内容正文:
第六节
一元二次不等式恒成立问题
目录
01.互动课堂——解题思维建模
02.即练即评——课堂效果评价
2
互动课堂——解题思维建模
01
√
逐点清(一) 一元二次不等式恒成立问题
题点1 在R上恒成立
[例1] 已知关于x的不等式kx2-6kx+k+8≥0对任意x∈R恒成立,则k的取值范围是( )
A.[0,1] B.(0,1]
C.(-∞,0)∪(1,+∞) D.(-∞,0]∪[1,+∞)
解析:当k=0时,不等式kx2-6kx+k+8≥0可化为8≥0,恒成立,当k≠0时,要满足关于x的不等式kx2-6kx+k+8≥0对任意x∈R恒成立,只需解得0<k≤1.综上所述,k的取值范围是[0,1].
一元二次不等式在R上恒成立的条件
个性点拨
不等式类型 恒成立条件
ax2+bx+c>0 a>0,Δ<0
ax2+bx+c≥0 a>0,Δ≤0
ax2+bx+c<0 a<0,Δ<0
ax2+bx+c≤0 a<0,Δ≤0
题点2 在给定区间上恒成立
[例2] 已知当x>0时,不等式x2-mx+16>0恒成立,则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,8) B.(-∞,8]
C.[8,+∞) D.(8,+∞)
√
解析:根据题意,当x>0时,不等式x2-mx+16>0恒成立,则m<=x+,x>0恒成立,只需m<即可.易知当x>0时,由基本不等式可得x+≥2=8,当且仅当x=4时取等号,所以=8,即m<8,所以实数m的取值范围是(-∞,8).故选A.
[例3] (2025·枣庄月考)已知函数f(x)=x2-4x-4,若f(x)<1在区间(m-1,-2m)上恒成立,则实数m的取值范围是 .
解析:∵f(x)=x2-4x-4且f(x)<1,∴x2-4x-4<1,解得-1<x<5,即x∈(-1,5).∵f(x)<1在区间(m-1,-2m)上恒成立,∴(m-1,-2m)⊆(-1,5).∴解得0≤m<,即m∈.
在给定区间上的恒成立问题的求解方法
(1)若f(x)>0在集合A中恒成立,即集合A是不等式f(x)>0的解集的子集,可以先求解集,再由子集的含义求解参数的值(或范围).
(2)转化为函数值域问题,即已知函数f(x)的值域为[m,n],则f(x)≥a恒成立⇒f(x)min≥a,即m≥a;f(x)≤a恒成立⇒f(x)max≤a,即n≤a.
个性点拨
题点3 给定参数范围的恒成立
[例4] (2025·宿迁模拟)若不等式x2+px>4x+p-3在0≤p≤4时恒成立,则x的取值范围是( )
A.[-1,3] B.(-∞,-1]
C.[3,+∞) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
解析:不等式x2+px>4x+p-3,可化为(x-1)p+x2-4x+3>0,由已知可得[(x-1)p+x2-4x+3]min>0(0≤p≤4),令f(p)=(x-1)p+x2-4x+3(0≤p≤4),可得∴x<-1或x>3.
√
给定参数范围的恒成立问题的求解方法
给定参数范围的恒成立问题,常采用变更主元的方法,即交换主元与参数的位置,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.常见的是转化为一次函数f(x)=ax+b(a≠0)在[m,n]上恒成立问题,若f(x)>0恒成立⇔即直线上两点的函数值均大于零,则由直线的特点可知,两点之间的所有点的函数值均大于零.同理,若f(x)<0恒成立⇔
个性点拨
√
逐点清(二) 一元二次不等式能成立问题
[例5] 若∃x∈,使得3x2-λx+1≤0成立是假命题,则实数λ的可能取值是( )
A.2 B.2 C.4 D.5
解析:由题意得∀x∈,3x2-λx+1>0成立是真命题,故3x+
>λ在x∈上恒成立,由基本不等式得y=3x+≥2=2,当且仅当3x=,即x=∈时,等号成立,故λ<2,故选A.
[例6] 若存在x∈(0,2],使不等式ax2-2x+3a<0成立,则实数a的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
解析:若存在x∈(0,2],由ax2-2x+3a<0,可得a(x2+3)<2x,则a<,因为=≤=,当且仅当x=(x>0)时,即当x=时,等号成立,所以当x∈(0,2]时,的最大值为,故a<.故选A.
√
在给定区间上的能成立(有解)问题的求解方法
一元二次不等式在给定区间上的有解问题,常用分离参数的方法,通过分离参数后利用a>f(x)在区间[m,n]上有解,则a>f(x)min,a<f(x)在区间[m,n]上有解,则a<f(x)max(对于a≥f(x),a≤f(x)可类似处理),有时也转化为求解最值问题.
点拨•建模
即练即评——课堂效果评价
02
逐点验收(一) 一元二次不等式恒成立问题
1.若不等式(a-2)x2+4(a-2)x-12<0的解集为R,则实数a的取值范围是( )
A.{a|-1≤a<2} B.{a|-1<a≤2}
C.{a|-1<a<2} D.{a|-1≤a≤2}
解析:当a=2时,原不等式为-12<0,满足解集为R;当a≠2时,根据题意得a-2<0,且Δ=16(a-2)2-4(a-2)×(-12)<0,解得-1<a<2.综上,-1<a≤2,故a的取值范围为{a|-1<a≤2}.
√
2.当x∈(1,2)时,不等式x2+mx+4<0恒成立,则m的取值范围是 ( )
A.(-∞,-5] B.(-∞,-4) C.(-∞,5) D.[5,+∞)
解析:当x∈(1,2)时,由x2+mx+4<0得m<-,则m<.令f(x)==x+,则根据对勾函数单调性知,f(x)在(1,2)上单调递减,所以x∈[1,2]时,f(x)max=f(1)=5,则>-5,所以m的取值范围是(-∞,-5].故选A.
√
3.当a∈(t1,t2)时,不等式<3对任意实数x恒成立,则t1+t2的值为( )
A.-7 B.6
C.7 D.8
解析:由于1-x+x2=+>0,则不等式<3等价于4x2+(a-3)x+1>0,依题意,不等式4x2+(a-3)x+1>0对任意实数x恒成立,则Δ=(a-3)2-16<0,解得-1<a<7,于是t1=-1,t2=7,所以t1+t2=6.故选B.
√
4.已知a∈[-1,2],不等式x2+(a-4)x+4-2a>0恒成立,则x的取值范围为 .
解析:设f(a)=(x-2)·a+x2-4x+4,
则即
解得x<0或x>3.
(-∞,0)∪(3,+∞)
逐点验收(二) 一元二次不等式能成立问题
5.存在x∈[0,3],使得不等式x2-4x-a≥0成立,则实数a的取值范围为( )
A.(-∞,-3] B.(-∞,0]
C.[-3,0] D.[0,3]
解析:存在x∈[0,3],使得不等式x2-4x-a≥0成立,等价于a≤
.令y=x2-4x,x∈[0,3],当x=0时,ymax=0,所以a≤0.故选B.
√
6.已知函数f(x)=mx2-mx-1,若存在x∈[1,3],使f(x)<5-m成立,求实数m的取值范围.
解:由题意,可转化为存在x∈[1,3],使m<成立.因为函数y==在[1,3]上的最大值为6,所以只需m<6即可,故m的取值范围是(-∞,6).
7.已知函数f(x)=x2-x+1.
(1)若f(x)≥0在R上恒成立,求实数a的取值范围;
解:由题意得Δ=-4≤0,解得-4≤a≤4,
∴实数a的取值范围为[-4,4].
(2)若∃x∈[1,2],f(x)≥2成立,求实数a的取值范围.
解:由题意∃x∈[1,2],使得≤x-成立.令g(x)=x-,x∈[1,2],则g(x)在区间[1,2]上单调递增,∴g(x)max=g(2)=,∴≤,解得a≤3,∴实数a的取值范围为(-∞,3].
恒成立问题求参数的范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
(2)一元二次不等式在R上恒成立,可用判别式Δ;一元二次不等式在给定区间上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值或分类讨论.
细节、微点提醒
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(六)”
(单击进入电子文档)
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