内容正文:
2025年上海高一数学暑假班预修提升课程
专题10 分式不等式与绝对值不等式的求解
知识点01:分式不等式的解法
1、分式不等式的定义:
分母中含有未知数字母的有理不等式叫做分式不等式。
只含有一个未知数的分式不等式叫做一元分式不等式。
即:型如或(其中、为整式且)的不等式称为分式不等式。
分式方程:将所求分式方程转化为整式方程,利用整式方程的解法或是一元二次方程的根的求解来解决即可,注意求解后根的检验,要使得方程是有意义的。
2、分式不等式的解法:
基本思路:应用同号相乘(除)得正,异号同号相乘(除)得负,将其转化为同解整式不等式。在此过程中,变形的等价性尤为重要。
基本方法:①通过移项,将分式不等式右边化为零;②左边进行通分,化为形如的形式;
③同解变形:;;
;;
知识:02:简单绝对值不等式的解法
1、绝对值不等式
(1)绝对值不等式的概念:一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式;
(2)数轴上两点之间的距离公式及中点坐标公式:一般地,如果实数a,b在数轴上对应的点分别为A,B,即A(a),B(b),则线段AB的长为|AB|=|a-b|,线段AB的中点M对应的数x=.
【注意】(1)求线段AB的长|AB|时,不要忽视绝对值;(2)线段AB的中点坐标与A、B两点的顺序无关。
2、含绝对值不等式的解法
(1)通法:根据绝对值的代数意义,对绝对值内的数(式)的符号分类讨论去绝对值;
关键在于去掉绝对值符号,一般有三种方法:①几何含义;②两边平方;③分段讨论。
(2)根据绝对值的几何意义,将绝对值转化为数轴上的距离,进而去绝对值或求最值;
(3)不等式两边均恒为非负数时,可以通过平方法去绝对值.
【注意】去绝对值符号,化绝对值不等式为整式不等式时要保持同解性。
3、常见绝对值不等式的解法与结论:
①几个基本不等式的解集
(1) |x|<a(a>0)⇔x2<a2⇔-a<x<a;
(2)|x|>a(a>0)⇔x2>a2⇔x>a,或x<-a;
(3)|x-m|<a(a>0)⇔-a<x-m<a⇔m-a<x<a+m;
(4)|x-m|>a(a>0)⇔x-m>a,或x-m<-a⇔x>m+a,或x<m-a.
②几种主要的基本类型
(1) |f(x)|>|g(x)|⇔f2(x)>g2(x)(平方法);
(2)|f(x)|>g(x)(g(x)>0)⇔f(x)>g(x),或f(x)<-g(x);
(3)|f(x)|<g(x)(g(x)>0)⇔-g(x)<f(x)<g(x);
(4)含两个或两个以上绝对值符号的不等式可用“按零点分区间讨论”的方法脱去绝对值符号求解.
知识点一、分式不等式解法
题型01:简单分式不等式的解法
【名师点拨】(1)对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
【例1】不等式的解集为( )
A. B.
C. D.或
【例2】不等式的解集是( )
A.{x|x≤2} B.{x|x<2} C.{x|x>2或x} D.{x|x}
【例3】不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.解下列分式不等式:
(1)
<0.(2)≤1;
2.解下列不等式:(1);(2);(3);
题型02:含参分式不等式
【例4】若实数a,b满足a+b<0,则不等式的解集为
【例5】解关于的不等式:。
【跟踪训练】
1.解关于的不等式.
2.关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集是______.
3.已知关于x的不等式的解集为S.
(1)当时,求集合S;
(2)若且,求实数m的取值范围.
题型03:已知含参分式不等式的解集求参数的值或取值范围
【例6】已知关于x的不等式的解集为{x|x<1或x>3},则a的值是
【例7】关于x的不等式的解集是,则的值为____.
【跟踪训练】
1.关于x的不等式的解集是{x|<x<1},求a,b的值。
2.已知关于x不等式的解集为A,若,则实数m的取值范围是 .
3.已知关于的不等式组的整数解恰好有两个,则实数的取值范围是 .
题型04:分式不等式的简单应用
【例8】某船从甲码头顺流航行75 km到达乙码头,停留30 min后再逆流航行126 km到达丙码头.如果水流速度为4 km/h,该船要在5 h内(包含5 h)完成整个航行任务,那么船的速度至少要达到( )千米.
A.45 B.46 C.47 D.48
【跟踪训练】
1.某地铁上,甲乙两人为了赶乘地铁,分别从楼梯和运行中的自动扶梯上楼(楼梯和自动扶梯长度相同),如果甲的上楼速度是乙的2倍,他俩同时上楼,且甲比乙早到楼上,问甲的速度至少是自动扶梯运行速度的几倍。
知识点二、绝对值不等式解法
题型05:含有一个绝对值号不等式的解法
【例9】解不等式:(1); (2) (3)
【例10】解不等式:(1);(2);(3);
【例11】不等式的解集是___________
【例12】不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【例13】解不等式:
【跟踪训练】
1.解不等式:
2.解下列不等式
(1);(2);(3);(4).
题型06:解含双绝对值的不等式
【例14】不等式的解集为 .
【例15】不等式的解集为
【跟踪训练】
1.解不等式 ;
2.解不等式|2x-1|<|x|+1.
3.解不等式
题型07:含参数的绝对值不等式的解法
【例16】已知,解关于的不等式:;
【例17】若不等式的解集为,则实数 .
【例18】若不等式的解集是为,则实数的范围为 __________.
【例19】已知,使不等式在实数集上的解集不是空集,求的取值范围.
【例20】若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是( )
A.[2,4] B.[1,2]C.[-2,4] D.[-4,-2]
【例21】若不等式|x+1|+|x-2|<a无实数解,则a的取值范围是________.
【跟踪训练】
1.(1)不等式的解集为一切实数,求实数的取值范围;
(2)不等式的解集为空集,求实数的取值范围;
(3)不等式的解集非空,求实数的取值范围.
2.已知关于的绝对值不等式:.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若对于任意的实数,以上不等式恒成立,求实数的取值范围.
知识点三、不等式恒成立问题
题型08:分式不等式恒成立问题
【例22】若不等式对一切实数均成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例23】若不等式<0对一切x∈R恒成立,求实数m的取值范围。
【跟踪训练】
1、若不等式对一切实数x恒成立,则实数a的范围是
2.若不等式的解集为R,求实数m的取值范围。
题型09:绝对值不等式恒成立问题
【例24】对于任意实数x,不等式|x+7|≥m+2恒成立,则实数m的取值范围是
【例25】若不等式对一切恒成立,那么实数的取值范围是
A. B. C. D.
【跟踪训练】
1.若不等式的解集为,则实数的取值范围是 .
2.设函数,其中.
(1)当时,解不等式;
(2)若关于的不等式恒成立,求的取值范围.
知识点四、综合提升
题型10:综合压轴
【例26】已知集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【例27】记关于的不等式的解集为,不等式的解集为.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【跟踪训练】
1.已知全集,非空集合,
(1)当时,求;
(2)命题p:,命题q:,若q是p的必要条件,求实数a的取值范围.
2.设集合.
(1)若,试用区间表示集合,并求;
(2)若,求不等式的解集.
一、填空题
1.(2024·上海市甘泉外国语中学高一期中)不等式<的解集是( )
A.(-7,+∞) B.(-∞,7)
C.(-7,3)∪(3,+∞) D.(-∞,3)∪(3,7)
2. (2024松江二中高一月考)不等式的解集是…………………………… ()
A. B. C. D.
3. (2024徐汇中学高一月考)若等式的解集为,不等式的解集为,则不等式的解集是( )
A. ; B. ;C. ; D. .
4.(2024-2025闵行区高一期中)已知,不等式的解集为,且,则的取值范围为( )
A.(-3,+∞) B.(-3,2)
C.(-∞,2)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪[2,+∞)
5.(2024上海·同济大学第二附属中学高一期末)若不等式对一切恒成立,那么实数的取值范围是
A. B. C. D.
6.(2024秋•浦东新区校级期末)“对于任意x∈R的实数,不等式|x+2|﹣|3﹣x|≥a恒成立”的一个充分必要条件是( )
A.a∈(﹣∞,﹣2]∪[3,+∞) B.a∈[﹣2,3]
C.a∈(﹣∞,5] D.a∈(﹣∞,﹣5]
二、选择题
7.(2024上海市大同中学高一阶段练习)不等式的解集用区间表示是______.
8.(2023上海·高一单元测试)不等式的解集是________.
9.(2024上海·华东师范大学第一附属中学高一阶段练习)不等式的解集是____________(用区间表示)
10.(2024秋·上海徐汇·高一统考期末)不等式的解集为________.
11.(2023上海·高一单元测试)已知不等式的解集为或,则________.
12.(2024七宝中学高一月考)不等式|x﹣1|<2的解集为 .
13.(2022·上海虹口·高一期末)不等式的解集为______.
14.(2020·上海市奉贤区曙光中学高一阶段练习)设关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为______;
15. (2024格致中学高一月考)若关于的不等式的解集是,则关于的不等式的解集为 .
16. (2024-25大同中学高一月考)已知集合,,若,则的取值范围为 .
17. (2024-25延安中学高一月考)设满足不等式的解集为,且,则实数的取值范围是 .
18.(2021·上海市延安中学高一期中)已知关于的不等式的解集为空集,则实数的取值范围是___________.
3、 解答题
19.(2024行知中学高一阶段练习)解下列分式不等式:
(1); (2);
(3); (4).
20.(2021·上海浦东新·高一期中)解不等式组:.
21.(2024上海·高一专题练习)解下列不等式:
(1);(2);
(3);(4)
22.(2024上海市南洋模范中学高一期中)(1)关于x的不等式的解集为,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式;
(3)设(1)中a的整数值构成集合A,(2)中不等式的解集是B,若中有且只有三个元素,求实数m的取值范围.
23.(2024秋·上海嘉定·高一校考期中)已知关于的不等式的解集为A.
(1)当时,求集合A;
(2)若,求实数a的取值范围.
(3)若,,求实数a的取值范围.
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专题10 分式不等式与绝对值不等式的求解
知识点01:分式不等式的解法
1、分式不等式的定义:
分母中含有未知数字母的有理不等式叫做分式不等式。
只含有一个未知数的分式不等式叫做一元分式不等式。
即:型如或(其中、为整式且)的不等式称为分式不等式。
分式方程:将所求分式方程转化为整式方程,利用整式方程的解法或是一元二次方程的根的求解来解决即可,注意求解后根的检验,要使得方程是有意义的。
2、分式不等式的解法:
基本思路:应用同号相乘(除)得正,异号同号相乘(除)得负,将其转化为同解整式不等式。在此过程中,变形的等价性尤为重要。
基本方法:①通过移项,将分式不等式右边化为零;②左边进行通分,化为形如的形式;
③同解变形:;;
;;
知识:02:简单绝对值不等式的解法
1、绝对值不等式
(1)绝对值不等式的概念:一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式;
(2)数轴上两点之间的距离公式及中点坐标公式:一般地,如果实数a,b在数轴上对应的点分别为A,B,即A(a),B(b),则线段AB的长为|AB|=|a-b|,线段AB的中点M对应的数x=.
【注意】(1)求线段AB的长|AB|时,不要忽视绝对值;(2)线段AB的中点坐标与A、B两点的顺序无关。
2、含绝对值不等式的解法
(1)通法:根据绝对值的代数意义,对绝对值内的数(式)的符号分类讨论去绝对值;
关键在于去掉绝对值符号,一般有三种方法:①几何含义;②两边平方;③分段讨论。
(2)根据绝对值的几何意义,将绝对值转化为数轴上的距离,进而去绝对值或求最值;
(3)不等式两边均恒为非负数时,可以通过平方法去绝对值.
【注意】去绝对值符号,化绝对值不等式为整式不等式时要保持同解性。
3、常见绝对值不等式的解法与结论:
①几个基本不等式的解集
(1) |x|<a(a>0)⇔x2<a2⇔-a<x<a;
(2)|x|>a(a>0)⇔x2>a2⇔x>a,或x<-a;
(3)|x-m|<a(a>0)⇔-a<x-m<a⇔m-a<x<a+m;
(4)|x-m|>a(a>0)⇔x-m>a,或x-m<-a⇔x>m+a,或x<m-a.
②几种主要的基本类型
(1) |f(x)|>|g(x)|⇔f2(x)>g2(x)(平方法);
(2)|f(x)|>g(x)(g(x)>0)⇔f(x)>g(x),或f(x)<-g(x);
(3)|f(x)|<g(x)(g(x)>0)⇔-g(x)<f(x)<g(x);
(4)含两个或两个以上绝对值符号的不等式可用“按零点分区间讨论”的方法脱去绝对值符号求解.
知识点一、分式不等式解法
题型01:简单分式不等式的解法
【名师点拨】(1)对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
【例1】不等式的解集为( )
A. B.
C. D.或
【答案】C
【解析】由等价于,进而可求出不等式的解集.
【详解】由题意,等价于,解得,
所以不等式的解集为.
故选:C.
【点睛】本题考查分式不等式的解集,考查学生的计算能力,属于基础题.
【例2】不等式的解集是( )
A.{x|x≤2} B.{x|x<2} C.{x|x>2或x} D.{x|x}
【解题思路】把原不等式的右边移项到左边,通分计算后,然后转化为两个一元一次不等式组,求出不等式组的解集即为原不等式的解集.
【解答过程】解:不等式 ,
移项得:,即 0,
可化为:或
解得:x<2,
则原不等式的解集为:x<2
故选:B.
【例3】不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以且,
所以且,所以且,
所以不等式的解集为,故选:C
【跟踪训练】
1.解下列分式不等式:
(1)
<0.(2)≤1;
【答案】(1){或}.(2){或};
【解析】(1)由<0得>0,此不等式等价于 (x-1)>0,
解得x<-或x>1,
∴原不等式的解集为或}.
(2)∵≤1,∴-1≤0,∴≤0,即≥0.
此不等式等价于(x-4)≥0且x-≠0,解得x<或x≥4.
∴原不等式的解集为 {或}
2.解下列不等式:(1);(2);(3);
【解析】(1)原不等式,所以,原不等式的解集为.
(2)原不等式
,所以,原不等式的解集为.
(3)分母:,则
原不等式
或,所以,原不等式的解集为.
题型02:含参分式不等式
【例4】若实数a,b满足a+b<0,则不等式的解集为
【答案】
【解析】原不等式等价于(x+a)(b-x)<0,即(x-b)(x+a)>0;因为a+b<0,所以b<-a.
所以原不等式的解集为.
【例5】解关于的不等式:。
【解析】(1)当时,不等式恒成立,解集为;
(2)当时,不等式化为,即且,
时,不等式为且,所有,,
时,不等式化为且,,
时,不等式化为且,
时,或,
时,或.
综上不等式解集为:
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,.
【跟踪训练】
1.解关于的不等式.
【答案】答案见解析
【分析】不等式等价于,然后分和的大小关系,利用不等式取解集的方法分别求出各自的解集即可.
【解析】等价于
当时,或,;
当时,或,;
当时,,.
综上所述:或,无解;
当或时,解集为;
当时,解集为.
2.关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集是______.
【答案】
【分析】根据题意得到,故原不等式等价于⇔.
【详解】的解集是,,得,解得
⇔⇔⇔⇔.
故答案为:.
3.已知关于x的不等式的解集为S.
(1)当时,求集合S;
(2)若且,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将代入后,将分式不等式转化为一元二次不等式求解;
(2)根据元素与集合的关系,转化为不等关系,列式求m的取值范围.
【详解】(1)当时,,
解得:,
所以不等式的集合为;
(2)若且,
则或,解得:或,
所以的取值范围是.
题型03:已知含参分式不等式的解集求参数的值或取值范围
【例6】已知关于x的不等式的解集为{x|x<1或x>3},则a的值是
【答案】
【解析】原不等式等价于(x-1)[(a-1)x+1]<0,因为不等式的解集为{x|x<1或x>3},所以( x-3) (x-1)>0.
即.故a=.
【例7】关于x的不等式的解集是,则的值为____.
【答案】3
【分析】先化简不等式得到,且,再利用不等式的解集为,得,解得.
【详解】由题知,,整理得,
所以,且,
因为不等式,且,的解集为,
所以,.
故答案为:.
【跟踪训练】
1.关于x的不等式的解集是{x|<x<1},求a,b的值。
【答案】a=4,b=2;
【解析】(注意多种解法)因为x2+x+1=,x2-x+1=,
所以原不等式等价于(x-a)(x2-x+1)>(x-b)(x2+x+1),整理得(a-b+2)x2-(a+b)x+a-b<0.①
由已知可得当x∈{x|<x<1}时,( x-) (x-1)<0,即2x2-3x+1<0,②
比较①②可知;故a=4,b=2;
2.已知关于x不等式的解集为A,若,则实数m的取值范围是 .
【答案】或
【分析】根据得到时不等式不成立,即或,然后解不等式和方程即可.
【解析】因为,所以或,即或,解得或.
故答案为:或.
3.已知关于的不等式组的整数解恰好有两个,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】分、、、四种情况求解不等式组的解集,再根据题意列不等式组求解即可.
【解析】由可得,
当时,,原不等式组无解,不符合题意舍去;
当时,,原不等式组的解集为,没有两个整数解,不符合题意舍去;
当时,,原不等式组的解集为,没有两个整数解,不符合题意舍去;
当时,,原不等式组的解集为,
因为原不等式组的解集中恰好有两个整数解,
所以这两个整数解为,所以,解得,
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
题型04:分式不等式的简单应用
【例8】某船从甲码头顺流航行75 km到达乙码头,停留30 min后再逆流航行126 km到达丙码头.如果水流速度为4 km/h,该船要在5 h内(包含5 h)完成整个航行任务,那么船的速度至少要达到( )千米.
A.45 B.46 C.47 D.48
【答案】B
【分析】设船速为,然后根据题意直接列不等式求解即可.
【详解】设船速为,则由题意得(),
所以,
化简得,
所以,解得(舍去),或,
所以船速至少为46 .
故选:B
【跟踪训练】
1.某地铁上,甲乙两人为了赶乘地铁,分别从楼梯和运行中的自动扶梯上楼(楼梯和自动扶梯长度相同),如果甲的上楼速度是乙的2倍,他俩同时上楼,且甲比乙早到楼上,问甲的速度至少是自动扶梯运行速度的几倍。
【解析】设楼梯的长度为,甲的速度为,自动扶梯的运行速度为,
于是甲上楼所需时间为,乙上楼所需时间为,
由题意,得,整理的, 由于此处速度为正值,因此上式可化为,即.所以,甲的速度应大于自动扶梯运行速度的2倍。
知识点二、绝对值不等式解法
题型05:含有一个绝对值号不等式的解法
【例9】解不等式:(1); (2) (3)
【答案】(1) (2) (3)
【例10】解不等式:(1);(2);(3);
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由题意,,解得,
所以原不等式的解集为.
(2)由题意,或,解得或,
所以原不等式的解集为.
(3)由题意,,解得,
所以原不等式的解集为.
【例11】不等式的解集是___________
【答案】
【解析】不等式可化为,
∴,或;
解之得:或,
即不等式的解集是.
故答案为:.
【例12】不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】不等式.故选:D.
【例13】解不等式:
【答案】
【解析】方法一:(零点分段法)
(1)当时,原不等式变为:,
解得,所以;
(2)当时,原不等式变为:,
解得,所以;
综上所述,原不等式的解集为.
方法二:或,解得或,
所以原不等式的解集为.
【跟踪训练】
1.解不等式:
【解析】解法1:等价于:,两边同时加上3:,同时乘以有:
所以,原不等式的解集为;
解法2:两边同时平方:,化简得:
这里可以因式分解:, ,从而原不等式的解集为;
解法3:还有没有其它方法? 前面有同学提到绝对值里面正的、负的。
注意观察绝对值的定义,想到什么? ——分类讨论
①
(当时,我们有。注意到这两个不等式要同时成立)
②
(当时,我们有。一样,这两个不等式也要同时成立)
综上,原不等式的解集为.
解法4:除了上述方法之外,我们还有没有别的方法? 同学们可以回想一下,我们如何求解一元二次不等式? 数形结合,利用二次函数的图像。那么这里,我们可不可以利用函数图像来求解呢?
我们可以将不等式两边看作函数,从函数图像进行分析。
先画出函数的图像:
(以后在函数里面,我们还会继续学习,称为:分段函数)
当然我们还可以先画出的图像,然后将轴下方的图像翻折上去。
将左边看作函数。要求解集,只要寻找函数的图像在函数的图像的下方部分所对应的的范围即可; 这里不难求出函数和的图像的交点的横坐标为,
所以,原不等式的解集为.
2.解下列不等式
(1);(2);(3);(4).
【解析】(1)由绝对值定义得,原不等式,
所以,原不等式的解集为;
(2)原不等式或或
不存在或或,
所以,原不等式的解集为;
(3)原不等式
或或或,
所以,原不等式的解集为.
(4)原不等式
;
所以,原不等式的解集为;
【说明】此例有一定难度,教师可视学生实际适当选用。
题型06:解含双绝对值的不等式
【例14】不等式的解集为 .
【答案】
【分析】法一:两边平方,化为一元二次不等式,求解即可;
法二:由绝对值的性质去掉绝对值,再将分式不等式转化为一元二次不等式,由其解法得出解集.
【解析】法一:不等式等价于,整理得.
即,解得,
则不等式的解集为.
法二:当时,满足;
当时,不等式,可化为,
即或,即或,
即或.
解得或.
综上,不等式的解集为.
故答案为:
【例15】不等式的解集为
【答案】
【解析】当时,,故;
当时,恒成立,故;
当时,,故
综上:
故不等式的解集为:
【跟踪训练】
1.解不等式 ;
(3)由不等式两边平方得,,整理得,即,解得,所以,原不等式的解集为.
2.解不等式|2x-1|<|x|+1.
解:当x<0时,原不等式可化为-2x+1<-x+1,解得x>0,又因为x<0,所以这样的x不存在.
当0≤x<时,原不等式可化为-2x+1<x+1,解得x>0,
又因为0≤x<,所以0<x<.
当x≥时,原不等式可化为2x-1<x+1,解得x<2,又因为x≥,所以≤x<2.
综上所述,原不等式的解集为{x|0<x<2}.
3.解不等式
【解析】方法1:考虑临界点-2和1把数轴分成几段?
分为三个区间:,,.
① 当时,原不等式变为,
化简:,,即; (不要把前提条件忘记)
② 当时,原不等式变为,
(分类讨论要包含所有的点,不要忘记)
化简得:,即;
(表示不等式恒成立,不是没有解,是对一切都成立)
③ 当时,原不等式变为,
解得:,即.
综上,知原不等式的解集为.
(最后把①、②、③三种情况合并起来,求并集如果困难,借助于轴.)
方法2:从函数的角度思考,可分别画出函数和的图象.观察即得.
.
不难看出,要使,只须.
所以,原不等式的解集为.
方法3:【分析】再次回顾一下方法1,我们是根据绝对值的几何意义来求解。
的几何意义是什么?的几何意义又是什么?的几何意义呢?
因此我们知道:不等式的几何意义是是表示数轴上与及两点距离之和小于4的点。而两点距离为3,因此线段上每一点到、的距离之和都等于3.我们只要找到与、的距离这和为4的点,问题就迎刃而解了.
解:如上图,要找到与、距离之和为4的点,只需由点向右移动个单位,这时距离之和增加1个单位,即移到点.或由点向左移动个单位,即移到点.
可以看出,数轴上点向左的点或者向右的点到、两点的距离之和均小于4.
所以,原不等式的解集为.
题型07:含参数的绝对值不等式的解法
【例16】已知,解关于的不等式:;
【分析】讨论和,由绝对值的几何意义去绝对值即可求解;
【详解】(1)当时,无解,此时解集为,
当时,由可得:,
所以,可得,
综上所述:当时,不等式解集为,
当时,不等式解集为,
【例17】若不等式的解集为,则实数 .
【答案】
【分析】根据绝对值不等式去掉绝对值符号化为,分,解不等式,由不等式的解集列方程可得的值.
【详解】解:不等式解集为,则,所以,
当时,不等式的解为,所以,解得不符合,舍去;
当时,不等式的解为,所以,解得符合.
故答案为:.
【例18】若不等式的解集是为,则实数的范围为 __________.
【答案】
【解析】根据数轴上两点之间距离公式,代数式“”的几何意义是:
数轴上动点到定点、的距离之和,所以有最小值,再结合数轴得;
【例19】已知,使不等式在实数集上的解集不是空集,求的取值范围.
【答案】设y=|x-4|+|x-3|,y为实数x对应的点与3、4对应的点的距离|PA|与|PB|之和
∵|PA|+|PB|≥1,∴y≥1对一切x都成立∴要使原不等式有解,只需a>1.
【例20】若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是( )
A.[2,4] B.[1,2]C.[-2,4] D.[-4,-2]
【答案】C
【解析】∵|x-a|+|x-1|≥|(x-a)-(x-1)|=|a-1|,要使|x-a|+|x-1|≤3有解,
可使|a-1|≤3,∴-3≤a-1≤3,∴-2≤a≤4.
【例21】若不等式|x+1|+|x-2|<a无实数解,则a的取值范围是________.
【答案】(-∞,3]
【解析】由绝对值的几何意义知|x+1|+|x-2|的最小值为3,而|x+1|+|x-2|<a无解,∴a≤3.
【跟踪训练】
1.(1)不等式的解集为一切实数,求实数的取值范围;
(2)不等式的解集为空集,求实数的取值范围;
(3)不等式的解集非空,求实数的取值范围.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】 含有多个绝对值的式子,仍然要去绝对值,找出分界点,在数轴上表示出来,把实数分段讨论.(2)是(1)的补集.
2.已知关于的绝对值不等式:.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若对于任意的实数,以上不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分类讨论,和,解不等式即可求出答案;
(2)由的几何意义求出的最小值为2,即2>,解不等式即可得出答案.
【详解】(1)当时,原不等式变为:由
当时,,解得;
当时,,无解;
当时,,解得.
故所求不等式的解集为:.
(2)由在数轴上表示到-1与1的距离之和(或由三角不等式),
的最小值为2,
则有2>,可化为,
所以.
知识点三、不等式恒成立问题
题型08:分式不等式恒成立问题
【例22】若不等式对一切实数均成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为恒成立
所以恒成立
恒成立
恒成立
故,解之得:故选:A
【例23】若不等式<0对一切x∈R恒成立,求实数m的取值范围。
【解析】因为x2-8x+20=(x-4)2+4>0,所以原不等式同解于mx2-mx-1<0.
要使原不等式对一切x∈R恒成立,只需mx2-mx-1<0恒成立即可.
①当m=0时,mx2-mx-1=-1<0恒成立;
②当m≠0时,则需即-4<m<0,
所以实数m的取值范围为(-4,0];
【跟踪训练】
1、若不等式对一切实数x恒成立,则实数a的范围是
【答案】
【解析】,
所以恒成立等价于恒成立,
即不等式恒成立,所以,解得.
2.若不等式的解集为R,求实数m的取值范围。
【答案】m<.
【解析】由于x2-8x+20>0恒成立,故问题等价于mx2+2(m+1)x+9m+4<0的解集为R.
只需,即,解得m<.
即实数m的取值范围为m<.
题型09:绝对值不等式恒成立问题
【例24】对于任意实数x,不等式|x+7|≥m+2恒成立,则实数m的取值范围是
答案:(-∞,-2];解析:令y=|x+7|,要使任意x∈R,|x+7|≥m+2恒成立,只需m+2≤ymin,
因为ymin=0,所以m+2≤0,所以m≤-2,所以m的取值范围是(-∞,-2].答案:(-∞,-2]
【例25】若不等式对一切恒成立,那么实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由绝对值不等式解法,分类讨论去绝对值,再根据恒成立问题的解法即可求得a的取值范围.
【详解】根据绝对不等式,分类讨论去绝对值,得
所以
所以
所以选D
【点睛】本题考查了绝对值不等式化简方法,恒成立问题的基本应用,属于基础题.
【跟踪训练】
1.若不等式的解集为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】令求出,即可求出参数的取值范围.
【解析】令,则,
所以当时取最大值,且,
因为不等式的解集为,所以,即实数的取值范围为.
故答案为:
2.设函数,其中.
(1)当时,解不等式;
(2)若关于的不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)根据题意得到,分,,三种情况讨论,即可得出结果;
(2)先由关于的不等式恒成立,得到恒成立,代入特殊值可知f(2)≥1,从而有a≤1或a≥3;令F(x)=f(x)﹣x+1,分类讨论a≤1或a≥3时F(x)的最小值,使得F(x)min≥0,可求出a的取值范围.
【详解】(1)当时,即为,
当时,,解得;
当时,,可得解集为空集;
当时,,解得解集为空集,
综上,原不等式的解集为;
(2)关于的不等式恒成立,即为恒成立,
因为f(2)≥1成立,即|2﹣a|≥1,解得a≤1或a≥3,
设函数F(x)=f(x)﹣x+1,则F(x)≥0恒成立,
若a≥3,则F(x)=,
由此F(x)min=﹣1与F(x)≥0恒成立矛盾,
若a≤1,则F(x)=,
由此F(x)min=1﹣a≥0恒成立,符合F(x)≥0恒成立的要求,
综上,a的取值范围为(﹣∞,1].
【点睛】方法点睛:(1)含绝对值的不等式的解法,通常需要用到分类讨论的思想,去掉绝对值求解;
(2)含绝对值不等式的恒成立有解问题,可以通过做图像数形结合的方法求参,也可以通过含参讨论去绝对值求参.
知识点四、综合提升
题型10:综合压轴
【例26】已知集合.
(1)当时,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)化简集合,利用并集运算求解即可;
(2)由可得,然后利用与两种情况讨论即可.
【解析】(1),
且,
,
,
当时,,
.
(2).
由(1)知,又.
则当即时,,
要使,则得.
当即时,,满足.
综上所述,实数的取值范围为
【例27】记关于的不等式的解集为,不等式的解集为.
(1)若,求;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当时,分式不等式化为,结合分式不等式解法的结论,即可得到解.
(2)由含绝对值不等式的解法,得,并且集合是的子集,由此建立不等式关系,即可得到的取值范围.
【解析】(1)当时,,即,化简得,即,所以, 所以不等式的解集为,由此可得.
(2),可得,
,得,再解,即
①当时,无解,,满足;
②当时,解得,此时,由此可得,即a的取值范围是.
③当时,解得,此时,由此可得,即a的取值范围是.
综上所述,a的取值范围是
【跟踪训练】
1.已知全集,非空集合,
(1)当时,求;
(2)命题p:,命题q:,若q是p的必要条件,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当代入两个集合,分别求解集合,再求;
(2)由条件可知,,分情况讨论集合,再利用子集关系,列不等式求实数的取值范围.
【解析】(1)当时,,
或,.
(2)由q是p的必要条件,即,可知,
由,得.
①当,即时,,再由,
解得.
②当,即时,,不符合题意;
③当,即时,,再由,
解得:.
综上,.
2.设集合.
(1)若,试用区间表示集合,并求;
(2)若,求不等式的解集.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)解绝对值不等式、一元二次不等式并结合区间的概念、并集的概念即可得解.
(2)由一元二次不等式的解集与一元二次方程的跟的关系可先得,再解分式不等式即可得解.
【解析】(1)由,得,
因为,所以,故,
所以.
(2)由题意得有两个根为1和5,
所以,
则的解集为.
一、填空题
1.(2024·上海市甘泉外国语中学高一期中)不等式<的解集是( )
A.(-7,+∞) B.(-∞,7)
C.(-7,3)∪(3,+∞) D.(-∞,3)∪(3,7)
【答案】C
【分析】由题可得,解之即得.
【详解】原不等式可化为,
解得且.
故选:C.
2. (2024松江二中高一月考)不等式的解集是…………………………… ()
A. B. C. D.
【答案】 D
3. (2024徐汇中学高一月考)若等式的解集为,不等式的解集为,则不等式的解集是( )
A. ; B. ;C. ; D. .
【答案】 B
4.(2024-2025闵行区高一期中)已知,不等式的解集为,且,则的取值范围为( )
A.(-3,+∞) B.(-3,2)
C.(-∞,2)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪[2,+∞)
【答案】D
【详解】∵,∴或-2+a=0,
解得或.
故选:D.
【点睛】解分式不等式时,一般是把分式不等式转化为整式不等式求解,如果不等号中含有“等号”,但在转化时特别要注意分母不为零,否则就是错误的结论.本题中-2不是题中不等式的解,则就有使分母为零的一种情形,不能遗漏.
5.(2024上海·同济大学第二附属中学高一期末)若不等式对一切恒成立,那么实数的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由绝对值不等式解法,分类讨论去绝对值,再根据恒成立问题的解法即可求得a的取值范围.
【详解】根据绝对不等式,分类讨论去绝对值,得
所以
所以
所以选D
【点睛】本题考查了绝对值不等式化简方法,恒成立问题的基本应用,属于基础题.
6.(2024秋•浦东新区校级期末)“对于任意x∈R的实数,不等式|x+2|﹣|3﹣x|≥a恒成立”的一个充分必要条件是( )
A.a∈(﹣∞,﹣2]∪[3,+∞) B.a∈[﹣2,3]
C.a∈(﹣∞,5] D.a∈(﹣∞,﹣5]
【分析】原题等价于a≤[|x+2|﹣|3﹣x|]min,利用绝对 值的性质求出[|x+2|﹣|3﹣x|]min,能求出结果.
【解答】解:∵对于任意x∈R的实数,不等式|x+2|﹣|3﹣x|≥a恒成立,
∴a≤[|x+2|﹣|3﹣x|]min,
由x+2=0,得x=﹣2,由3﹣x=0,得x=3,
当x<﹣2时,|x+2|﹣|3﹣x|=﹣x﹣2﹣3+x=﹣5;
当﹣2≤x≤3时,|x+2|﹣|3﹣x|=x+2﹣3+x=2x﹣1∈[﹣5,5];
当x>3时,|x+2|﹣|3﹣x|=x+2﹣x+3=5.
综上,|x+2|﹣|3﹣x|∈[﹣5,5].
∴a≤[|x+2|﹣|3﹣x|]min=﹣5,
∴“对于任意x∈R的实数,不等式|x+2|﹣|3﹣x|≥a恒成立”的一个充分必要条件是(﹣∞,﹣5].
故选:D.
【点评】本题考查含绝对值不等式的运算,考查充要条件、分类讨论思想等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
二、选择题
7.(2024上海市大同中学高一阶段练习)不等式的解集用区间表示是______.
【答案】
【分析】求出不等式的解集,再写成区间形式即可.
【详解】由得:且,解得,
所以不等式的解集用区间表示是.
故答案为:
8.(2023上海·高一单元测试)不等式的解集是________.
【答案】
【分析】把原不等式的右边移项到左边,通分计算后,根据分式不等式解法,然后转化为两个一元一次不等式组,注意分母不为0的要求,求出不等式组的解集即为原不等式的解集.
【详解】不等式得 ,
故 ,
故答案为:.
9.(2024上海·华东师范大学第一附属中学高一阶段练习)不等式的解集是____________(用区间表示)
【答案】
【分析】根据分式不等式的解法直接计算即可.
【详解】
故
故答案为:
10.(2024秋·上海徐汇·高一统考期末)不等式的解集为________.
【答案】
【分析】由于,故将化为,解一元二次不等式即得答案.
【详解】由于,
所以不等式即不等式,
即,解得或,
故不等式的解集为,
故答案为:
11.(2023上海·高一单元测试)已知不等式的解集为或,则________.
【答案】
【解析】先化简分式不等式,再等价于一元二次不等式,结合一元二次不等式与一元二次方程的关系,转化为对应方程的根,即可求出的值.
【详解】由,得,
等价于,
不等式的解集为或,
和为方程的两个实数根,
,
解得.
故答案为:.
【点睛】本题考查了分式不等式的解法以及一元二次不等式的解法,考查了转化思想,属于基础题.
12.(2024七宝中学高一月考)不等式|x﹣1|<2的解集为 .
【分析】由不等式|x﹣1|<2,可得﹣2<x﹣1<2,解得﹣1<x<3.
【解答】解:由不等式|x﹣1|<2可得﹣2<x﹣1<2,
∴﹣1<x<3,
故不等式|x﹣1|<2的解集为 (﹣1,3),
故答案为:(﹣1,3).
【点评】本题考查查绝对值不等式的解法,关键是去掉绝对值,化为与之等价的不等式来解.
13.(2022·上海虹口·高一期末)不等式的解集为______.
【答案】
【分析】分,,讨论去绝对值解不等式即可.
【详解】解:当时,,解得,
当时,,解得
当时,,解得,
综合得不等式的解集为
故答案为:.
14.(2020·上海市奉贤区曙光中学高一阶段练习)设关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为______;
【答案】
【分析】由题意得出为关于的根,且,然后将分式不等式化为,解出该不等式即可.
【详解】由于关于的不等式的解集是,则为关于的根,且,
,得,不等式即为,即,
解该不等式得
故答案为:
【点睛】本题考查不等式与解集之间的关系,同时也考查了分式不等式的求解,解题的关键就是确定两参数的等量关系,并确定出参数的符号,考查运算求解能力,属于中等题.
15. (2024格致中学高一月考)若关于的不等式的解集是,则关于的不等式的解集为 .
【答案】
16. (2024-25大同中学高一月考)已知集合,,若,则的取值范围为 .
【答案】
17. (2024-25延安中学高一月考)设满足不等式的解集为,且,则实数的取值范围是 .
【答案】
18.(2021·上海市延安中学高一期中)已知关于的不等式的解集为空集,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【分析】不等式等价于的解集是,分和两种情况讨论求实数的取值范围.
【详解】恒成立,
不等式等价于的解集是,
当时,不成立,解集是,
当时, ,解得:,
综上:.
故答案为:
3、 解答题
19.(2024行知中学高一阶段练习)解下列分式不等式:
(1); (2);
(3); (4).
【解析】(1)
(2)原不等式可化为,此不等式与同解,
由得或,所以原不等式的解集是.
(3)原不等式可化为,即.由于的判别式,故的值恒大于,于是原不等式与的解集相同.解得或.所以,原不等式的解集为.
(4)原不等式等价于∴原不等式的解为:.
20.(2021·上海浦东新·高一期中)解不等式组:.
【答案】
【分析】利用一元二次不等式的解法求解.
【详解】因为,
所以,
由(1)解得或,
由(2)解得,
所以不等式组的解集是:
21.(2024上海·高一专题练习)解下列不等式:
(1);(2);
(3);(4)
【答案】(1);(2);(3);(4).
【分析】(1)根据绝对值不等式的定义,去掉绝对值号,即可求解;
(2)把不等式,转化为等价不等式组或,即可求解;
(3)把不等式的两边平方得,得出,结合一元二次不等式的解法,即可求解;.
(4)根据零点分类讨论法,即可求解.
【详解】(1)由题意,不等式,可得或,解得或,
所以原不等式的解集为.
(2)由题意,不等式,可化为或,
解得,即或,
所以原不等式的解集为.
(3)由不等式两边平方得,,整理得,即,解得,所以,原不等式的解集为.
(4)当时,原不等式化为,即,此时,不等式的解集为;
当时,原不等式化为,即,始终不成立,舍去;
当时,原不等式化为,即,此时,不等式的解集为.
综上所述,原不等式的解集为.
22.(2024上海市南洋模范中学高一期中)(1)关于x的不等式的解集为,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式;
(3)设(1)中a的整数值构成集合A,(2)中不等式的解集是B,若中有且只有三个元素,求实数m的取值范围.
【答案】(1);(2)答案不唯一,具体见解析;(3).
【解析】(1)根据题意,分,和三种情况讨论,结合二次函数的性质,即可求解;
(2)化简不等式为,转化为且,结合一元二次不等式的解法,分类讨论,即可求解.
(3)由(1)得,根据中有且只有三个元素,结合不等式的解集,分类讨论,得出不等式组,即可求解.
【详解】(1)当时,不等式可化为无解,满足题意;
当时,不等式化为,解得,不符合题意,舍去;
当时,要使得不等式的解集为,
则满足,解得,
综上可得,实数a的取值范围是.
(2)由不等式,可得,
即且,
当时,不等式等价于,解得;
当时,由,
不等式且的解集为,
当时,且,
当时,解集为,
当时,解集为,
当时,解集为,
综上,当时,解集为,
当时,解集为,
当时,解集为,
当时,解集为,
当时,解集为.
(3)由(1)得,
当中有且只有三个元素,显然不可能,
当时,
因为,不合题意,舍去,
当时,,
因为中有且只有三个元素,所以,,解得,
综上,实数m的取值范围是.
【点睛】解含参数的一元二次不等式的步骤:
(1)若二次项含有参数,应先讨论参数是等于0、小于0,还是大于0,然后整理不等式;
(2)当二次项系数不为0时,讨论判别式与0的关系,判断方程的根的个数;
(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,从而确定解集的形式.
23.(2024秋·上海嘉定·高一校考期中)已知关于的不等式的解集为A.
(1)当时,求集合A;
(2)若,求实数a的取值范围.
(3)若,,求实数a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)直接解分式不等式即可;
(2)由得,或,求出a的取值范围.
(3)由,建立不等式组,求出a的取值范围.
【详解】(1)当时,可化为,等价于且 ,解得:,
即不等式的解集为.
(2)若,则有或
解得或,
所以实数a的取值范围.
(3)若,则有,解得或
若,则有或,解得
所以实数a的取值范围.
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