内容正文:
第一章
集合、常用逻辑用语与不等式
赢在微点 高考复习顶层设计 数学
第五节
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
二次函数与一元二次方程、不等式
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第2课时
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
一元二次不等式的解法
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课
程
标
准
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必备知识/梳理
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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6
教|材|回|顾
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微|点|延|伸
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小|题|快|练
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关键能力/落实
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——考向探究
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类型一
一元二次不等式的解法 自练自悟
解析
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解
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类型二
三个“二次”的关系
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类型三
一元二次不等式恒成立问题
解
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(六)
本部分内容讲解结束
1.会判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系;2.会求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集;3.了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.
1.一元二次不等式
只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
项目
Δ>0
Δ=0
Δ<0
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
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
{x|x<x1,
或x>x2}
x
R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
{x|b<x<a}
3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集
不等式解集
a<b
a=b
a>b
(x-a)(x-b)>0
{x|x<a,或x>b}
__________
_______________
(x-a)(x-b)<0
{x|a<x<b}
__________
__________
{x|x≠a}
{x|x<b,或x>a}
∅
4.分式不等式与整式不等式
(1)>0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0).
(2)≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
1.解不等式ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形.
2.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定.
(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
1.不等式(x-1)(2-x)≥0的解集为( )
A.{x|1≤x≤2} B.{x|x≤1或x≥2}
C.{x|1<x<2} D.{x|x<1或x>2}
因为(x-1)(2-x)≥0,所以(x-2)(x-1)≤0,所以结合二次函数的性质可得1≤x≤2.故选A.
2.(人B必一P85复习题B组T8改编)设x∈R,则“>0”是“|x-1|<4”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
由>0,得(x-5)(2-x)>0,得(x-5)(x-2)<0,解得2<x<5;由|x-1|<4,得-4<x-1<4,得-3<x<5.因为(2,5)(-3,5),所以“>0”是“|x-1|<4”的充分不必要条件,故选A.
3.若关于x的不等式ax2+bx+2>0的解集为 x,则a+b=________.
依题意知解得故a+b=-14.
-14
4.一元二次不等式ax2+ax-1<0对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是________.
依题意知即解得-4<a<0.
(-4,0)
5.(人A必一P55练习T2改编)如图所示,某学校要在长为8米,宽为6米的一块矩形土地上进行绿化,计划四周种植花卉,花卉带的宽度相同,均为x米,中间种植草坪.为了美观,要求草坪的面积大于矩形土地面积的一半,则x的取值范围为________.
(0,1)
由题意,花卉带的宽度为x(0<x<3)米,则中间草坪的长为(8-2x)米,宽为(6-2x)米,所以(8-2x)×(6-2x)>×8×6,整理得x2-7x+6>0,即(x-6)(x-1)>0,又0<x<3,故0<x<1,故x的取值
范围为(0,1).
1.不等式-2x2+x+3<0的解集为( )
A. B.(-∞,-1)∪
C. D.∪(1,+∞)
-2x2+x+3<0可化为(2x-3)(x+1)>0,解得x<-1或x>.故选B.
2.不等式<1的解集为___________.
{x|-7<x<2}
<1,即-1<0,即<0,解得-7<x<2,因此不等式的解集为{x|-7<x<2}.
3.不等式-1<x2+2x-1≤2的解集为__________________________.
{x|-3≤x<-2,或0<x≤1}
原不等式等价于即由①,得x<-2或x>0;由②,得-3≤x≤1.画出数轴,如图,
可得原不等式的解集为{x|-3≤x<-2,或0<x≤1}.
4.解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,因为a>0,所以(x-1)<0.当a>1时,0<<1,解得<x<1;当a=1时,解集为∅;当0<a<1时,>1,解得1<x<.综上,当0<a<1时,原不等式的解集为{x|1<x<};当a=1时,原不等式的解集为∅;当a>1时,原不等式的解集为{x|<x<1}.
解一元二次不等式的一般步骤是:①化为标准形式(a>0);②确定判别式Δ的符号,若Δ≥0,则求出该不等式对应的一元二次方程的根,若Δ<0,则对应的一元二次方程无根;③结合二次函数的图象得出不等式的解集.特别地,若一元二次不等式的左边能因式分解,则可直接写出不等式的解集.
【例1】 (1)不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1<x<2},则不等式2x2+bx+a>0的解集为( )
A. x
B. x
C.{x|-2<x<1}
D.{x|x<-2,或x>1}
不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1<x<2},所以-1,2是方程ax2+bx+2=0的两个实数根,且a<0,则解得故不等式2x2+bx+a>0,即2x2+x-1>0,解得x<-1或x>,所以不等式2x2+bx+a>0的解集为{x |x<-1或x>}.故选A.
(2)若关于x的不等式x2-2ax-8a2<0(a>0)的解集为{x|x1<x<x2},且x2-x1=15,则a的值为________.
解法一:由题知x1,x2是一元二次方程x2-2ax-8a2=0(a>0)的实数根,所以Δ=4a2+32a2=36a2>0,且x1+x2=2a,x1x2=-8a2.又因为x2-x1=15,所以152=(x1+x2)2-4x1x2=4a2+32a2=36a2,又a>0,解得a=.
解法二:由x2-2ax-8a2<0(a>0)得,(x-4a)(x+2a)<0,即-2a<x<4a.又因为此不等式解集为{x|x1<x<x2},所以x1=-2a,x2=4a,由x2-x1=15,得4a-(-2a)=15,a=.
1.一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,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,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数.
【训练1】 (1)若关于x的不等式x2+px+q<0的解集为(-1,2),则不等式>0的解集为( )
A.(-4,2)∪(3,+∞)
B.(-3,2)∪(4,+∞)
C.(-∞,-3)∪(2,4)
D.(-∞,-4)∪(2,3)
关于x的不等式x2+px+q<0的解集为(-1,2),则方程x2+px+q=0的两根为-1和2,则即则>0可化为>0,整理得>0,可得-3<x<2或x>4,故选B.
(2)(多选题)(2025·长治质检)已知函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,则( )
A.a2-b2≤4
B.a2+≥4
C.若不等式x2+ax-b<0的解集为(x1,x2),则x1x2>0
D.若不等式x2+ax+b<c的解集为(x1,x2),且|x1-x2|=4,则c=4
根据题意,函数y=x2+ax+b(a>0)有且只有一个零点,则Δ=a2-4b=0,即a2=4b(b>0).对于A,a2-b2-4=4b-b2-4=-(b2-4b+4)=-(b-2)2≤0,即有a2-b2≤4,故A正确;对于B,a2+=4b+≥2=4,当且仅当4b=,即b=时等号成立,故B正确;对于C,由x1,x2为方程x2+ax-b=0的两根,可得x1x2=-b<0,故C错误;对于D,由x1,x2为方程x2+ax+b-c=0的两根,可得x1+x2=-a,x1x2=b-c,则|x1-x2|2=(x1+x2)2-4x1x2=a2-4(b-c)=a2-4b+4c=4c=16,解得c=4,故D正确.故选ABD.
【例2】 (1)已知mx2+2mx+1>0恒成立,求m的取值范围.
(1)①当m=0时,1>0显然恒成立;②当m≠0时,由题意知⇒⇒0<m<1.由①②知,m的取值范围为[0,1).
(2)若不等式-x2+2x+3≤a2-3a对任意实数x恒成立,求实数a的取值范围.
(2)原不等式可化为x2-2x+a2-3a-3≥0,因为该不等式对任意实数x恒成立,所以Δ≤0,即4-4(a2-3a-3)≤0,即a2-3a-4≥0,解得a≤-1或a≥4,所以实数a的取值范围是{a|a≤-1或a≥4}.
(3)若mx2-mx-1<0对于m∈[1,2]恒成立,求实数x的取值范围.
(3)设g(m)=mx2-mx-1=(x2-x)m-1,其图象是直线,当m∈[1,2]时,图象为一条线段,则即解得<x<,故x的取值范围为.
一元二次不等式在给定区间上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(或取值范围);
(2)转化为函数值域问题,即f(x)≥0(x∈[a,b])恒成立等价于f(x)min≥0(x∈[a,b]),f(x)≤0(x∈[a,b])恒成立等价于f(x)max≤0(x∈[a,b]).
【训练2】 (1)已知命题p:“∀x∈R,(a+1)x2-2(a+1)x+3>0”为真命题,则实数a的取值范围是( )
A.(-1,2) B.[1,+∞)
C.(-∞,-1) D.[-1,2)
当a=-1时,3>0恒成立,符合题意;当a≠-1时,需满足解得-1<a<2.综上所述,-1≤a<2.故选D.
(2)当1≤x≤2时,不等式x2-ax+1≤0恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2] B.[2,+∞)
C. D.
解法一:当1≤x≤2时,不等式x2-ax+1≤0恒成立,所以当1≤x≤2时,a≥恒成立,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D.
解法二:令f(x)=x2-ax+1,x∈[1,2],因为当1≤x≤2时,不等式x2-ax+1≤0恒成立,所以f(x)max≤0,所以即解得a≥.故选D.
$$