内容正文:
第五节
二次函数与一元二次方程、不等式
课标要求
1.会从实际情景中抽象出一元二次不等式.
2.结合二次函数图象,会判断一元二次方程的根的个数,以及解一元二次不等式.
目录
01.再认再现——课前基础落实
02.互动课堂——解题思维建模
03.即练即评——课堂效果评价
3
再认再现——课前基础落实
01
系统主干知识
1.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
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
续表
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 _______________ R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集 ___________ _____ _____
{x|x<x1或x>x2}
{x|x1<x<x2}
∅
∅
2.分式不等式
(1)>0(<0)⇔____________________;
(2)≥0(≤0)⇔__________________________________.
3.简单的绝对值不等式
(1)|x|>a(a>0)的解集为____________________;
(2)|x|<a(a>0)的解集为________.
f(x)g(x)>0(<0)
f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0
(-∞,-a)∪(a,+∞)
(-a,a)
1.(苏教必修①P67·T5改编)已知集合A={0,1,2,4},B={x|x2-6x+5<0},则A∩B= ( )
A.{0,1,2,3,4} B.{1,2,4}
C.{0,1} D.{2,4}
解析:由题意得B={x|x2-6x+5<0}={x|1<x<5},∴A∩B={2,4},故选D.
细作教材小题
√
2.(人B必修①P75·T3改编)不等式≥0的解集为( )
A.{x|x≥1或x≤-1} B.{x|-1≤x≤1}
C.{x|x≥1或x<-1} D.{x|-1≤x<1}
解析:不等式等价于≤0,即(x+1)(x-1)≤0,且x-1≠0,解得
-1≤x<1,故不等式的解集为{x|-1≤x<1}.
√
3.(人A必修①P58·T6改编)若一元二次不等式2kx2+kx-<0对于一切x∈R恒成立,则k的取值范围为( )
A.(-3,0) B.(-∞,-3)∪(0,+∞)
C.(-3,+∞) D.(0,+∞)
解析:依题意可得k≠0,∵不等式2kx2+kx-<0对于一切x∈R恒成立,∴k<0且Δ=k2-4×2k×<0,解得-3<k<0,故k的取值范围是(-3,0).
√
4.(北师大必修①P41·T1改编)已知关于x的一元二次不等式ax2+bx+1>0的解集是,则a+b的值是 .
解析:由题意知-是ax2+bx+1=0的两根,由根与系数的关系得则a=-12,b=-1.所以a+b=-13.
-13
互动课堂——解题思维建模
02
√
逐点清(一) 不含参数的不等式的解法
[例1] (多选)下列选项正确的是 ( )
A.不等式-2x2+x+3<0的解集为
B.不等式≤1的解集为{x|-3≤x<2}
C.不等式|x-2|≥1的解集为{x|1≤x≤3}
D.不等式2x2-3|x|-35>0的解集为{x|x<-5或x>5}
√
√
解析:因为方程-2x2+x+3=0的解为x1=,x2=-1,所以不等式-2x2
+x+3<0的解集为,故A正确;因为-1≤0,即≤0,即(x+3)(x-2)≤0(x-2≠0),解得-3≤x<2,所以不等式的解集为{x|-3≤x<2},故B正确;由|x-2|≥1,得x-2≤-1或x-2≥1,解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为{x|x≤1或x≥3},故C错误;2x2-3|x|-35>0,即2|x|2-3|x|-35>0,即(|x|-5)(2|x|+7)>0,解得|x|>5或|x|<-(舍去),则x<-5或x>5,故D正确.
解不含参的一元二次不等式的一般步骤
(1)化:把不等式变形为二次项系数大于零的标准形式.
(2)判:计算对应方程的判别式.
(3)求:求出对应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程有没有实根.
(4)写:利用“大于取两边,小于取中间”写出不等式的解集.
点拨•建模
逐点清(二) 含参数的一元二次不等式的解法
[例2] 已知关于x的不等式mx2+(1-m)x+m-2<m-1,m∈R,解这个关于x的不等式.
解:不等式mx2+(1-m)x+m-2<m-1变形为(mx+1)(x-1)<0,当m=0时,不等式为x-1<0⇒x<1,当m>0时,不等式可化为(x-1)<0,解得-<x<1,当-1<m<0时,->1,不等式可化为(x-1)>0,解得x>-或x<1,当m<-1时,-<1,不等式可化为(x-1)>0,解得x<-或x>1,当m=-1时,不等式可化为(x-1)2>0,解得x≠1.
综上可知,当m=0时,不等式的解集为{x|x<1},
当m>0时,不等式的解集为,
当-1<m<0时,不等式的解集为,
当m<-1时,不等式的解集为,
当m=-1时,不等式的解集为{x|x≠1}.
求解含参的不等式,分类讨论的原则
(1)二次项中若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系数为正的形式.
(2)当不等式对应方程的根的个数不确定时,讨论判别式Δ与0的关系.
(3)确定无根时可直接写出解集,确定方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.
[提醒] 当不等式中二次项的系数含有参数时,不要忘记讨论其等于0的情况.
点拨•建模
√
逐点清(三) 三个二次之间的关系
[例3] (多选)关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集为(-1,2),则下列结论正确的是 ( )
A.a<0
B.关于x的不等式bx+c>0的解集为(-∞,-2)
C.4a-2b+c>0
D.关于x的不等式cx2-bx+a>0的解集为
√
解析:由已知可得a>0且-1,2是方程ax2+bx+c=0的两根,所以A不正确;由根与系数的关系可得解得
则不等式bx+c>0可化为-ax-2a>0,即x+2<0,所以x<-2,所以B正确;因为4a-2b+c=4a+2a-2a=4a>0,所以C正确;不等式cx2-bx+a>0可化为-2ax2+ax+a>0,化为2x2-x-1<0,解不等式得-<x<1,故不等式cx2-bx+a>0的解集为,所以D不正确.故选BC.
[例4] (多选)已知关于x的方程x2+(m-3)x+m=0,则下列说法正确的是 ( )
A.当m=3时,方程的两个实数根之和为0
B.方程无实数根的一个充分条件是m>1
C.方程有两个正根的充要条件是0<m≤1
D.方程有一个正根和一个负根的充要条件是m<0
√
√
解析:当m=3时,方程为x2+3=0,此时方程无解,所以A错误;当方程x2+(m-3)x+m=0无实根时,Δ=(m-3)2-4m<0,得1<m<9,所以m>1是方程无实数根的一个必要条件,所以B错误;当方程x2+(m-3)x+m=0有两个正根时,解得0<m≤1,反之也成立,所以方程有两个正根的充要条件是0<m≤1,所以C正确;
当方程x2+(m-3)x+m=0有一个正根和一个负根时,解得m<0,反之也成立,所以方程有一个正根和一个负根的充要条件是m<0,所以D正确.故选CD.
不等式的解集与相应方程根的关系
(1)一元二次方程的根就是相应二次函数的零点,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x轴的交点,可以代入根或利用根与系数的关系求待定系数.
点拨•建模
即练即评——课堂效果评价
03
逐点验收(一) 一元二次不等式的解法
1.(2025·黔东南模拟)设集合A={x|x2-5x+4>0},B={x|x-3<0},则A∩B等于( )
A.(-∞,1) B.(-2,1)
C.(-3,-1) D.(3,+∞)
解析:由x2-5x+4>0,得x>4或x<1,即A={x|x>4或x<1},B={x|x<3},所以A∩B={x|x<1}=(-∞,1).故选A.
√
2.设x∈R,则“0≤x≤3”是“≤0”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
解析:由≤0⇒解得0≤x<2,由于0≤x<2是0≤x≤3的真子集,故“0≤x≤3”是“≤0”的必要不充分条件.
√
3.[多选]已知0<b<a+1,若关于x的不等式(x-b)2>(ax)2的解集中的整数恰有3个,则a的值可以为 ( )
A.1 B. C.2 D.3
解析:因为(x-b)2>(ax)2,所以[(a-1)x+b][(a+1)x-b]<0,因为0<b
<a+1,且解集中的整数恰有3个,所以a-1>0,故<x<.因为0<b<a+1,所以0<<1,从而-3≤<-2,则b>2(a-1),3(a-1)≥b,因为0<b<a+1,所以a+1>b>2(a-1),3(a-1)≥b>0,则1<a<3.故选BC.
√
√
4.解关于x的不等式:ax2-(a+1)x+1<0.
解:当a=0时,-x+1<0,解得x>1,不等式的解集为{x|x>1};
当a≠0时,分解因式a(x-1)<0,
当a<0时,原不等式化为(x-1)>0,不等式的解集为;
当a>0时,原不等式化为(x-1)<0,
当0<a<1时,1<,不等式的解集为;
当a>1时,<1,不等式的解集为;
当a=1时,不等式的解集为∅.
综上所述,当a<0时,不等式的解集为;
当a=0时,不等式的解集为{x|x>1};
当0<a<1时,不等式的解集为;
当a=1时,不等式的解集为∅;
当a>1时,不等式的解集为.
逐点验收(二) 三个二次之间的关系
5.[多选]已知关于x的不等式(x+2)(x-4)+a<0(a<0)的解集是(x1,x2)(x1<x2),则( )
A.x1+x2=2 B.x1x2<-8
C.-2<x1<x2<4 D.x2-x1>6
√
√
√
解析:因为关于x的不等式(x+2)(x-4)+a<0(a<0)的解集是(x1,x2)(x1<x2),
所以x1,x2是一元二次方程x2-2x-8+a=0的两根,所以x1+x2=2,A正确;x1x2
=a-8<-8,B正确;所以x2-x1==2>6,D正确;由x2-x1>6,可得-2<x1<x2<4是错误的,即C错误.故选ABD.
6.若不等式ax2+2x+c<0的解集是∪,则不等式cx2+2x+a≤0的解集是( )
A. B.[-3,2]
C.[-2,3] D.
√
解析:因为不等式ax2+2x+c<0的解集是∪,所以-是方程ax2+2x+c=0的两根,所以所以故cx2+2x+a≤0即2x2+2x-12≤0,也即x2+x-6≤0,所以(x+3)(x-2)≤0,所以-3≤x≤2,所以不等式cx2+2x+a≤0的解集是[-3,2].
故选B.
7.已知x1,x2是关于x的方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0的两个实根,那么+的最大值是( )
A.19 B.17 C. D.18
解析:因为x1,x2是关于x的方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0的两个实根,由根与系数的关系知x1+x2=k-2,x1x2=k2+3k+5,所以+=(x1+x2)2-2x1x2=(k-2)2-2(k2+3k+5)=-k2-10k-6=-(k+5)2+19.因为方程x2-(k-2)x+k2+
3k+5=0有两个实根,所以Δ=(k-2)2-4(k2+3k+5)=-(3k+4)(k+4)≥0,解得
-4≤k≤-.因此当k=-4时,+有最大值-(-4+5)2+19=18.
√
解决由一个一元二次方程根的分布情况,确定方程中系数的取值范围问题,主要从以下三个方面建立关于系数的不等式(组)进行求解:
(1)判别式Δ的符号.
(2)对称轴x=-与所给区间的位置关系.
(3)区间端点处函数值的符号.
细节、微点提醒
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(五)”
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