内容正文:
第五节 一元二次方程和一元二次不等式
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
1
1.会结合一元二次函数的图象,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.会从实际情境中抽象出一元二次不等式.
学习要求
2
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
课时作业 巩固提升
3
必备知识 自主梳理
4
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 ________________ R
{x|x<x1,或x>x2}
知识梳理
知识点一 二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
5
1.>0(<0)⇔__________________;
2.≥0(≤0)⇔________________________.
f(x)g(x)>0(<0)
f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0
知识梳理
知识点二 分式不等式与整式不等式
6
|x|>a(a>0)的解集为________________________,|x|<a(a>0)的解集
为__________.
(-∞,-a)∪(a,+∞)
(-a,a)
知识梳理
知识点三 简单的绝对值不等式
7
1.不等式(x-1)2<x+5的解集为( )
A.{x|1<x<4} B.{x|-1<x<4}
C.{x|-4<x<1} D.{x|-1<x<3}
B
自我评价
8
2.不等式<0的解集为( )
A.⌀ B.(2,3)
C.(-∞,2)∪(3,+∞) D.(-∞,+∞)
B
自我评价
9
3.已知A={x|x2-16<0},B={x|x2-4x+3>0},则A∪B=________.
R
自我评价
10
4.已知不等式x2-ax-b<0的解集为(2,3),则a+b=__________.
-1
自我评价
11
两个恒成立的充要条件
1.一元二次不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔
2.一元二次不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔
常用结论
12
关键能力 重点探究
13
[例1] 如图所示,数轴上表示的区间与下列不等式的解集相同的是
( )
A.x2-x-6≤0 B.x2-x-6≥0
C.≥0 D.≥0
C
考点一 不含参数的不等式的解法
14
[解析] 由题图可得数轴上表示的区间为(-∞,-2)∪[3,+∞),由x2-x-6≤0,解得-2≤x≤3;由x2-x-6≥0,解得x≤-2或x≥3;由≥0,解得x<-2或x≥3;由≥0,解得x≤-2或x>3.所以数轴上表示的区间与不等式≥0的解集相同.
考点一 不含参数的不等式的解法
15
解一元二次不等式的步骤
方法总结
16
1.(2025·广东广州质检)已知函数f(x)=x2,g(x)=若g(x)满足g(x)≤2-x,则x的取值范围为__________.
解析:由已知得g(x)=当x≥0时,x2≤2-x,解得-2≤x≤1,因此0≤x≤1;当x<0时,-x2≤2-x,不等式恒成立,因此x<0.综上,x的取值范围为x≤1.
x≤1
跟踪训练
17
2.不等式>2的解集为___________________.
解析:因为>2,则-2=>0,
等价于(1-2x)(x+2)>0,解得-2<x<,
即不等式>2的解集为.
跟踪训练
18
[例2] 已知二次函数f(x)=x2-ax-2a2,a∈R.
(1)若f(1)<0,求实数a的取值范围;
[解] 由已知得f(1)=1-a-2a2<0,
即(a+1)(2a-1)>0,
解得a<-1或a>.
所以实数a的取值范围为(-∞,-1)∪.
考点二 含参数的不等式的解法
19
(2)求关于x的不等式f(x)>0的解集.
[解] f(x)=x2-ax-2a2=(x-2a)(x+a)>0,
令f(x)=0,得x1=2a,x2=-a,
当2a<-a,即a<0时,解得x<2a或x>-a;
当2a=-a,即a=0时,解得x≠0;
当2a>-a,即a>0时,解得x<-a或x>2a.
综上所述,当a<0时,
解集为(-∞,2a)∪(-a,+∞);
当a=0时,解集为(-∞,0)∪(0,+∞);
当a>0时,解集为(-∞,-a)∪(2a,+∞).
考点二 含参数的不等式的解法
20
解含参数的一元二次型不等式的步骤
方法总结
21
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,原不等式无解.
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.
综上所述,当-2≤a≤2时,原不等式无解;
当a>2或a<-2时,原不等式的解集为.
跟踪训练
22
[例3] (多选)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)
∪(3,+∞),则下列选项中正确的是( )
A.a>0
B.不等式bx+c>0的解集是{x|x<-6}
C.a+b+c>0
D.不等式cx2-bx+a<0的解集为∪
ABD
考点三 三个二次的关系
23
[解析] ∵关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),∴a>0,A选项正确;
已知-2和3是关于x的方程ax2+bx+c=0的两根,由根与系数的关系得
则b=-a,c=-6a,则a+b+c=-6a<0,C选项错误;
不等式bx+c>0即为-ax-6a>0,解得x<-6,B选项正确;
不等式cx2-bx+a<0即为-6ax2+ax+a<0,即6x2-x-1>0,解得x<-或x>,D选项正确.
考点三 三个二次的关系
24
已知一元二次不等式的解集,就能够得到相应的一元二次方程的两根,由根与系数的关系,可以求出相应的系数.注意结合不等式解集的形式判断二次项系数的正负.
方法总结
25
1.(多选)若关于x的一元二次不等式ax2+bx+1>0的解集为,
则下列说法正确的是( )
A.a<0
B.a+b=-5
C.不等式ax2+x-b>0的解集是
D.不等式ax2+x-b>0的解集是∪(1,+∞)
ABC
跟踪训练
26
解析:由题意得,a<0,且ax2+bx+1=0的两个实数根是x1=-1,x2=,
则
a+b=-3-2=-5,故A,B正确;
ax2+x-b>0,即-3x2+x-(-2)>0,
即(3x+2)(x-1)<0,解得-<x<1,
故不等式ax2+x-b>0的解集为,故C正确,D不正确.
跟踪训练
27
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__________.
解析:由题知x1,x2是一元二次方程x2-2ax-8a2=0(a>0)的两个实数根,
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=.
跟踪训练
28
课时作业 巩固提升
29
1.不等式4x2+4x+1≤0的解集为( )
A.⌀ B.R
C. D.
解析:因为4x2+4x+1=(2x+1)2,
所以4x2+4x+1≤0 的解集为.
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D
A组 基础保分练
30
2.“≤1”是“”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
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A
A组 基础保分练
31
解析:由不等式≤1,可得≤0,所以解得-2<x≤3,
又由,可得-≤x-,解得-2≤x≤3,
因为{x|-2<x≤3}是{x|-2≤x≤3}的真子集,
所以“≤1”是“”的充分不必要条件.
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A组 基础保分练
32
3.已知不等式ax2-bx-1>0的解集是,则不等式x2-
bx-a≥0的解集是( )
A.{x|2<x<3}
B.{x|x≤2或x≥3}
C.
D.
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B
A组 基础保分练
33
解析:∵不等式ax2-bx-1>0的解集是,∴ax2-bx-1=0的解是x1=-和x2=-,且a<0,
∴
解得
则不等式x2-bx-a≥0即为x2-5x+6≥0,解得x≤2或x≥3.
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A组 基础保分练
34
4.若不等式(a-2)x2+4(a-2)x-12<0的解集为R,则实数a的取值范围
是( )
A.{a|-1≤a<2} B.{a|-1<a≤2}
C.{a|-1<a<2} D.{a|-1≤a≤2}
解析:当a=2时,原不等式为-12<0,满足解集为R;
当a≠2时,根据题意得a-2<0,且Δ=16(a-2)2-4(a-2)×(-12)<0,解得-1<a<2.
综上,-1<a≤2,故a的取值范围为{a|-1<a≤2}.
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B
A组 基础保分练
35
5.商场若将进货单价为8元的商品按每件10元出售,每天可销售100件,
现准备采用提高售价来增加利润.已知这种商品每件销售价提高1元,销
售量就要减少10件.那么要保证每天所赚的利润在320元以上,销售价每
件可定为( )
A.11元 B.16元
C.12元到16元之间 D.13元到15元之间
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C
A组 基础保分练
36
解析:设销售价定为每件x元,利润为y元,
则y=(x-8)[100-10(x-10)],
由题意可得:(x-8)[100-10(x-10)]>320,
即x2-28x+192<0,所以(x-12)(x-16)<0,
解得12<x<16,
所以每件销售价应定为12元到16元之间.
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A组 基础保分练
37
6.若关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0的解集中恰有2个整数解,则实数
a的取值范围为( )
A.(-1,0]∪[2,3)
B.[-2,-1)∪(3,4]
C.(-2,-1)∪(3,4)
D.[-1,0)∪(2,3]
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B
A组 基础保分练
38
解析:不等式x2-(a+1)x+a<0可化为
(x-1)(x-a)<0,
当a=1时,不等式无解;
当a<1时,不等式的解为a<x<1,若解集中恰有2个整数解,则-2≤a<-1;
当a>1时,不等式的解为1<x<a,若解集中恰有2个整数解,则3<a≤4.
综上,a的取值范围是[-2,-1)∪(3,4].
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A组 基础保分练
39
7.若关于x的不等式ax2+bx+>0的解集为,则下列说法错误
的是( )
A.a<0
B.-ax2+x+b≥0的解集为(-∞,-1]∪
C.a=2b
D.f(x)=ax2+bx+的最大值为
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D
A组 基础保分练
40
解析:根据题意,关于x的不等式ax2+bx+>0的解集为,即a≠0,
所以ax2+bx+=0的两根为x1=-1,x2=,
则
所以a<0,a=2b,即A,C正确;
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A组 基础保分练
41
所以-ax2+x+b≥0化为x2+x-≥0,
解得x≤-1或x≥,
所以-ax2+x+b≥0的解集为(-∞,-1]∪,故B正确;
f(x)=ax2+bx+=-x2-x+,
所以f(x)=ax2+bx+,故D错误.
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A组 基础保分练
42
8.(多选)设[x]表示不大于实数x的最大整数,则满足关于x的不等式[x]2+
[x]-12≤0的解可以为( )
A. B.3
C.-4.5 D.-5
解析:因为不等式[x]2+[x]-12≤0,
所以([x]-3)([x]+4)≤0,
所以-4≤[x]≤3.又因为[x]表示不大于实数x的最大整数,
所以不等式[x]2+[x]-12≤0的解可以为,3.
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AB
A组 基础保分练
43
9.甲、乙两人解关于x的不等式x2+bx+c<0,甲写错了常数b,得到的
解集为(-3,2),乙写错了常数c,得到的解集为(-3,4).那么原不等式
的解集为__________.
解析:依题意知,c=-3×2=-6,-b=-3+4=1,即b=-1,
因此不等式x2+bx+c<0,即x2-x-6<0,
解得-2<x<3,
所以原不等式的解集为(-2,3).
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(-2,3)
A组 基础保分练
44
10.关于x的不等式(ax-b)(x-2)>0的解集为,则满足条件
的一组有序实数对(a,b)的值可以是______________________.
解析:由题意得即a=2b<0,则满足条件的一组有序实数对(a,b)的值可以是(-2,-1).
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(-2,-1)(答案不唯一)
A组 基础保分练
45
11.某辆汽车以x km/h的速度在高速公路上匀速行驶(考虑到高速公路行
车安全,要求60≤x≤120)时,每小时的油耗(所需要的汽油量)为
L,其中k为常数.若汽车以120 km/h的速度行驶时,每小
时的油耗为11.5 L,则k=________,欲使每小时的油耗不超过9 L,则速度x的取值范围为____________.
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100
[60,100]
A组 基础保分练
46
解析:由题意,当x=120时,
=11.5,
解得k=100.
由≤9,
得x2-145x+4 500≤0,
解得45≤x≤100.
又∵60≤x≤120,
∴60≤x≤100.
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A组 基础保分练
47
12.设函数f(x)=ax2-(1+a)x+1.
(1)若a=-2,解不等式f(x)>0;
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15
解:当a=-2时,由f(x)=-2x2+x+1>0,
即(2x+1)(x-1)<0,
解得-<x<1,
故当a=-2时,不等式f(x)>0的解集为.
A组 基础保分练
48
(2)若a>0,解关于x的不等式f(x)<0.
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15
解:由f(x)<0,可得(ax-1)(x-1)<0,
所以(ax-1)(x-1)=0的两根为x1=1,x2=.
当0<a<1时,>1,解得1<x<;
当a=1时,原不等式即为(x-1)2<0,该不等式的解集为⌀;
当a>1时,<1,解得<x<1.
综上所述,当0<a<1时,原不等式的解集为;
当a=1时,原不等式的解集为⌀;
当a>1时,原不等式的解集为.
A组 基础保分练
49
13.关于x的不等式ax2-|x|+2a≥0的解集是R,则实数a的取值范围为
( )
A.
B.
C.
D.∪
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A
B组 能力提升练
50
解析:不等式ax2-|x|+2a≥0的解集是R,
即对于∀x∈R,ax2-|x|+2a≥0恒成立,
即a≥,
当x=0时,a≥0,
当x≠0时,a≥,
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B组 能力提升练
51
因为,
当且仅当|x|=,即|x|=,即x=±时,等号成立,所以a≥,
综上所述,a∈.
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B组 能力提升练
52
14.一般地,把b-a称为区间(a,b)的“长度”.已知关于x的不等式x2-
kx+2k<0有实数解,且解集区间长度不超过3个单位长度,则实数k的
取值范围为_________________.
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[-1,0)∪(8,9]
B组 能力提升练
53
解析:不等式x2-kx+2k<0有实数解等价于x2-kx+2k=0有两个不相等的实数根,
则Δ=(-k)2-8k>0,解得k>8或k<0.
设x2-kx+2k=0的两根为x1,x2,
令x1<x2,则x1+x2=k,x1x2=2k.
由题意得x2-x1=≤3,
解得-1≤k≤9,又k>8或k<0,
所以-1≤k<0或8<k≤9,
所以实数k的取值范围为[-1,0)∪(8,9].
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B组 能力提升练
54
15.已知关于x的不等式-x2+ax+b>0.
(1) 若该不等式的解集为(-4,2),求a,b的值;
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解:根据题意得
解得
B组 能力提升练
55
(2) 若b=a+1,求此不等式的解集.
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15
解:当b=a+1 时,-x2+ax+b>0⇔x2-ax-(a+1)<0,即[x-(a+1)](x+1)<0.当a+1=-1,即a=-2 时,原不等式的解集为⌀;当a+1<-1,即a<-2 时,原不等式的解集为(a+1,-1);当a+1>-1,即a>-2 时,原不等式的解集为(-1,a+1).综上,当a<-2 时,原不等式的解集为(a+1,-1);当a=-2 时,原不等式的解集为⌀;当a>-2 时,原不等式的解集为(-1,a+1).
B组 能力提升练
56
$$