内容正文:
提升课2 二次函数与一元二次方程、不等式的应用
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
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内容索引
课时作业 巩固提升
2
[例1] 已知函数f (x)=mx2-(m-1)x+m-1.
(1)若不等式f (x)<1的解集为R,求实数m的取值范围;
[解] 不等式f (x)<1,
即mx2-(m-1)x+m-2<0,
当m=0时,x-2<0,解得x<2,不符合题意;
当m≠0时,
有
解得m<.
综上所述,实数m的取值范围为.
考点一 一元二次不等式恒(能)成立问题
3
(2)若不等式f (x)≥0对一切x∈恒成立,求实数m的取值范围;
[解] 不等式f (x)≥0对一切x∈恒成立,
即m(x2-x+1)≥1-x对一切x∈恒成立.
因为x2-x+1=>0,
则不等式等价于m≥对一切x∈恒成立,
由x∈,
考点一 一元二次不等式恒(能)成立问题
4
得≤ =1,
当且仅当1-x=,即x=0时等号成立,
所以=1,
所以m≥1,即实数m的取值范围是[1,+∞).
考点一 一元二次不等式恒(能)成立问题
5
(3)若不等式f (x)>2对一切m∈(0,2)恒成立,求x的取值范围.
[解] 不等式f (x)>2对一切m∈(0,2)恒成立,
即(x2-x+1)m+x-3>0对一切m∈(0,2)恒成立,
令h(m)=(x2-x+1)m+x-3.
因为x2-x+1=>0,
所以函数h(m)=(x2-x+1)m+x-3在(0,2)上单调递增,
则h(0)=x-3≥0,解得x≥3,
所以x的取值范围为[3,+∞).
考点一 一元二次不等式恒(能)成立问题
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恒成立问题求参数的范围的解题策略
1.弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
2.一元二次不等式在R上恒成立,可以用判别式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.知参数范围求函数自变量的范围常需要更换主元,把参数当作函数的自变量,得到一个新的函数,然后利用新函数求解.
方法总结
7
设函数f (x)=mx2-mx-1(m≠0),
(1)若对于任意x∈[1,3],f (x)<-m+5恒成立,则实数m的取值范围是____________________;
解析:f (x)<-m+5可化为mx2-mx+m-6<0,
令g(x)=mx2-mx+m-6=mm-6,m≠0,x∈[1,3].要使g(x)<0在[1,3]上恒成立,则g(x)在[1,3]上的最大值小于零.
当m>0时,易知g(x)在[1,3]上单调递增,
(-∞,0)∪
跟踪训练
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所以g(x)max=g(3)=7m-6<0,
解得m<,则0<m<;
当m<0时,易知g(x)在[1,3]上单调递减,
所以g(x)max=g(1)=m-6<0,
解得m<6,所以m<0.
综上所述,实数m的取值范围是(-∞,0)∪.
跟踪训练
9
(2)若对于任意m∈[1,3],f (x)<-m+4恒成立,则实数x的取值范围为
___________________.
解析:不等式f (x)<-m+4,即mx2-mx+m-5<0.
记p(m)=mx2-mx+m-5=(x2-x+1)m-5.
显然,函数y=p(m)(m∈[1,3])的图象是一条线段,
由不等式恒成立可得
跟踪训练
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即也就是
故不等式组等价于x2-x-<0,
解得<x<.
所以实数x的取值范围为.
跟踪训练
11
[例2] (多选)下列说法正确的是( )
A.若关于x的方程ax2-2ax+1=0有两个不同的正根,则实数a的取值范围是[0,+∞)
B.已知方程x2+(m-2)x+5-m=0有两个不相等的实数根,且两个实数根都大于2,则实数m的取值范围是 (-5,-4)
C.关于x的方程2ax2-x-1=0在0<x<1内恰有一解,则a>1
D.若关于x的一元二次方程x2-2ax+4=0有两个实根,且一个实根小于1,另一个实根大于2,则实数a的取值范围是
BCD
考点二 一元二次方程根的分布
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[解析] 对于A,∵关于x的方程ax2-2ax+1=0有两个不同的正根,
∴解得a>1,
故实数a的取值范围是(1,+∞).故A错误;
对于B,令f (x)=x2+(m-2)x+5-m,
由题可知⇒
考点二 一元二次方程根的分布
13
⇒
则-5<m<-4,即m的取值范围是(-5,-4).故B正确;
对于C,当a=0时,x=-1∉(0,1),不合题意;
∴a≠0,令f (x)=2ax2-x-1,有f (0)=-1,f (1)=2(a-1),
要使f (x)在0<x<1内恰有一个零点,
∴f (0)·f (1)<0即可,则a>1.故C正确;
对于D,设f (x)=x2-2ax+4,由题意解得a>,即a的取值范围是.故D正确.
考点二 一元二次方程根的分布
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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.
方法总结
15
1.已知二次函数y=(m+2)x2-(2m+4)x+3m+3与x轴有两个交点,一个
大于1,一个小于1,则m的值可能为( )
A.-2 B.-1
C.0 D.1
解析:令f (x)=(m+2)x2-(2m+4)x+3m+3,
则f (1)=m+2-2m-4+3m+3=2m+1,
由题可知,m≠-2,且(m+2)f (1)<0,
即(m+2)(2m+1)<0,解得-2<m<-.
B
跟踪训练
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2.方程x2-2ax+4=0的两根均大于1,则实数a的取值范围是_________.
解析:∵x2-2ax+4=0的两个根都大于1,
∴解得2≤a<.
可求得实数a的取值范围为.
跟踪训练
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课时作业 巩固提升
18
1.若命题“∃x∈R,使得x2+mx+2m-3<0”为假命题,则实数m的取
值范围是( )
A.[2,6] B.[-6,-2]
C.(2,6) D.(-6,-2)
解析:Δ=m2-4(2m-3)≤0,解得2≤m≤6.
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A
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2.若不等式ax2-x+a>0对一切实数x都成立,则实数a的取值范围为
( )
A.∪ B.(-∞,0)∪
C. D.
解析:显然a=0时,不等式不恒成立;
因为不等式ax2-x+a>0对一切实数x都成立,
则即解得a>,所以实数a的取值范围是.
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C
A组 基础保分练
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3.若mx2-mx-1<0对于m∈[1,2]恒成立,则实数x的取值范围为( )
A. B.
C. D.R
解析: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<.
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B
A组 基础保分练
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4.若存在x∈[0,1],不等式x2-4x-m≥0成立,则m的最大值为( )
A.0 B.1
C.-3 D.3
解析:由题意得,当x∈[0,1]时,m≤(x2-4x)max.
令f (x)=x2-4x,x∈[0,1],
由f (x)=x2-4x=(x-2)2-4可知,当x=0时,
f (x)max=f (0)=0,
所以m≤0,故m的最大值为0.
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A
A组 基础保分练
22
5.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.a≤2 B.a≥2
C.a≤ D.a≥
解析: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≥,
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≥.
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D
A组 基础保分练
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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≥.
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A组 基础保分练
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6.若函数f (x)=4x-m·2x+m+3有两个不同的零点x1,x2,且x1∈(0,1),
x2∈(2,+∞),则实数m的取值范围为( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,-2)∪(6,+∞)
C.(7,+∞) D.(-∞,-3)
解析:设t=2x,则t>0,则转化为函数g(t)=t2-mt+m+3有两个不同的零点t1,t2,且t1∈(1,2),t2∈(4,+∞),
所以即解得m>7.
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C
A组 基础保分练
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7.(多选)已知一元二次方程x2+(m+1)x+=0(m∈Z)有两个实数根x1,
x2,且0<x1<1<x2<3,则m的值为( )
A.-2 B.-3 C.-4 D.-5
解析:设f (x)=x2+(m+1)x+,
由0<x1<1<x2<3,
可得即
解得-<m<-.
又因为m∈Z,得m=-3或m=-4.
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BC
A组 基础保分练
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8.已知对任意x∈[-1,1],使得不等式x2-x+≥m恒成立,则实数m
的取值范围是__________.
解析:因为对任意x∈[-1,1],不等式x2-x+≥m恒成立.
所以≥m,x∈[-1,1].
设y=x2-x+,x∈[-1,1],
因为y=x2-x+,
所以当x=时,函数y=x2-x+,x∈[-1,1]取最小值,最小值为,
所以m≤,
故实数m的取值范围是.
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A组 基础保分练
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9.已知函数f (x)=x2-4x-4.若f (x)<1在区间(m-1,-2m)上恒成立,
则实数m的取值范围是__________.
解析:由题意得x2-4x-4<1,解得-1<x<5,即x∈(-1,5).因为f (x)<1 在区间(m-1,-2m) 上恒成立,所以(m-1,-2m)⊆(-1,5),所以 解得0≤m<,即m∈.
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A组 基础保分练
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10.(2025·辽宁营口模拟)若关于x的不等式2x2-8x-4-a>0在{x|1<x
<4}上有解,则实数a的取值范围是_______________.
解析:不等式2x2-8x-4-a>0在{x|1<x<4}上有解等价于a<2x2-8x-4在{x|1<x<4}上有解,即a<(2x2-8x-4)max,x∈(1,4).因为2x2-8x-4=2(x-2)2-12<2×(4-2)2-12=-4,故a<-4,即a∈(-∞,-4).
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(-∞,-4)
A组 基础保分练
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11.(2025·河北石家庄模拟)已知函数f (x)=ax2+x+2-4a(a≠0),且对任意的x∈R,f (x)≥2x恒成立.
(1) 求函数f (x)的解析式;
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解:由题意得ax2-x+2-4a≥0 对任意的x∈R恒成立,
所以
即
解得a=,所以f (x)=x2+x+1.
A组 基础保分练
30
(2) 若对任意的x∈[-1,1],不等式f (x+t)<f 恒成立,求实数t的取值范围.
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解:由f (x+t)<f 得(x+t)2+(x+t)+1<+1,即3x2+(8t+8)x+4t2+16t<0,
所以对任意的x∈[-1,1],
不等式3x2+(8t+8)x+4t2+16t<0 恒成立.
令m(x)=3x2+(8t+8)x+4t2+16t,x∈[-1,1],
则
解得-<t<-,
所以实数t 的取值范围为.
A组 基础保分练
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12.已知函数f (x)=ax2+3x-2,且f (x)>0的解集为{x|b<x<2}(b<2).
(1)求a,b的值;
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解:由题意得,a<0,且b,2为方程ax2+3x-2=0的两根,
所以解得
A组 基础保分练
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(2)若对于任意的x∈[-1,2],不等式f (x)≥2+m恒成立,求实数m的取值范围.
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解:由(1)可得,不等式f (x)≥2+m可化为-x2+3x-2≥2+m,
所以m≤-x2+3x-4.
因为对于任意的x∈[-1,2],不等式f (x)≥2+m恒成立,
所以对于任意的x∈[-1,2],不等式m≤-x2+3x-4恒成立,
即m≤(-x2+3x-4)min,x∈[-1,2].
因为y=-x2+3x-4=-,x∈[-1,2],
所以当x=-1时,y=-x2+3x-4取最小值,最小值为-8,
所以m≤-8,
故实数m的取值范围为(-∞,-8].
A组 基础保分练
33
13.(2025·山东济南质检)若函数f (x)=log (x2-ax+a)(a>0)的值域为
R,则f (a)的取值范围是( )
A.(-∞,4] B.(-∞,4)
C.[4,+∞) D.(4,+∞)
解析:依题意可得x2-ax+a要取遍所有正数,
则Δ=a2-4a≥0,因为a>0,所以a≥4.
故f (a)=loa≥lo4=lo()4=4.
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C
B组 能力提升练
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14.若对于任意m∈[-1,1],任意y∈R,使得不等式x2+(3-m)x-6<
|y-1|+|y-3|成立,则实数x的取值范围是_______________.
解析:因为对于任意m∈[-1,1],任意y∈R,
使得不等式x2+(3-m)x-6<|y-1|+|y-3|成立,
设t(y)=|y-1|+|y-3|,
则x2+(3-m)x-6<t(y)min,
又因为t(y)=|y-1|+|y-3|≥|(y-1)-(y-3)|=2,所以t(y)min=2,
所以x2+(3-m)x-6<2,
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(-4,2-2)
B组 能力提升练
35
即x2+(3-m)x-8<0.
设g(m)=x2+(3-m)x-8=-mx+x2+3x-8,
对于任意m∈[-1,1],g(m)=-mx+x2+3x-8<0,应用一次函数性质可知
即得
解得
则实数x的取值范围是.
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B组 能力提升练
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15.若关于x的一元二次方程(m-1)x2+2(m+1)x-m=0,分别满足下列条件时,求m的取值范围.
(1)一根在(1,2)内,另一根在(-1,0)内;
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解:设f (x)=(m-1)x2+2(m+1)x-m,
Δ=4(m+1)2+4m(m-1)=8m2+4m+4=8>0.
一根在(1,2)内,另一根在(-1,0)内应满足:
即
解得-<m<0.
B组 能力提升练
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(2)一根在(-1,1)内,另一根不在(-1,1)内;
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解:一根在(-1,1)内,另一根不在(-1,1)内,应满足:f (-1)f (1)<0,即(-2m-3)(2m+1)<0.
∴m>-或m<-.又∵m-1≠0,∴m≠1.
∴m的取值范围∪∪(1,+∞).
B组 能力提升练
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(3)一根小于1,另一根大于2;
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解:一根小于1,另一根大于2,应满足:
即
解得0<m<1.
B组 能力提升练
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(4)两根都在(-1,3)内;
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解:两根都在(-1,3)内,
应满足:
解得-<m<.
B组 能力提升练
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(5)在(1,2)内有解.
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解:在(1,2)内有解,应满足:
或f (1)·f (2)<0,
解得-<m<0.
B组 能力提升练
41
$$