:B.
【例1.11.】
设为实数,满足,则的最大值为( )
A.27 B.24 C.12 D.32
【答案】A
【详解】由,得,
又,所以,
所以,即,
所以的最大值为27.
故选:A
【例1.12.】
设实数,,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得:
,
当时取等号,
所以的最小值为.
故选:B
【例1.13.】
若实数,且,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】因为,故,
由得,解得,
故.
故答案为:
【例1.14.】
已知实数a,b,c满足,,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】因为,所以,因为,所以,
所以,整理得,
因为,
解得,
,
设,则,
令得或,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
因为,,
,,
所以,,
所以的取值范围是.
故答案为:.
知识点二:一元二次方程、不等式
1. 一元二次不等式与相应的二次函数及一元二次方程的关系
判别式
二次函数的图象
方程的根
有两个不相等的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
的解集
R
的解集
2.
或型不等式的解集
不等式
解集
{x|x≠a}
3. 分式不等式与整式不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0);
(2)≥0(≤0)⇔f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
4. 绝对值不等式
(1); 推广: ;
(2)或; 推广:或;
(3)或;
(4);
(5)与的三种解法:
1 数轴上的几何意义:
在数轴上的几何意义表示为到两定点的距之和,;
在数轴上的几何意义表示为到两定点的距离之差,.
2 采用零点分段法求解,体现了分类讨论的思想.
3 通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.
考点2: 求一元二次不等式的解集
· 不含参的不等式
方法提炼
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;
(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.
【例2.1.】
不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,所以.
所以,所以或.
所以不等式的解集为.
故选:B.
【例2.2.】
不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】即为即,故,
故解集为.
故选:C.
【例2.3.】
不等式的解集为 .
【答案】
【详解】因为,所以原不等式等价于,解得,
所以原不等式的解集为.
故答案为:或;或;.
· 含参的不等式
方法提炼
解含有参数的一元二次不等式时要注意分类讨论.
(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;
(3)
关于不等式对应的方程的实数根的大小的讨论,,.
【例2.4.】
若,解关于的不等式.
【详解】移项得,对应的方程的两根为和1,
当时,,解得;
当时,,原不等式无解;
当时,,解得.
综上所述,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.
【例2.5.】
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.
【例2.6.】
已知函数,若当时,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当,时,,
当时,,此时,
所以,不满足当时,,故不符合题意;
当,时,,解得,
由于时,,故,解得;
当,时,恒成立,符合题意;
当,时,,解得,
由于时,,故,解得.
综上.
故选:B
考点3: 三个”二次“之间的关系
方法提炼
(1) 一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应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系数.
【例3.1.】
若关于的不等式的解集是,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为关于的不等式的解集是,
所以且,
解得,所以的取值范围是.
故选:.
【例3.2.】
一元二次不等式的解为,那么的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】一元二次不等式的解为,
所以的解为,且,
由韦达定理得,代入得
,
故选:D.
【例3.3.】
已知,,且,则ab的最大值为 .
【答案】18
【详解】设,则,代入已知式得,
化简得,
由,解得或.
因为,,所以,故.
所以.
故答案为:18.
【例3.4.】
已知对,不等式恒成立,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意得,不等式恒成立,
当时,即,解得或,此时,
当时,即,解得,此时,
所以,的两根分别为,,
由根与系数的关系得:,,
则,,
所以,即,
化简得:,解得或,故D项正确.
故选:D.
考点4: 一元二次不等式恒(能)成立问题
· 在R上恒成立
方法提炼
(1)
对任意实数恒成立的条件是或.
(2)
对任意实数恒成立的条件是或.
【例4.1.】
若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,不等式,解得,显然解集不是,不符合题意;
当,由不等式的解集为,
则,且方程时,,
解得,
即的取值范围为.
故选:A.
【例4.2.】
若“”是真命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可得:,
解得:,
所以实数的取值范围为,
故选:A
【例4.3.】
已知,若对一切实数x恒成立,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【详解】解法一(运用判别式):由已知可得,
即对一切实数x恒成立.
当时,不可能恒成立,
从而由二次函数的性质可得,只能,解得.
因此实数a的取值范围为.
解法二(利用二次函数图像与性质):原不等式整理得,
令,则原问题转化为对恒成立.
当时,抛物线开口向下,显然不合题意;
当时,,其图像是一条直线,也不合题意;
当时,抛物线开口向上,只要,即.
解得或,∴,因此实数a的取值范围为.
解法三(参变分离,构造新函数,运用导数求解函数的单调性及最值):
∵恒成立.
∴问题转化为对恒成立,从而.
令,则,
令,则或.
从而在,上单调递增,在上单调递减.
又,且当时,,故.
于是,因此实数a的取值范围为.
故答案为:.
· 在给定区间上恒成立
方法提炼
有两种命题情况:一是自变量在给定区间上恒成立;二是在给定参数的范围上恒成立.这两种情况的解法为:
(1)
不等式解集法:若在区间上恒成立,且不等式的解集为,则;
(2)
函数最值法:已知函数的值域为,则恒成立⇒ ,即;恒成立⇒,即.
(3)
分离参数法:将参数与变量分离,即化成或的形式,通过解不等式或得的取值范围.
(4) 主参换位法:即把主元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.
(5)
数形结合法:结合函数图像将问题转化为函数图像的对称轴、区间端点的函数值或函数图像的位置(相对于轴)关系求解.
【例4.4.】
若,使得成立是真命题,则实数的最大值为( )
A. B. C.4 D.
【答案】B
【详解】,使得成立是真命题,
所以,恒成立.
所以在上恒成立,
所以,
因为,当且仅当即时等号成立,
所以,所以,即实数的最大值为.
故选:B.
【例4.5.】
(多选)已知,,且不等式恒成立,则( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】AB
【分析】由,令,利用基本不等式求的最小值,即可求得的取值范围.
【详解】由,,则不等式,
令,
则,
又,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
则,当且仅当时,等号成立;
又,当且仅当,即时,等号成立;
故,当且仅当时,等号成立;
所以,解得,
因此可得的最小值为,的最大值为,
故选:AB.
【例4.6.】
已知关于的不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是
【答案】
【详解】根据题意,可得对于函数,
①若,则,此时 恒成立,
因此,只需在上恒成立即可,
即在上恒成立即可,
因为,所以,
因此;
②若,则或,
当时,恒成立,
因此只需满足在上恒成立即可,
不妨取,此时,
由于,故,故不合题意;
当时,恒成立,
因此只需满足在上恒成立即可,
不妨取,此时,
由于,故,故不合题意;
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:
【例4.7.】
若,对,均有恒成立,则的最小值为
【答案】
【详解】设,原题转化为求的最小值,
原不等式可化为对任意的,,
不妨代入,得,得,
当时,原不等式可化为,
即,
观察可知,当时,对一定成立,当且仅当取等号,
此时,,说明时,均可取到,满足题意,
故的最小值为.
故答案为:
【例4.8.】
设函数的定义域为,满足,且当时,.若对任意,都有,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当时,,而时,所以
又,
所以当时,,
当时,,
做出示意图如下图所示:
要使,则需,而由解得,所以,
故选:D.
· 在某区间上能成立
方法提炼
不等式能成立问题常常转化为函数的最值来处理,具体如下:
(1)
若存在,有解⇒;
(2)
若存在,有解⇒.
【例4.9.】
若不等式在上有解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为关于的不等式在区间上有解,
所以在区间上有解,
设,,其中在区间上单调递减,
所以有最小值为,
所以实数的取值范围是.
故选:C.
【例4.10.】
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】D
【详解】不等式在区间内有解,仅需即可,
令,因为的对称轴为,,,
所以由一元二次函数的图像和性质的得,
所以,
故选:D
【例4.11.】
已知命题“,”为真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:因为命题“,”为真命题,
所以,命题“,”为真命题,
所以,时,,
因为,,
所以,当时,,当且仅当时取得等号.
所以,时,,即实数的取值范围是
故选:C
考点5:一元二次方程根的分布
方法提炼
一般情况下需要从以下4个方面考虑:
①开口方向;②方程的根的判别式;③对称轴与区间端点的关系;④区间端点函数值的正负.
(1) 两根在同一区间
根的分布
大致图像
结论
(2) 两根不在同一区间【抓①开口方向②区间端点函数值的正负】
根的分布
大致图像
结论
或
(3)
在区间上只有一根
或
(4)
①方程有两个不等的负根
②方程有两个不等的正根
③方程有一正根和一负根
【例5.1.】
关于方程在内恰有一解,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当时,,不合题意;
∴,令,有,,要使在内恰有一个零点,
∴即可,则,
故选:B
【例5.2.】
已知方程的两根分别在区间,之内,则实数的取值范围为 .
【答案】.
【详解】方程
方程两根为,
若要满足题意,则,解得,
故答案为:.
【例5.3.】
已知方程有且仅有两个不相等的正实数根,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】(1)当时,方程化为:,此时无解,舍去;
(2)当时,考虑方程正实数根情况,只需研究当时方程解的情况,
即此时方程化为,
若此时方程有两个不相等的正实数根,则需
(3)当时,因为,
所以方程化为,
若此时方程有两个不相等的正实数根,则需
(4)当时,函数与轴有两个零点
函数与轴有两个零点
因为,所以即
作出函数与函数图象,
由图可知两图象有两个不同交点,且交点横坐标大于零,从而方程有两个不相等的正实数根,
综上,满足条件的取值范围为或,即
故答案为:
【例5.4.】
已知.若,求的最大值为 ;若且,求的最大值为 .
【答案】 3 3
【详解】设,则,
代入得,
即
令,开口向上,则,
要想在上有解,则或,
由,解得,
由,即,,
综上,,故的最大值为,此时,即.
设,由于且,故,
将代入得,
即,要在上有解,
则
解得,又,故,
当时,,即,解得,此时,符合要求,
故的最大值为.
故答案为:3;3.
【强化训练】
1.
若,则的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由可得,
故,
故选:D
2.
已知,则以下错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以,
对于A,,,,
综上可得,故A正确;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C正确;
对于D,当时,,故D错误;
故选:D.
3.
不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可得,等价于,
解得,
故原不等式的解集为.
故选:.
4.
已知,关于的不等式的解集中有且只有个整数,则的值可以是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【详解】令二次函数,
则二次函数开口向上,且对称轴为,
根据二次函数对称性可知:
若不等式的解集中有且只有个整数,则需要满足,
即,解得,
故选:D.
5.
若不等式的解为全体实数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当时,不等式可化为,显然不合题意;
当时,因为的解为全体实数,
所以,解得;
综上:.
故选:C.
6.
(多选)已知,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】AC
【详解】对A,,,,
,即,即,故A正确,
对B,若,则,则,故B错误,
对C,若,若,则,
函数,根据增函数加增函数为增函数的结论得在上单调递增,
,则,故C正确,
对D,若,则,,则,故D错误,
故选:AC.
7.
(多选)若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】对A:因为,则,
所以,所以,A错误;
对B:记,则,
所以在上单调递减,
又,所以,即,即,B正确;
对C:因为,所以,,
,因,故等号不成立,
则,所以,C正确;
对D:记,则,
记,则,故,
所以在上单调递减,,
则,所以在单调递减,
又,所以,即,即,D错误.
故选:BC.
8.
(多选)已知二次函数(a,b,c为常数,且)的部分图象如图所示,则( )
A. B.
C. D.不等式的解集为
【答案】BCD
【详解】由题设及函数图象知:且,
所以,则,,,A错,B、C对;
,则,D对.
故选:BCD
9.
已知不等式对任意的恒成立,则实数a的最小值为 .
【答案】
【详解】因为不等式对任意的恒成立,
所以对任意的恒成立,
又当时,,当且仅当,即时,等号成立,
所以,即,所以实数a的最小值为.
故答案为:.
10.
若,使成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由可得,,
因为,所以,根据题意,即可,
设,易知在单调递减,在单调递增,
所以,
所以,
故答案为:
11.
已知函数(其中)
(1)解关于x的不等式
(2)若不等式在内恒成立,求实数n的取值范围.
【答案】(1)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
(2)
【详解】(1)不等式,即,
当时,,不等式的解集为,
当时,,可得,
当,则,所以不等式的解集为,
若,则,所以不等式的解集为,
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;
(2)不等式在内恒成立,
即在内恒成立,
即在内恒成立,
所以在内恒成立,
因为在上单调递增,所以在上单调递减,
,
所以,所以实数n的取值范围.
(
1
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