内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语、不等式
第5课时 一元二次方程、不等式
[考试要求] 1.能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.3.了解简单的分式、绝对值不等式的解法.
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二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
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第5课时 一元二次方程、不等式
提醒:解集的端点是二次函数的零点,也是对应一元二次方程的根.
{x|x<x1或x>x2}
{x|x1<x<x2}
∅
∅
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第5课时 一元二次方程、不等式
[常用结论]
1.分式不等式的解法
2.绝对值不等式:|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);
|x|<a(a>0)的解集为(-a,a).
记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.
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3.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数确定.
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第5课时 一元二次方程、不等式
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0. ( )
(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( )
(4)若ax2+bx+c>0恒成立,则a>0且Δ<0.( )
√
√
×
×
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二、教材经典衍生
1.(人教A版必修第一册P53练习T1改编)不等式(x-1)(x-3)>0的解集为( )
A.{x|x<1} B.{x|x>3}
C.{x|x<1或x>3} D.{x|1<x<3}
C [由方程(x-1)(x-3)=0,可得方程的两根为x1=1,x2=3,结合一元二次不等式的解法,可得不等式(x-1)(x-3)>0的解集为{x|x<1或x>3}.故选C.]
√
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第5课时 一元二次方程、不等式
A.(-∞,-5] B.[-5,-1)
C.[-5,-1]∪[5,7) D.[-5,-1]
D [因为x2≤25,所以集合A={x|-5≤x≤5}.
√
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第5课时 一元二次方程、不等式
3.(人教A版必修第一册P58复习参考题2T6改编)若不等式ax2+ax+a+3≥0在R上恒成立,则实数a的取值范围是________.
{a|a≥0} [当a=0时,不等式为3>0,满足题意;
解得a>0.
综上可得,a的取值范围为{a|a≥0}.]
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[1,5) [设花卉带的宽度为x米,
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考点一 一元二次不等式的解法及“三个二次”之间的关系
(2)不等式0<x2-x-2≤4的解集为________.
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(1)(-∞,4)∪[8,+∞) (2){x|-2≤x<-1或2<x≤3} [(1)因为ax2+bx+c>0的解集为(-2,4),所以a<0,且对应方程的根为-2和4,
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故原不等式的解集为{x|-2≤x<-1或2<x≤3}.]
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第5课时 一元二次方程、不等式
解一元二次不等式的一般方法和步骤
(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,根据判别式判断方程有没有实根(无实根时,不等式的解集为R或∅).
(3)求:求出对应的一元二次方程的根(解集的端点对应方程的根).
(4)写:利用“大于取两边,小于取中间”写出不等式的解集.
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第5课时 一元二次方程、不等式
[跟进训练]
1.(多选)已知关于x的不等式ax2+bx+c≤0的解集为{x|x≤-2或x≥3},则下列说法正确的是( )
A.a<0
B.ax+c>0的解集为{x|x<6}
C.8a+4b+3c<0
√
√
√
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ABD [关于x的不等式ax2+bx+c≤0的解集为{x|x≤-2 或x≥3},
对于A,a<0,正确;
对于B,ax+c>0,即a(x-6)>0,解得x<6,正确;
对于C,8a+4b+3c=8a-4a-18a=-14a>0,错误;
对于D,cx2+bx+a<0,即-6ax2-ax+a<0,即6x2+x-1<0,解得
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考点二 含参数的一元二次不等式的解法
[典例2] 解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
解:原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,
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[拓展变式]
在本例中,把“a>0”改成“a∈R”,解不等式.
解:当a>0时,同典例2解析;
当a=0时,原不等式等价于-x+1<0,即x>1;
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解含参数的一元二次不等式的步骤
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[跟进训练]
2.解关于x的不等式x2+ax+1<0(a∈R).
解:Δ=a2-4.
①当Δ=a2-4≤0,即-2≤a≤2时,原不等式的解集为∅.
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综上所述,当-2≤a≤2时,原不等式的解集为∅;
当a>2或a<-2时,原不等式的解集为
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√
考点三 一元二次不等式恒成立问题
[典例3] (1)(2025·济南模拟)若关于x的不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对一切实数x恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.(-∞,-2)
C.(-2,2) D.(-2,2]
(2)若不等式ax2-x+a>0对任意的x∈(1,+∞)恒成立,则实数
a的取值范围为____________.
(3)若∀a∈[-1,3],ax2-(2a-1)x+3-a≥0恒成立,则实数x的取值范围为________.
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[拓展变式]
本例(2)变为:当x∈[m,m+1]时,满足x2+mx-1<0,求实数m的取值范围.
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恒成立问题求参数的取值范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的取值范围,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.
(3)特别注意对二次项系数为0的讨论,因为不等式不一定为一元二次不等式.
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[跟进训练]
3.(1)设a∈R,若关于x的不等式x2-ax+1≥0在1≤x≤2上有解,则( )
A.a≤2 B.a≥2
√
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第5课时 一元二次方程、不等式
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
判别式
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
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
_________________
___
___
(1)>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0);
(2)≥0(≤0)⇔
(1)不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔或
(2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔或
(3)≥0等价于(x-a)(x-b)≥0. ( )
2.(人教A版必修第一册P55习题2.3 T3改编)已知集合A={x|x2≤25},B=,则A∩B=( )
因为≥0,所以解得x>7或x≤-1,所以集合B={x|x>7或x≤-1}.所以A∩B=[-5,-1].故选D.]
当a≠0时,需满足
4.(人教A版必修第一册P55练习T2改编)如图,在长为12 m,宽为10 m的矩形地面的四周种植花卉,中间种植草坪,如果要求花卉带的宽度相同且草坪面积不超过总面积的,那么花卉带的宽度的取值范围是________(单位:m).
则所以0<x<5,因为草坪面积不超过总面积的,所以(12-2x)(10-2x)≤×12×10,解得1≤x<5,
所以花卉带的宽度的取值范围是[1,5).]
[典例1] (1)若关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-2,4),则不等式≤0的解集为_______.
所以-=-2+4=2,=-2×4=-8,且a<0,
不等式≤0可化为≤0,则≤0,即≤0,解得x<4或x≥8.
(2)原不等式等价于 即 解得
D.cx2+bx+a<0的解集为
故a<0,且 整理得到b=-a,c=-6a.
-<x<,正确.
故选ABD.]
因为a>0,所以(x-1)<0.
所以当a>1时,解得<x<1;
当a=1时,解集为∅;
当0<a<1时,解得1<x<.
综上,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.
当a<0时,<1,原不等式可化为(x-1)>0,解得x>1或x<.综上,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,
当a=0时,不等式的解集为{x|x>1},
当a<0时,不等式的解集为.
②当Δ=a2-4>0,即a>2或a<-2时,方程x2+ax+1=0的两根为x1=,x2=,
则原不等式的解集为
.
.
(1)D (2) (3)[-1,0]∪ [(1)当a=2时,不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0可化为-4<0,恒成立;当a≠2时,要使关于x的不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0对一切实数x恒成立,只需
解得-2<a<2.故-2<a≤2.故选D.
(2)法一(函数法):当a=0时,原不等式可化为x<0,易知不合题意;当a≠0时,令f(x)=ax2-x+a,要满足题意,需或
解得a≥,
所以实数a的取值范围是.
法二(分离变量法):ax2-x+a>0⇔ax2+a>x⇔a>.因为x∈(1,+∞),=<,所以a≥.
(3)(变更主元法)把不等式的左端看成关于a的函数,令g(a)=ax2-2ax+x+3-a=(x2-2x-1)a+x+3≥0,则由g(a)≥0对于任意的a∈[-1,3]恒成立,得即
解得
所以实数x的取值范围为[-1,0]∪.]
解:设f(x)=x2+mx-1,
则
即
化简得
解得所以-<m<0.
则实数m的取值范围为.
C.a≤ D.a≥
(2)若不等式sin2x-asin x+2≥0对任意的x∈恒成立,则实数a的取值范围是________.
(1)C (2)(-∞,3] [(1)由x2-ax+1≥0在1≤x≤2上有解,
得≥a在1≤x≤2上有解,则a≤max,由于=x+,
而y=x+在[1,2]上单调递增,
故当x=2时,x+取得最大值,故a≤.故选C.
(2)设t=sin x,因为x∈,所以t∈(0,1],则不等式sin2x-asin x+2≥0对任意的x∈恒成立,即不等式t2-at+2≥0对任意的t∈(0,1]恒成立,即a≤=t+对任意的t∈(0,1]恒成立.由对勾函数知y=t+在t∈(0,1]上单调递减,则ymin=1+=3,所以a≤3.]
$$