内容正文:
专题04 二次函数与一元二次不等式
目录
A题型建模・专项突破
题型一、二次函数的基本性质
题型二、含参数一元二次不等式
题型三、一元二次方程根的分布问题
题型四、一元二次不等式恒成立问题
题型五、一元二次不等式能成立问题(重点)
题型六、一元二次不等式与二次函数综合问题(重点)
B综合攻坚・能力跃升
题型一、二次函数的基本性质
一、单选题
1.如图,已知二次函数的图象顶点在第一象限,且经过、两个点.则下列说法正确的是:①;②;③;④.( )
A.①③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④
2.已知二次函数的图象如图所示,下列结论:①,②,③,④,其中正确的个数有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
3.若函数的图象如图所示,则下列说法正确的是( ).
A.,, B.,,
C.,, D.,,
4.已知函数的定义域和值域都为,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
5.已知关于的不等式,下列结论正确的是( ).
A.当时,不等式的解集非空
B.当时,不等式的解集可以写为的形式
C.不等式的解集恰为,那么
D.不等式的解集恰为,那么
二、多选题
6.函数与在同一坐标系中的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
题型二、含参数一元二次不等式
一、单选题
1.若,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
2.已知关于不等式的解集为,则关于不等式的解集为( )
A. B.
C.{或} D.
3.已知不等式 的解集 若对,不等式 成立,则实数m的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.8
二、多选题
4.已知关于x的不等式的解集为,则下列选项中正确的是( )
A.
B.不等式的解集是
C.
D.不等式的解集为
5.下列选项中,正确的是( )
A.若,,则,
B.若不等式的解集为,则
C.函数(且)的图象恒过定点
D.若,,且,则的最小值为9
6.关于的不等式的解集中恰有两个整数,则实数的取值范围可能是( )
A. B.
C. D.
题型三、一元二次方程根的分布问题
一、单选题
1.若,是关于x的方程的解,且满足,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.
2.已知关于x的方程有两个大于2的相异实数根,则实数m的取值范围是()
A.或 B.
C. D.或
3.已知关于的方程有4个互不相同的实数根,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
二、多选题
4.已知关于x的方程x2+(m-3)x+m=0,下列结论正确的是( )
A.方程x2+(m-3)x+m=0有实数根的充要条件是m∈{m|m<1或m>9}
B.方程x2+(m-3)x+m=0有一正一负根的充要条件是m∈{m|m<0}
C.方程x2+(m-3)x+m=0有两正实数根的充要条件是m∈{m|0<m≤1}
D.方程x2+(m-3)x+m=0无实数根的必要条件是m∈{m|m>1}
5.已知关于的不等式的解集是,其中,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
6.已知关于的方程,则下列说法正确的是( )
A.方程有一个正根和一个负根的充要条件是
B.方程无实数根的一个必要条件是或
C.方程有两个正根的充要条件是
D.当时,方程的两个实数根之和为0
三、填空题
7.已知方程的两根一个比大另一个比小,则实数的范围是 .
8.关于的不等式的整数解恰有3个,则实数的取值范围是 .
题型四、一元二次不等式恒成立问题
一、多选题
1.下列说法正确的有( )
A.当时,不等式恒成立,则k的取值范围是
B.在上恒成立,则实数k的取值范围是
C.当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围是
D.若不等式对任意恒成立,则实数a的取值范围
2.关于的不等式的解集,下列说法正确的是( )
A.时,解集为 B.时,解集为
C.时,解集为 D.时,原不等式在时恒成立
二、填空题
3.若不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围为 .
4.(1)若不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围为 .
(2)若,不等式恒成立,则实数的最小值为 .
5.已知,,若关于的不等式在时恒成立,则的最小值是 .
6.若对任意,恒成立,则实数的取值范围为 .
7.已知关于的不等式在上恒成立,则的最小值为 .
三、解答题
8.已知二次函数,.
(1)若函数的最小值为,求的解析式,并写出单调区间;
(2)在(1)的条件下,在区间上恒成立,试求的取值范围.
9.已知函数.
(1)求关于的不等式的解集;
(2)当时,若对于恒成立,求的取值范围.
题型五、一元二次不等式能成立问题(重点)
一、单选题
1.若存在实数使得成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.已知存在,使得成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题
3.若在定义域内存在实数,满足,则称为“有点奇函数”.若为定义在上的“有点奇函数”,则的取值范围是 .
三、解答题
4.已知二次函数满足.
(1)求的解析式.
(2)若存在,使得成立,求实数m的取值范围.
(3)记.
①当的定义域为时,值域为,求实数c的取值范围;
②若,设函数在区间上的最小值为,求的表达式.
5.已知函数,.
(1)当时,解不等式;
(2)若对任意,都有成立,求实数的取值范围;
(3)若对,,使得不等式成立,求实数的取值范围.
题型六、一元二次不等式与二次函数综合问题(重点)
一、单选题
1.已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
2.对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.若不等式对任意实数均成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
4.已知函数,若存在使得,则a的范围可以是( )
A. B. C. D.
5.已知不等式,下列说法正确的有( )
A.若,则不等式的解集为
B.若,则不等式的解集为
C.若,恒成立,则整数的取值集合为
D.若恰有两个整数使得不等式成立,则实数的取值范围是
三、解答题
6.已知函数.
(1)求关于的不等式的解集;
(2)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
7.设函数.
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,且都有,
①求的最大值;
②若在上恒成立,求实数的取值范围.
一、单选题
1.若一元二次方程的两根之和与两根之积分别为m,n,则点在平面直角坐标系中位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.关于的不等式的解集中恰有个正整数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.已知关于的不等式的解集为,则的最大值是( )
A. B. C. D.
4.若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.设集合,集合,若中恰有一个整数,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
6.已知函数,若对任意的恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.已知关于的不等式的解集是,其中,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
8.已知关于x的不等式(,)的解集为,则下列结论正确的是( )
A. B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最小值为
9.若关于的不等式的解集为,则的值可以是( )
A. B. C.2 D.1
三、解答题
10.已知函数.
(1)当时,集合有且只有一个元素,求实数的集合.
(2)若关于的不等式的解集为,求不等式的解集.
(3),,若时,有,求的最小值.
11.设,.
(1)若,函数的定义域为,求函数的值域;
(2)若函数的定义域为,且关于的不等式有正数解,求的取值范围;
(3)若函数的定义域为,且使得关于的不等式成立的任意一个,都满足不等式,求的取值范围.
12.已知函数
(1)当,求函数的值域
(2)解关于的不等式
(3)当时,,使得,求实数的取值范围
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专题04 二次函数与一元二次不等式
目录
A题型建模・专项突破
题型一、二次函数的基本性质
题型二、含参数一元二次不等式
题型三、一元二次方程根的分布问题
题型四、一元二次不等式恒成立问题
题型五、一元二次不等式能成立问题(重点)
题型六、一元二次不等式与二次函数综合问题(重点)
B综合攻坚・能力跃升
题型一、二次函数的基本性质
一、单选题
1.如图,已知二次函数的图象顶点在第一象限,且经过、两个点.则下列说法正确的是:①;②;③;④.( )
A.①③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④
【答案】D
【分析】由题易得,,,据此可判断①;又函数过,可得,结合,,可得的范围判断②;又,结合,可得即可判断③;由题知即可判断④.
【详解】根据题意,,因为二次函数过点,所以,
又顶点在第一象限,所以对称轴,则,即,故①正确;
二次函数图像过,所以,则,
又,,所以,则,故②正确;
由,所以,又,所以,故③正确;
,故④正确.故选:D.
2.已知二次函数的图象如图所示,下列结论:①,②,③,④,其中正确的个数有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【分析】根据二次函数图象开口方向、对称轴方程以及、处的函数值符号可判断①②③④的正误,即可得出结论.
【详解】二次函数的图象开口向下,则,
对称轴为直线,可得,
当时,,所以,,①错;,②对;
当时,,③对;,④错.
所以,①④错误,②③正确.
故选:B.
3.若函数的图象如图所示,则下列说法正确的是( ).
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】B
【分析】分析可知于的方程的两根为、,可得出,从而得出,再由可求得的值,即可得解.
【详解】解:由图象可知,函数的定义域为且,
则关于的方程的两根为、,则,
由韦达定理可得,则,则,
因为,解得,则,,故选:B.
4.已知函数的定义域和值域都为,则( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】C
【分析】求出得对称轴为,可得在上单调递减,解方程组即可求解.
【详解】的对称轴为,开口向上,
所以在上单调递减,
因为在上的值域为,
所以,整理可得:,
解得或(舍),将代入可得,解得,故选:C.
5.已知关于的不等式,下列结论正确的是( ).
A.当时,不等式的解集非空
B.当时,不等式的解集可以写为的形式
C.不等式的解集恰为,那么
D.不等式的解集恰为,那么
【答案】D
【详解】令,则.
选项A:因为,所以,所以的解集为,故A错误;
选项B:在同一平面直角坐标系中作出函数的图象以及直线、直线.由图可知,当时,不等式的解集为的形式,故B错误;选项C:由不等式的解集恰为,可知,即,因此,.当时,解得或.
当时,,解得或,不满足,不符合题意,故C错误;
选项D:当时,,解得或,满足,此时,故D正确.故选:D.
二、多选题
6.函数与在同一坐标系中的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【详解】令,得.令,得或,则函数与在轴上有公共点,排除B.
当时,,抛物线开口向上,直线过一二三象限,函数与在同一坐标系中的大致图象一致, A选项可能.
当,时,,抛物线开口向下,直线过一二四象限,函数与在同一坐标系中的大致图象一致,C选项可能.
当时,,抛物线开口向下,直线过二三四象限,函数与在同一坐标系中的大致图象一致,D选项可能.故选:ACD
题型二、含参数一元二次不等式
一、单选题
1.若,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】由不等式的性质化简,然后由相应二次方程根的大小得出不等式的解.
【详解】因为,,
所以,
又不等式对应方程的根为:,且,
所以不等式的解为或,
故选:C.
2.已知关于不等式的解集为,则关于不等式的解集为( )
A. B.
C.{或} D.
【答案】C
【分析】依题意可得是方程的两根,利用韦达定理可得与的关系,再代入目标不等式,解出即可.
【详解】不等式的解集为,
则,即,
由得,
即,解得或.
故选:C.
3.已知不等式 的解集 若对,不等式 成立,则实数m的最大值为( )
A.3 B.4 C.5 D.8
【答案】C
【分析】根据题意结合三个二次之间的关系列式求参数,恒成立问题结合二次函数的性质列式求的取值范围,即可得结果.
【详解】不等式的解集为,则方程的两根为,,且,
所以,解得,
不等式,即为,
故不等式对恒成立,
∵二次函数的对称轴为,则有:
①,解得;或②,无解;
综上所述:,所以实数的最大值为.
故选:
二、多选题
4.已知关于x的不等式的解集为,则下列选项中正确的是( )
A.
B.不等式的解集是
C.
D.不等式的解集为
【答案】BD
【详解】对于A,因为关于的不等式的解集为,
所以和3是关于的方程的两根,且,故A错误;
对于B,由已知得和3是关于的方程的两根,
由韦达定理得,解得,
对于不等式,即化为,解得,故B正确;
对于C,可得,故C错误;
对于D,对于不等式,可化为,
而,则化为,解得,故D正确.
故选:BD
5.下列选项中,正确的是( )
A.若,,则,
B.若不等式的解集为,则
C.函数(且)的图象恒过定点
D.若,,且,则的最小值为9
【答案】AD
【详解】对于A,若,,则,,故A正确;
对于B,因为不等式的解集为,
所以且和是一元二次方程的两个根,
所以,故,故B错误;
对于C,因为,所以函数(且)的图象恒过定点,故C错误;
对于D,若,,且,
则,
当且仅当即时等号成立,
所以若,,且,则的最小值为9,故D正确.
故选:AD.
6.关于的不等式的解集中恰有两个整数,则实数的取值范围可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据与2的大小,求得不等式的解,分析其中恰有2个整数的情形即可求解.
【详解】不等式化为,
当时,不等式解为,
不等式解集中恰有两个整数,则这两个整数为,则;
当时,不等式无解,不符合;
当时,不等式解为,
不等式解集中恰有两个整数,则这两个整数为,则.
综上,满足题意的实数的取值范围可能是或.
故选:AB
题型三、一元二次方程根的分布问题
一、单选题
1.若,是关于x的方程的解,且满足,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.
【答案】D
【分析】根据题意将问题转化为利用二次函数零点的分布,得到关于的不等式组,解之即可得解.
【详解】因为,是关于x的方程的解,且满足,
所以在上有两个零点,
所以,解得,则,
所以的取值范围是.
故选:D.
2.已知关于x的方程有两个大于2的相异实数根,则实数m的取值范围是()
A.或 B.
C. D.或
【答案】B
【分析】设关于x的方程的两个根分别为,根据满足的条件列不等式组,解不等式组即可得实数的取值范围.
【详解】设关于x的方程的两个根分别为,
则由根与系数的关系,知
所以由题意知,
即,
解得.
故选:B
3.已知关于的方程有4个互不相同的实数根,则实数的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】令(),原方程转化为,根据一元二次不等式有两个不等的实根求解即可.
【详解】令(),原方程转化为.
关于的方程有4个互不相同的实数根,即有2个不同的正根,
因此有。解得.
故选:D.
二、多选题
4.已知关于x的方程x2+(m-3)x+m=0,下列结论正确的是( )
A.方程x2+(m-3)x+m=0有实数根的充要条件是m∈{m|m<1或m>9}
B.方程x2+(m-3)x+m=0有一正一负根的充要条件是m∈{m|m<0}
C.方程x2+(m-3)x+m=0有两正实数根的充要条件是m∈{m|0<m≤1}
D.方程x2+(m-3)x+m=0无实数根的必要条件是m∈{m|m>1}
【答案】BCD
【分析】根据二次方程根与系数的关系和充要条件和必要条件的定义,依次判断每个选项的正误得到答案.
【详解】方程x2+(m-3)x+m=0有实数根的充要条件是,解得,A错误;
方程x2+(m-3)x+m=0有一正一负根的充要条件是,解得,B正确;
方程x2+(m-3)x+m=0有两正实数根的充要条件是,解得,C正确;
方程x2+(m-3)x+m=0无实数根的充要条件是,解得,
,故必要条件是m∈{m|m>1},故D正确.
故选:BCD.
5.已知关于的不等式的解集是,其中,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】根据一元二次不等式与对应方程的关系,结合根与系数的关系判断AD,结合二次函数性质判断BC.
【详解】由题意可得,
即,即有,
即,故A正确、D错误;
令,其根为,
结合二次函数性质可得,
即,故B、C正确.
故选:ABC.
6.已知关于的方程,则下列说法正确的是( )
A.方程有一个正根和一个负根的充要条件是
B.方程无实数根的一个必要条件是或
C.方程有两个正根的充要条件是
D.当时,方程的两个实数根之和为0
【答案】BC
【分析】由一元二次方程根的分布逐项判断即可.
【详解】对于A:当时,方程为:解得:,只有一根,故A错误;
对于B:若方程无实数根,则解得:或,故B正确;
对于C:方程有两个正根等价于解得:,故C正确;
对于D:当时,方程为:,方程无解,故D错误.
故选:BC
三、填空题
7.已知方程的两根一个比大另一个比小,则实数的范围是 .
【答案】
【分析】根据二次方程根的分布可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围.
【详解】因为方程的两根一个比大另一个比小,
则,解得,
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
8.关于的不等式的整数解恰有3个,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据不等式的整数解恰有3个,先确定且有得出,再用表示出不等式解集为,可以确定,故三个整数解为,从而可列出另一个端点的取值范围为 ,从而解得的范围.
【详解】关于的不等式等价于,
此不等式整数解恰有3个,则有且有,故有,
令即得, ,
故不等式的解集为,
因为,所以
所以解集中一定恰有三个整数 ,可得,解得.
故答案为:
题型四、一元二次不等式恒成立问题
一、多选题
1.下列说法正确的有( )
A.当时,不等式恒成立,则k的取值范围是
B.在上恒成立,则实数k的取值范围是
C.当时,不等式恒成立,则实数a的取值范围是
D.若不等式对任意恒成立,则实数a的取值范围
【答案】ABC
【详解】A.当时,恒成立,
当时,,解得,
综上得,k的取值范围是,选项A正确.
B.由得,
由得,,在上恒成立,故,即实数k的取值范围是,选项B正确.
C.由题意得,恒成立,即,
由(当且仅当时取等号)可知,
故实数a的取值范围是,选项C正确.
D. 由题意得,,即,
由(当且仅当时取等号)可知,
故实数a的取值范围是,选项D错误.
故选:ABC.
2.关于的不等式的解集,下列说法正确的是( )
A.时,解集为 B.时,解集为
C.时,解集为 D.时,原不等式在时恒成立
【答案】BD
【分析】根据一元二次不等式的解法判断ABC;利用二次函数的性质判断D.
【详解】时,不等式为,即,解得,解集为,故A错误;
不等式可化为,
当时,,不等式的解集为,
当时,,不等式的解集为,
故B正确,C错误;
令,对称轴为,
当时,,
又时,,
所以,即不等式在时恒成立,故D正确.
故选:BD.
二、填空题
3.若不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用一元二次型不等式恒成立,分类求出的范围.
【详解】当时,原不等式为,此不等式对一切实数都成立;
当时,,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
4.(1)若不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围为 .
(2)若,不等式恒成立,则实数的最小值为 .
【答案】 /
【详解】(1)若,则不等式为,显然恒成立;
若对一切实数都成立,
则解得.
综上所述,当时,对一切实数都成立.
(2)方法一:二次项系数大于0,在时恒成立
函数在时的最小值大于或等于0.
①若函数的图象的对称轴在给定范围左侧,此时,即,
函数在时取得最小值,则最小值,结合得;
②若函数的图象的对称轴在给定范围右侧,此时,即,
函数在时取得最小值,则最小值,不满足,此时无解;
③若函数的图象的对称轴在给定范围内,此时,即,
函数在时取得最小值,则最小值,不满足,此时无解.
综合①②③,得实数的最小值为.
方法二:分离参数,知道的取值范围求的最小值,则是变量,是参数.
因为,所以,则,即.
令,则大于或等于的最大值即可.
,则.故实数的最小值为.
故答案为:(1),(2).
5.已知,,若关于的不等式在时恒成立,则的最小值是 .
【答案】
【分析】根据不等式分类讨论分析可知,为方程的根,代入化简可得,进而代入消去,结合基本不等式即可求解.
【详解】因为,所以当时,;当时.
要使关于的不等式在时恒成立,需两因式同号在时恒成立.
则当时,;当时,;
所以当时,,
所以,即,
所以,当且仅当,即时取等号,
即的最小值为.
故答案为:.
6.若对任意,恒成立,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】法1,分类讨论求出二次函数在上的最小值,进而求出的范围;法2,按分段,分离参数求出最值即可求出的范围.
【详解】解法1:设,,则,
(ⅰ)当,即时,,解得,无解;
(ⅱ)当,即时,,解得2,则;
(ⅲ)当,即时,,解得,则,
所以实数的取值范围为.
解法2:若对任意,恒成立,
当时,恒成立,则;
当时,恒成立,则;
当时,恒成立,则,
所以实数的取值范围为.
故答案为:
7.已知关于的不等式在上恒成立,则的最小值为 .
【答案】
【分析】条件可转化为在上恒成立,再求的最大值即可确定的范围.
【详解】由不等式在上恒成立,
得在上恒成立,
所以在上恒成立,
又,所以,
当且仅当,即时,等号成立.
所以,故的最小值为.故答案为:.
三、解答题
8.已知二次函数,.
(1)若函数的最小值为,求的解析式,并写出单调区间;
(2)在(1)的条件下,在区间上恒成立,试求的取值范围.
【答案】(1),单调递增区间为,单调递减区间为.
(2).
【分析】(1)根据二次函数的性质和条件,即可联立方程求解;
(2)利用分离参数法,结合二次函数性质,即可求解恒成立问题.
【详解】(1)由题意知,
解得,所以,
由知,
函数的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由题意知,在区间上恒成立,
即在区间上恒成立,
令,
由,知在区间上是减函数,
则,所以,
即的取值范围是.
9.已知函数.
(1)求关于的不等式的解集;
(2)当时,若对于恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析(2)
【详解】(1)不等式,
令,则,即,
即,即,
当时,,解得,所以,解得且;
当时,,的解为或,
所以或,解得或;
当时,,的解为或,
所以或,解得或;
综上,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
(2)由于对于上恒成立,
令,,则,即在上恒成立,
所以在上恒成立,
因为函数在上单调递增,也在上单调递增,
所以函数在上单调递增,它的最大值为,
故时,对于恒成立
题型五、一元二次不等式能成立问题(重点)
一、单选题
1.若存在实数使得成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当时,此时当时,即满足,故符合题意,
当时,此时为开口向下的二次函数,一定存在实数使得成立,故符合题意,
当时,此时为开口向上的二次函数,要使存在实数使得成立,则,解得,
综上可得,故选:A
2.已知存在,使得成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意,令,
则,其图象开口向上,对称轴为,
所以函数在区间上单调递减,则,
因为存在,使得成立,
所以,即,
即,解得,所以的取值范围是,故选:C.
二、填空题
3.若在定义域内存在实数,满足,则称为“有点奇函数”.若为定义在上的“有点奇函数”,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】根据题意,为定义域上的“有点奇函数”,即在上有解.
即在上有解.
即在上有解.
即在上有解.
设(当且仅当时等号成立)
也即在上有解.
即在上有解.
设,则的取值范围即当,的值域.
由对勾函数性质可得在单调递增,故,且当,
故当,的值域为.
所以实数m的取值范围是.
故答案为:.
三、解答题
4.已知二次函数满足.
(1)求的解析式.
(2)若存在,使得成立,求实数m的取值范围.
(3)记.
①当的定义域为时,值域为,求实数c的取值范围;
②若,设函数在区间上的最小值为,求的表达式.
【答案】(1)(2)(3)① ②
【详解】(1)因为二次函数满足,所以可设,
又,所以,解得,故.
(2)由(1)知等价于,
因为存在,使得成立,所以.
令,,
当时,单调递减;当时,单调递增,
所以,故.故实数m的取值范围是.
(3)①,显然在上单调递增,
依题意可得,即是方程的两个互异的正根,
故,即,故实数c的取值范围是.
②若,则.
当时,在上单调递增,所以;
当,即时,
在上单调递减,在上单调递增,所以;
当,即时,在上单调递减,
所以.综上,
5.已知函数,.
(1)当时,解不等式;
(2)若对任意,都有成立,求实数的取值范围;
(3)若对,,使得不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)或;(2);(3).
【详解】(1)当时,即,
所以,所以,所以或,
所以不等式的解集为或.
(2)“对任意,都有恒成立”等价于“对任意,都有恒成立”,
因为时,(当且仅当时等号成立),
所以即,所以实数的取值范围是.
(3)因为对,,使得不等式成立,
所以不等式,因为,
所以在单调递增,所以.
因为,所以当,即时,在单调递增,
所以,则成立,故;
当,即时,,由得,所以;
当,即时,,由得,所以.
综上所述,实数的取值范围是.
题型六、一元二次不等式与二次函数综合问题(重点)
一、单选题
1.已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【分析】根据题意,分和两种情况讨论,即可求出的取值范围.
【详解】当时,不等式化为恒成立,
当时,不等式不能恒成立,
当时,要使不等式恒成立,需,
解得,
综上所述,不等式对任意恒成立,的取值范围是,
故选:A.
2.对任意,不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由已知可得,再求函数,的最小值即可得取值范围.
【详解】因为对任意,不等式恒成立.
所以,其中,
设,,因为,
所以当时,函数,取最小值,最小值为,
所以,
故选:A.
3.若不等式对任意实数均成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意分类讨论和,结合二次函数的性质列出不等式即可求解.
【详解】,
因为不等式对于任意均成立,
所以当时,,符合题意;
当时,则,解得,
综上所述,,
故选:D.
二、多选题
4.已知函数,若存在使得,则a的范围可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】若存在使得,即函数的对称轴在即可求解.
【详解】若存在使得,所以函数的对称轴在即可,
由的对称轴为,所以,所以满足是的子区间即可,故AD错误,BC正确,
故选:BC.
5.已知不等式,下列说法正确的有( )
A.若,则不等式的解集为
B.若,则不等式的解集为
C.若,恒成立,则整数的取值集合为
D.若恰有两个整数使得不等式成立,则实数的取值范围是
【答案】ABD
【分析】先因式分解得到二次函数的两点式,代入,即可得,从而可判断A选项;根据得出,从而可直接解,即可判断B选项;分与讨论,当时,转化为含参二次不等式恒成立问题,写出等价条件,解不等式组即可判断C选项;分与讨论,即可判断D选项.
【详解】,
对于A,若,恒成立,所以的解集为,故A正确;
对于B,若,则,的解集为,故B正确;
对于C,恒成立,即,
当时,等价于
解不等式组得,所以整数的取值为,
当时,恒成立,满足题意.
综上所述,整数的取值为,故C错误;
对于D,当时,的解集为,
易知该解集中不止两个整数解,不符合题意,舍去.
当时,的解集为,
若该解集中恰有两个整数解,则,解得.
综上,实数的取值范围是,故D正确
故选:ABD
三、解答题
6.已知函数.
(1)求关于的不等式的解集;
(2)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;
(2).
【分析】(1)通过移项、整理,转化为标准的一元二次不等式形式,再对这个一元二次不等式对应的一元二次方程求根,再根据这个一元二次不等式对应的二次函数的图象性质(开口方向、根的大小关系)来确定不等式的解集.
(2)将不等式转化为小于等于一个关于的函数的形式,整理这个关于的函数的形式,利用基本不等式求出其最小值,从而确定的取值范围.
【详解】(1)由,
得,
令,
可得或,
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
(2)因为,可得.
因为,得,所以,即.
因为,
当且仅当,即时等号成立,所以 .
因为,所以,即实数的取值范围是.
7.设函数.
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,且都有,
①求的最大值;
②若在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)根据一元二次不等式的解集即可求解;
(2) ①根据题意可得函数关于直线对称,利用二次函数的对称轴得出,再结合基本不等式即可求解. ②通过参变分离求最值即可求解.
【详解】(1)依题意可知:和是方程的两根,且抛物线的开口方向向下,
∴且
∴,
∴,
∴;
(2)①由知关于直线对称,
即
又∵,
当且仅当时等号成立.
∴的最大值为
②由①,可得:,
则在上恒成立,即在上恒成立,
即在上恒成立,
所以.
又若,,
综上实数的取值范围.
一、单选题
1.若一元二次方程的两根之和与两根之积分别为m,n,则点在平面直角坐标系中位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】由韦达定理代入计算,即可得到结果.
【详解】方程,即,设方程的两根分别为,
由韦达定理可得,,
即点在第三象限.
故选:C
2.关于的不等式的解集中恰有个正整数,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将不等式化为,讨论和两种情况,求出不等式的解集,从而求得的取值范围.
【详解】原不等式可化为,
若,则不等式的解集是,不等式的解集中不可能有个正整数;
所以,不等式的解集是;所以不等式的解集中个正整数分别是,,,,
令,解得,所以的取值范围是.
故选:B.
3.已知关于的不等式的解集为,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用韦达定理得到,再代入利用基本不等式计算可得.
【详解】因为关于的不等式的解集为,
所以,
所以
,当且仅当,即时取等号.
故选:B
4.若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分类时,分别得出解析计算求参.
【详解】不等式可化为,
当时,不等式的解集为,要使解集中恰有3个整数,则这3个整数只能是4,5,6,所以;
当时,不等式的解集为,此时不符合题意;
当时,不等式的解集为,要使解集中恰有3个整数,则这3个整数只能是0,1,2,所以.
综上可知,实数的取值范围是.
故选:C.
5.设集合,集合,若中恰有一个整数,则实数a的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求出集合, 再根据中恰有一个整数,列出不等式求解.
【详解】由已知可得集合或,
由解得,,
所以,
因为,所以,则,且小于0,
由中恰有一个整数,所以,
即,也即,解得,
故选:B.
6.已知函数,若对任意的恒成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先用基本不等式求最值,再解一元二次不等式即可.
【详解】对任意的,,
因为,令,,
因为,当且仅当,即,即时,等号成立,
所以,
因为恒成立,所以,即,解得:,
故选:D.
二、多选题
7.已知关于的不等式的解集是,其中,则下列结论中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由韦达定理得根与系数的关系,对选项逐一判断即可得.
【详解】由题意可得,且,
则,,即,故A、B正确;
由,,故,,
即,,
又,,故,,故C错误;
,故D正确.
故选:ABD.
8.已知关于x的不等式(,)的解集为,则下列结论正确的是( )
A. B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最小值为
【答案】AB
【分析】根据一元二次不等式的解集与一元二次方程根的关系,结合韦达定理可得,再利用基本不等式逐项判断即可.
【详解】由题意知不等式的解集为,
所以,且方程的两根为和1,
所以,所以,,
所以,故A正确;
因为,,所以,即,解得,
当且仅当时,等号成立,所以的最大值为,故B正确;
因为,所以,
所以,
当,时,的最小值为5,故C不正确;
因为,
所以,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为,故D不正确;
故选:AB.
9.若关于的不等式的解集为,则的值可以是( )
A. B. C.2 D.1
【答案】BC
【分析】先根据一元二次不等式的解集得到对称轴,然后根据端点得到两个等式和一个不等式,求出的取值范围,最后都表示成的形式即可.
【详解】因为不等式的解集为,
所以二次函数的对称轴为直线,
且需满足,即,解得,
所以,所以,
所以,故的值可以是和,
故选:BC
【点睛】关键点睛:一元二次不等式的解决关键是转化为二次函数问题,求出对称轴和端点的值,继而用同一个变量来表示求解.
三、解答题
10.已知函数.
(1)当时,集合有且只有一个元素,求实数的集合.
(2)若关于的不等式的解集为,求不等式的解集.
(3),,若时,有,求的最小值.
【答案】(1)
(2)或
(3)4
【分析】(1)分和,根据方程只有1解求的值.
(2)先根据已知不等式的解集求的值,再解一元二次不等式.
(3)确定的关系,利用基本不等式求的最小值.
【详解】(1)问题转化为:方程有且只有1解,求实数的值.
当时,方程可化为:.方程有且只有1解;
当时,方程有且只有1解,所以.
综上可知:或.
所以实数的集合为:.
(2)因为关于的不等式的解集为,
所以.
所以不等式即为:,
所以或.
所以所求不等式的解集为:或.
(3)由题意:,即.
所以,
当且仅当即时取等号.
所以的最小值为:4.
11.设,.
(1)若,函数的定义域为,求函数的值域;
(2)若函数的定义域为,且关于的不等式有正数解,求的取值范围;
(3)若函数的定义域为,且使得关于的不等式成立的任意一个,都满足不等式,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)分别将代入求值,得到值域;
(2)根据一元二次不等式的解集与一元二次方程根的关系,得到的取值范围;
(3)对含参一元二次不等式依据两根的大小分类讨论,由集合的包含关系求得的取值范围.
【详解】(1)时,,
因为,,
,,
所以值域是.
(2),令得或,
因为的图象是开口向上的抛物线,
要使得关于的不等式有正数解,
则要求,解得,所以的取值范围是.
(3),令得或,
由得,
要使得关于的不等式成立的任意一个,都满足不等式,
则,
当即时,由得,所以成立,符合题意;
当即时,由得,所以成立,符合题意;
当即时,由得,
由得,所以,
综上,的取值范围是.
12.已知函数
(1)当,求函数的值域
(2)解关于的不等式
(3)当时,,使得,求实数的取值范围
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)已知,把代入函数,将函数化为顶点式,因为完全平方项非负,所以能得出函数最小值,进而确定值域.
(2)先把化简为,通过求判别式,根据取值不同分情况讨论.当,求出对应方程两根,得到不等式解集;当,不等式解集为;当,求出对应方程根,得到不等式解集.
(3)先确定对称轴,结合范围得出值域,已知值域.根据是的子集,列出不等式组求解,再结合确定范围.
【详解】(1)当时,
所以
(2)
,得,时,对应方程的两根为
当或时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
综上:当或时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
当时,不等式的解集为
(3)当,的对称轴方程为,
由图可知,的值域为;
当时,的值域为;
又因,使得,则,
所以,得,又,所以
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