内容正文:
分级练(5) 不等式的解集与一元二次不等式
分级一 提能强化
1.(2025·天津四中模拟)已知集合A={x∈N|0<x<4},B={x|x2-2x≤0},则A∩B=( )
A.[0,2] B.[1,2] C.{1,2} D.{0,1,2}
C 解析:∵A={1,2,3},B={x|0≤x≤2},
∴A∩B={1,2}.
2.(2024·山东省昌乐二中月考)若不等式>1的解集为{x|2<x<4},则实数a的值为( )
A.1 B.3 C.5 D.7
D 解析:由>1,得1-<0,即<0,
即(x-a+3)(x-2)<0,
因为不等式>1的解集为{x|2<x<4},
所以a-3=4,解得a=7.
3.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.
4.若0<a<1,则不等式(a-x)(x-)>0的解集是____________.
答案: 解析:原不等式等价于(x-a)(x-)<0,由0<a<1,得a<,∴a<x<.
5.已知集合A={-5,-1,2,4,5},请写出一个一元二次不等式,使得该不等式的解集与集合A有且只有一个公共元素,这个不等式可以是________________.
答案:(x+4)(x-6)>0(答案不唯一) 解析:因为不等式(x+4)(x-6)>0的解集为{x|x>6或x<-4},所以解集中只有-5在集合A中.
6.(2025·江西南昌模拟)已知命题p:“∀x∈[1,4],ax≤2x2+6”为真命题,则实数a的最大值是________.
答案:4 解析:由题意,∀x∈[1,4],a≤2(x+)恒成立.因为x+≥2 =2,当且仅当x=时等号成立,所以a≤4,即a的最大值是4.
7.(2025·湖北武汉模拟)若∃x∈[,2],使2x2-λx+1<0成立,则实数λ的取值范围是____________.
答案:(2,+∞) 解析:由2x2-λx+1<0,可得λx>2x2+1.因为x∈[,2],所以λ>2x+,根据题意,λ>(2x+)min即可.设f(x)=2x+,易知f(x)在(,)上单调递减,在(,2)上单调递增,所以f(x)min=f()=2,所以λ>2.
分级二 知能探究
8.(2025·山东临沂模拟)若关于x的不等式>0的解集是(-1,2),则a·b=( )
A.3 B.2
C.-2 D.-3
B 解析:有sin x-2<0恒成立,故x2+ax+b<0的解集为(-1,2),即方程x2+ax+b=0的两根为-1和2,由根与系数的关系可知-1+2=-a,-1×2=b,所以a=-1,b=-2,故a·b=2.
9.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.
C.(1,+∞) D.(-∞,-)
A 解析:∵关于x的不等式x2+ax-2>0在区间[1,5]上有解,
∴a>,x∈[1,5].
∵函数f(x)=-x在[1,5]上单调递减,
∴当x=5时,函数f(x)取得最小值-,
∴实数a的取值范围为(-,+∞).
10.已知函数f(x)=ax2+(a+2)x+a2为偶函数,则不等式(x-2)f(x)<0的解集为________.
答案:∪ 解析:∵函数f(x)=ax2+(a+2)x+a2为偶函数,∴a+2=0,得a=-2,
∴f(x)=-2x2+4,
∴不等式(x-2)f(x)<0可转化为或即或
解得-<x<或x>2.
故原不等式的解集为(-,)∪(2,+∞).
分级三 素能创新
11.(创新命题形式)三位同学合作学习,对问题“已知不等式xy≤ax2+2y2对于x∈[1,2],y∈[2,3]恒成立,求a的取值范围”提出了各自的解题思路.
甲说:“可视x为变量,y为常量来分析”.
乙说:“寻找x与y的关系,再做分析”.
丙说:“把字母a单独放在一边,再做分析”.
参考上述思路,或自己的其他解法,可求出实数a的取值范围是( )
A.[1,+∞) B.[-1,+∞)
C.[-1,4) D.[-1,6]
B 解析:选择用丙的方法.因为xy≤ax2+2y2,x∈[1,2],y∈[2,3],所以xy-2y2≤ax2,等价于≤a,即-2≤a.令=t,则t∈[1,3].原式化为t-2t2≤a,对于任意t∈[1,3]恒成立,
因为t-2t2=-2(t-)2+,所以当t=1时,(t-2t2)max=-1.所以-1≤a,即a∈[-1,+∞).故选B.
12.(结合新定义问题)若函数f(x)满足对任意的x∈[n,m](n<m),都有≤f(x)≤km成立,则称函数f(x)在区间[n,m](n<m)上是“被k约束的”.若函数f(x)=x2-ax+a2在区间(a>0)上是“被2约束的”,则实数a的取值范围是( )
A.(1,2] B.
C.(1,] D.(,2]
A 解析:由题意得≤x2-ax+a2≤2a对任意的x∈(a>0)都成立.由a>且a>0,得a>1,则f()=-1+a2>2-1=1>恒成立.由f(a)=a2-a2+a2=a2≤2a,且a>1,得1<a≤2.因为a>1,所以f()=-1+a2<1-1+a2=a2.f(x)=x2-ax+a2的对称轴为x=.由f()=≥得a≥.因为<1,所以a的取值范围为(1,2].
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