内容正文:
第二章 一元二次函数、方程和不等式
数学A 必修第一册
章 末 复 习 课
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目录
contents
Part
01
体系构建
核心归纳
Part
02
本章要点
Part
03
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体系构建
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1.不等式的性质
(1)a>b⇔b<a;
(2)a>b,b>c⇒a>c;
(3)a>b⇔a+c>b+c;
(4)a>b,c>0⇒ac>bc;
(5)a>b,c<0⇒ac<bc;
(6)a>b,c>d⇒a+c>b+d;
(7)a>b>0,c>d>0⇒ac>bd;
(8)a>b>0,n∈N,n≥2⇒an>bn;
(9)a>b>0,n∈N,n≥2⇒eq \r(n,a)>eq \r(n,b).
2.基本不等式求最大(小)值问题
利用基本不等式求最大(小)值问题要注意“一正,二定,三相等”.常常需要对代数式进行通分、分解等变形,构造和为定值或积为定值的模型.
3.一元二次不等式
一元二次不等式ax2+bx+c>0(<0)(其中a>0)的解集.
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根
有两个不等的实根(x1<x2)
有两个相等的实根
(x1=x2)
没有实根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x|x<x1或x>x2}
{x|x≠x1}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
要点一 不等式性质的应用
1.不等式的性质常用来比较大小和证明不等式,防止由于考虑不全面出现错误,有时也可结合特殊值法求解.
2.掌握不等式的性质,重点提升数学抽象和数学运算素养.
下列结论正确的是( )
A.若a>b,则ac2>bc2
B.若a2>b2,则a>b
C.若a>b,c<0,则a+c<b+c
D.若eq \r(a)<eq \r(b),则a<b
【答案】 D
1.设a>0,b>0,则下列不等式中不成立的是( )
A.a+eq \f(1,a)≥2
B.a2+b2≥2ab
C.a+b+eq \f(1,a+b)≥2
D.eq \f(1,a)+eq \f(1,b)≥2+eq \f(2,a+b)
【答案】 D
要点二 解不等式
1.对于实数的一元二次不等式(分式不等式)首先转化为标准形式(二次项系数为正),然后能分解因式的变成因式相乘的形式,从而得到不等式的解集.
2.对于含参数的不等式要注意对参数进行讨论,做到不重不漏.
3.掌握不等式的解法,重点提升逻辑推理和数学运算素养.
解关于x的不等式x2-(a+a2)x+a3>0(a∈R).
【解】 原不等式可化为(x-a)(x-a2)>0.
当a<0时,a<a2,
原不等式的解集为{x|x<a或x>a2};
当a=0时,a2=a,原不等的解集为{x|x≠0};
当0<a<1时,a2<a,原不等式的解集为{x|x<a2或x>a};
当a=1时,a2=a,原不等式的解集为{x|x≠1};
当a>1时a<a2,原不等式的解集为{x|x<a或x>a2};
综上所述,当a<0或a>1时,原不等式的解集为{x|x<a或x>a2};
当0<a<1时,原不等式的解集为{x|x<a2或x>a};
当a=1时,原不等式的解集为{x|x≠1};
当a=0时,原不等式的解集为{x|x≠0}.
2.若不等式ax2+5x-2>0的解集是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|\f(1,2)<x<2)),
(1)求a的值;
(2)求不等式eq \f(1-ax,x+1)>a+5的解集.
【解】 (1)依题意,可得ax2+5x-2=0的两个实数根为eq \f(1,2)和2,
由根与系数的关系,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2=\f(-2,a),,\f(1,2)+2=-\f(5,a),))
解得a=-2.
(2)将a=-2代入不等式,得eq \f(1+2x,x+1)>3,即eq \f(1+2x,x+1)-3>0,
整理得eq \f(-(x+2),(x+1))>0,
即(x+1)(x+2)<0,解得-2<x<-1,
则不等式的解集为{x|-2<x<-1}.
要点三 基本不等式
基本不等式的主要应用是求函数的最值或范围,既适用于一个变量的情况,也适用于两个变量的情况.基本不等式具有将“和式”转化为“积式”和将“积式”转化为“和式”的放缩功能.解答此类问题关键是创设应用不等式的条件,合理拆分项或配凑因式是常用的解题技巧,而拆与凑的目的在于使等号能够成立.
(1)设x<-1,求y=eq \f((x+5)(x+2),x+1)的最大值.
(2)已知a,b,c都是正数,且a+2b+c=1,则eq \f(1,a)+eq \f(1,b)+eq \f(1,c)的最小值是( )
A.3+2eq \r(2)
B.3-2eq \r(2)
C.6-4eq \r(2)
D.6+4eq \r(2)
【解】 (1)∵x<-1,∴x+1<0.
∴-(x+1)>0,
∴y=eq \f((x+5)(x+2),x+1)=eq \f(x2+7x+10,x+1)
=eq \f((x+1)2+5(x+1)+4,x+1)=(x+1)+eq \f(4,x+1)+5
=-[-(x+1)+eq \f(4,-(x+1))]+5≤-2eq \r(4)+5=1,
当(x+1)2=4,即x=-3时取等号.
(2)D eq \f(1,a)+eq \f(1,b)+eq \f(1,c)=(eq \f(1,a)+eq \f(1,b)+eq \f(1,c))(a+2b+c)
=4+eq \f(2b,a)+eq \f(c,a)+eq \f(a,b)+eq \f(c,b)+eq \f(a,c)+eq \f(2b,c)
≥4+2eq \r(\f(2b,a)·\f(a,b))+2eq \r(\f(c,a)·\f(a,c))+2 eq \r(\f(c,b)·\f(2b,c))=6+4eq \r(2),
当且仅当eq \f(2b,a)=eq \f(a,b),eq \f(c,a)=eq \f(a,c),eq \f(c,b)=eq \f(2b,c),
即a=c=1-eq \f(\r(2),2),b=eq \f(\r(2)-1,2)时,等号成立.
3.已知正常数a,b和正变数x,y满足a+b=10,eq \f(a,x)+eq \f(b,y)=1,x+y的最小值为18,求a,b的值.
【解】 因为x+y=(x+y)·1=(x+y)·(eq \f(a,x)+eq \f(b,y))
=a+b+eq \f(ay,x)+eq \f(bx,y)≥a+b+2eq \r(ab)=(eq \r(a)+eq \r(b))2,
当且仅当eq \f(ay,x)=eq \f(bx,y),即eq \f(y,x)=eq \r(\f(b,a))时,等号成立,
所以x+y的最小值为(eq \r(a)+eq \r(b))2=18,
又a+b=10,所以ab=16.
所以a,b是方程x2-10x+16=0的两根,
所以a=2,b=8或a=8,b=2.
要点四 恒成立问题
对于不等式恒成立求参数范围问题常见类型及解法有以下几种.
(1)变更主元法:
根据实际情况的需要确定合适的主元,一般知道取值范围的变量要看作主元.
(2)分离参数法:
将参数分离转化为求解最值问题.
(3)数形结合法:
利用不等式与函数的关系将恒成立问题通过函数图象直观化.
(1)已知函数y=mx2-mx-6+m,若对于1≤m≤3,y<0恒成立,求实数x的取值范围.
(2)若不等式ax2-2x+2>0对于满足1<x<4的一切实数x恒成立,求实数a的取值范围.
(1)【解】 法一:y<0⇔mx2-mx-6+m<0⇔(x2-x+1)m-6<0.
∵1≤m≤3,
∴x2-x+1<eq \f(6,m)恒成立,只需x2-x+1小于eq \f(6,m)的最小值,即x2-x+1<eq \f(6,3)⇔x2-x-1<0⇔eq \f(1-\r(5),2)<x<eq \f(1+\r(5),2).
∴x的取值范围为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1-\r(5),2)<x<\f(1+\r(5),2))))).
法二:设关于m的函数y=mx2-mx-6+m=(x2-x+1)m-6.
由题意知y<0对1≤m≤3恒成立.
∵x2-x+1>0,∴y是关于m的一次函数,且在1≤m≤3上随x的增大而增大,
∴y<0对1≤m≤3恒成立等价于y的最大值小于0,
即(x2-x+1)·3-6<0⇔x2-x-1<0⇔eq \f(1-\r(5),2)<x<eq \f(1+\r(5),2),
∴x的取值范围为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1-\r(5),2)<x<\f(1+\r(5),2))))).
(2)【解】 ∵1<x<4,
∴不等式ax2-2x+2>0可化为a>eq \f(2x-2,x2).
令y=eq \f(2x-2,x2),且1<x<4,
则y=eq \f(2x-2,x2)=-2(eq \f(1,x)-eq \f(1,2))2+eq \f(1,2)≤eq \f(1,2),
当且仅当eq \f(1,x)=eq \f(1,2),即x=2时,函数y取得最大值eq \f(1,2),
∴a>eq \f(1,2)即为所求.
4.对任意-1≤m≤1,函数y=x2+(m-4)x+4-2m的值恒大于零,求x的取值范围.
【解】 由y=x2+(m-4)x+4-2m=(x-2)m+x2-4x+4,
g=(x-2)m+x2-4x+4可看作以m为自变量的一次函数.由题意知在-1≤m≤1上,g的值恒大于零,
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1((x-2)×(-1)+x2-4x+4>0,,(x-2)+x2-4x+4>0,))
解得x<1或x>3.
故当x<1或x>3时,对任意的-1≤m≤1,函数y=x2+(m-4)x+4-2m的值恒大于零.
$$