内容正文:
课时训练(7) 一元二次不等式恒(能)成立问题
一、单选题
1.若命题p:“∀x∈R,x2+(1-k)x+1≥0”是真命题,则k的取值范围是( )
A.(-∞,1]∪[3,+∞)
B.(-3,1)
C.(-∞,-3)∪(1,+∞)
D.[-1,3]
D 解析:由题意可知x2+(1-k)x+1≥0恒成立,所以Δ=(1-k)2-4≤0,解得-1≤k≤3,故选D.
2.若存在实数x∈[2,4],使x2-2x+5-m<0成立,则m的取值范围为( )
A.(13,+∞) B.(5,+∞)
C.(4,+∞) D.(-∞,13)
B 解析:m>x2-2x+5,设f(x)=x2-2x+5=(x-1)2+4,x∈[2,4],当x=2时,f(x)min=5,∃x∈[2,4],使x2-2x+5-m<0成立,即m>f(x)min,∴m>5.故选B.
3.命题“∀x∈[1,3],x2-a≤0”是真命题的一个充分不必要条件是( )
A.a≥9 B.a≥11
C.a≥8 D.a≤9
B 解析:∀x∈[1,3],x2-a≤0是真命题,a≥(x2)max,故a≥9,∵[11,+∞)[9,+∞),故a≥11是命题的充分不必要条件.
4.若函数y=的定义域为R,则实数k的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.[0,+∞)
C.[1,+∞) D.R
C 解析:函数y=的定义域为R等价于kx2-2x+1≥0恒成立,当k=0时,显然不恒成立;当k≠0时,由k>0,Δ=4-4k≤0,得k≥1.综上,实数k的取值范围为[1,+∞).
5.若不等式x2+ax-2>0在区间[1,5]上有解,则a的取值范围是( )
A.(-,+∞) B.[-,1]
C.(1,+∞) D.(-∞,-]
A 解析:由Δ=a2+8>0知方程恒有两个不等实根,又因为x1x2=-2<0,所以方程必有一正根,一负根,对应二次函数f(x)=x2+ax-2的图象的示意图如图.所以不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f(5)>0,解得a>-,即a的取值范围是(-,+∞).
二、多选题
6.已知函数f(x)=x2-ax-1,当x∈[0,3]时,|f(x)|≤5恒成立,则实数a的值可以是( )
A.-1 B.0
C.1 D.3
CD 解析:∵|f(x)|≤5⇔-5≤x2-ax-1≤5,①当x=0时,a∈R;②当x≠0时,由-5≤x2-ax-1≤5,得x-≤a≤x+,当x∈(0,3]时,(x+)min=2+=4,
(x-)max=3-2=1,∴1≤a≤4.综上所述,1≤a≤4.
三、填空题
7.(2025·衡水阶段练习)若命题“∃x∈[1,3],x2+ax+1>0”是假命题,则实数a的最大值为________.
答案:- 解析:由题知命题的否定“∀x∈[1,3],x2+ax+1≤0”是真命题.令f(x)=x2+ax+1(x∈[1,3]),则 解得a≤-,故实数a的最大值为-.
8.(2025·河北统考)若∃x∈R,ax2+ax+a-3<0,则a的一个可取的正整数值为__________.
答案:1(或2,3) 解析:由题意Δ=a2-4a(a-3)>0,解得0<a<4,a的正整数值为1或2或3,故答案为1(也可取2,3).
四、解答题
9.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(2)当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围.
解:(1)当x∈R时,x2+ax+3-a≥0恒成立,则Δ=a2-4(3-a)≤0,即a2+4a-12≤0,解得-6≤a≤2,
所以实数a的取值范围是[-6,2].
(2)对于任意x∈[-2,2],f(x)≥a恒成立,即x2+ax+3-a≥0对任意x∈[-2,2]恒成立.
令g(x)=x2+ax+3-a,则有
①Δ≤0或②或③
解①得-6≤a≤2,解②得a∈∅,解③得-7≤a<-6.
综上可知,实数a的取值范围为[-7,2].
10.(2025·深圳模拟)对于任意x∈[-2,3],不等式x2-a|x|+1>0恒成立,则实数a的取值范围是________.
答案:(-∞,2) 解析:当a=0时,不等式为x2+1>0恒成立;当a≠0时,不等式变形为a<,0<|x|≤3,设t=|x|,则t∈(0,3],y===t+,由对勾函数知该函数在(0,1]上单调递减,在[1,3]上单调递增,∴t=1时,y=t+取得最小值2.∴a<2,即实数a的取值范围为(-∞,2).
11.若不等式(a-3)x2<(4a-2)x对a∈(0,1)恒成立,则x的取值范围是________.
答案:(-∞,-1]∪[,+∞) 解析:由题意知(a-3)x2<(4a-2)x对a∈(0,1)恒成立等价于(x2-4x)a-3x2+2x<0对a∈(0,1)恒成立.令g(a)=(x2-4x)a-3x2+2x,当x=0时,g(a)=0,不满足题意.当x≠0时,则
解得x≤-1或x≥,即x的取值范围是(-∞,-1]∪[,+∞).
12.设命题p:已知a>0,b>0,且a+b=ab,不等式a+b≥m2-5m-2恒成立,命题q:存在x∈[-1,1],使得不等式x2-2x+m-1≤0成立,若命题p,q中有一个为真命题,一个为假命题,则实数m的取值范围是________.
答案:(-∞,-1)∪(2,6] 解析:对于p:因为a+b=ab≤()2,所以a+b≥4,当且仅当a=b=2时等号成立,所以m2-5m-2≤a+b恒成立,即m2-5m-2≤4,即-1≤m≤6.对于q:存在x∈[-1,1],使得不等式x2-2x+m-1≤0成立,只需(x2-2x+m-1)min≤0,而(x2-2x+m-1)min=-2+m,所以-2+m≤0,所以m≤2.因为p,q一真一假,所以若q为假命题,p为真命题,则所以2<m≤6;若p为假命题,q为真命题,则所以m<-1.
综上,m<-1或2<m≤6.
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