内容正文:
专题03 不等式
【苏教版】
【知识清单1 不等关系】
1.不等式的概念
用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等式关系,含有这些不等式号的式子,叫做不等式.
2.常见文字语言与符号语言之间的对应关系
文字语言
大于、高于、超过
小于、低于、少于
大于或等于、 至少、不低于
小于或等于、至多、 不多于、
不超过
符号语言
>
<
≥
≤
3.不等关系的建立
在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.
【知识清单2 比较大小】
1.两个实数大小的比较
如果a-b是正数,那么a>b;如果a-b等于零,那么a=b;如果a-b是负数,那么a<b.反过来也对.这个基本事实可以表示为:a>b⇔a-b>0,a=b⇔a-b=0,a<b⇔a-b<0.
从上述基本事实可知,要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小.
2.比较大小的基本方法
关系
方法
作差法
与0比较
作商法
与1比较
或
或
【知识清单3 等式性质与不等式性质】
1.等式的基本性质
性质1 对称性:如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
2.不等式的性质
(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.
(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:如果a>b,那么a+c>b+c.
(4)可乘性:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.
(5)同向可加性:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
(7)同正可乘方性:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n≥2).
3.不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒;
②a<b<0⇒;
③a>b>0,0<c<d⇒;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
;
②假分数的性质
.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
【知识清单4 基本不等式的证明】
1. 两个不等式
不等式
内容
等号成立条件
重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)
当且仅当“a=b”时取“=”
基本不等式
(a>0,b>0)
当且仅当“a=b”时取“=”
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,,即只能有a2+b2>2ab,.
2. 基本不等式的常见变形
(1).
(2).
【知识清单5 基本不等式的应用】
1.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值S2.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
2.利用基本不等式求最值的几种常见方法
(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.
(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.
(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.
(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.
【知识清单6 一元二次不等式】
1.一元二次不等式
一般地,我们把只含有一个未知数,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.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
2.一元二次不等式的解法
(1)解不含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①通过对不等式变形,使二次项系数大于零;
②计算对应方程的判别式;
③求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;
④根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.
(2)解含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
②若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
③若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
3.分式、高次、绝对值不等式的解法
(1)解分式不等式的一般步骤:
①对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
②对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
(2)解高次不等式的一般步骤:
高次不等式的解法:如果将分式不等式转化为正式不等式后,未知数的次数大于2,一般采用“穿针引线法”,步骤如下:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
(3)解绝对值不等式的一般步骤:
对于绝对值不等式,可以分类讨论然后去括号求解;还可以借助数轴来求解.
4.一元二次不等式恒成立、存在性问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件.
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为.
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为.
【知识清单7 三个“二次”的关系】
1.二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
【注】:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次方程的根是相应一元二次函数的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
∆>0
∆=0
∆<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
没有实数根
ax2+bx+ c>0
(a>0)的解集
或
R
ax2+bx+ c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
【注】:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.
(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.
【题型1 由已知条件判断不等式是否正确】
【例1】(25-26高一上·天津滨海新·月考)若实数,满足,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【变式1.1】(25-26高一上·江苏·期中)若,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1.2】(25-26高一上·江苏·期中)下列命题是假命题的为( )
A.若,则 B.若,则
C.若且,则 D.若,则
【变式1.3】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【题型2 作差法、作商法比较代数式的大小】
【例2】(25-26高一上·江苏·期中)若,则( )
A. B.
C. D.的大小关系无法确定
【变式2.1】(2025·山西晋城·一模)若实数,,满足,,,则( )
A. B. C. D.
【变式2.2】(25-26高一上·重庆·月考)(1)比较与的大小;
(2)设,比较与的大小.
【变式2.3】(25-26高一上·吉林长春·月考)一般认为,民用住宅的窗户面积必须小于地板面积,但窗户面积与地板面积的比应不小于10%,而且这个比值越大,采光效果越好.
(1)若一所公寓窗户面积与地板面积的总和为220m2,则这所公寓的窗户面积至少为多少平方米?
(2)若同时增加相同的窗户面积和地板面积,公寓的采光效果是变好了还是变坏了?并说明理由.
【题型3 利用不等式求取值范围】
【例3】(25-26高一上·湖南长沙·期中)若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式3.1】(25-26高一上·黑龙江佳木斯·月考)已知,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(25-26高一上·山东德州·期中)已知,,则下面正确的为( )
A. B. C. D.
【变式3.3】(25-26高三上·河北邯郸·期中)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型4 利用基本不等式求最值(无条件)】
【例4】(25-26高一上·西藏拉萨·期末)若,则的最小值是( )
A.2 B. C.3 D.4
【变式4-1】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)已知,则的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·广东深圳·期中)已知,则的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
【变式4-3】(25-26高一上·江西·月考)已知,则的最大值是( )
A. B. C.5 D.8
【题型5 条件等式求最值】
【例5】(25-26高一上·湖南·月考)已知,,且,则的最小值为( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【变式5-1】(25-26高一上·江苏常州·期中)若,,且,则的最小值为( )
A. B. C.5 D.9
【变式5-2】(25-26高一上·安徽·期中)已知,完成下列问题.
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【变式5-3】(25-26高一上·河北唐山·期中)已知,
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【题型6 基本不等式的恒成立问题】
【例6】(25-26高一上·湖北荆门·月考)若正实数满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(2025高一·全国·专题练习)已知,且,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.,或
C. D.,或
【变式6-2】(24-25高一上·广东深圳·期中)已知满足.
(1)求的最小值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【变式6-3】(24-25高一上·广东深圳·期中)求下列代数式的最值:
(1)已知,求的最小值;
(2)已知,,且满足.求的最小值;
(3)当时,不等式恒成立,求实数的最大值.
【题型7 基本不等式的实际应用】
【例7】(25-26高一上·北京·月考)据市场调查,某超市的某种商品每月的销售量(单位:百件)与销售价格(单位:元/件)满足关系式,其中.已知该商品的成本为元/件,则该超市每月销售该商品所获得利润的最小值为( )
A.元 B.元 C.元 D.元
【变式7-1】(25-26高一上·安徽·月考)如图所示,某小区要建造一个一面靠墙的无盖长方体垃圾池,垃圾池的容积为50m3,为了合理利用地形,要求垃圾池靠墙一面的长为5m,如果池底每平方米的造价为200元,池壁每平方米的造价为180元(不计靠墙一面的造价),设垃圾池的高为,墙高5m.当垃圾池的总造价最低时,垃圾池的高应为( )
A. B.3 C. D.4
【变式7-2】(25-26高一上·河北衡水·期中)某学校为了更好地美化校园,计划修建一个如图所示的总面积为的花园.图中阴影部分是宽度为的小路,中间三个矩形区域将种植牡丹、郁金香、月季(图中区域的形状、大小完全相同).设矩形花园的一条边长为,鲜花种植的总面积为.
(1)用含有的代数式表示;
(2)当的值为多少时,才能使鲜花种植的总面积最大?最大面积为多少?
【变式7-3】(25-26高一上·江苏淮安·期中)如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园.设菜园的长为米,宽为米.
(1)若菜园面积为49平方米,则,为何值时,所用篱笆总长最小?最小值为多少?
(2)若使用的篱笆总长为40米,当,为多少时,有最小值?并求出最小值.
【题型8 一元二次不等式的解法】
【例8】(25-26高一上·江苏·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
【变式8.1】(25-26高一上·贵州毕节·月考)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式8.2】(25-26高一上·浙江·月考)已知关于的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.或
C.或 D.
【变式8.3】(24-25高一上·陕西渭南·月考)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【题型9 由一元二次不等式的解确定参数】
【例9】(2025高一上·湖南邵阳·专题练习)关于的不等式的解中有且仅有3个正整数解,则实数的取值范围( )
A. B. C. D.
【变式9-1】(25-26高一上·河北邯郸·期中)已知关于的不等式的解集为,则( )
A. B.4 C.6 D.9
【变式9-2】(25-26高一上·江苏·期中)关于的不等式的解集为,则下列选项正确的是( )
A.
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【变式9-3】(25-26高一上·湖北黄冈·月考)已知关于的不等式的解集中恰有四个整数,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【题型10 三个“二次”的关系】
【例10】(2025高一上·全国·专题练习)不等式的解集为,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【变式10-1】(25-26高一上·江苏常州·月考)已知二次函数的图象如图所示,则下列结论中不正确的是( )
A. B. C. D.
【变式10-2】(24-25高一下·云南·月考)已知二次函数的解集为.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【变式10-3】(25-26高一上·上海松江·期中)函数
(1)若,求的解集;
(2)若关于的方程只有一个根,求的值;
(3)关于的不等式的解集为,求实数的取值范围.
【题型11 一元二次不等式恒成立、有解问题】
【例11】(25-26高一上·江苏·期中)恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式11-1】(25-26高一上·山西太原·期中)若存在,使得不等式成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式11-2】(25-26高一上·河北保定·期中)已知函数
(1)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
(2)若存在,使得成立,求此时实数的取值范围.
【变式11-3】(25-26高一上·湖北武汉·期中)已知函数.
(1)当时,解关于的不等式;
(2),不等式恒成立,求实数的取值范围;
(3),不等式恒成立,求实数的取值范围.
【题型12 一元二次不等式的实际应用】
【例12】(25-26高一上·江苏·期中)某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,每天能卖出30盏;若售价每提高1元,日销售量将减少1盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得500元以上(不含500元)的销售收入,则这批台灯的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式12.1】(2025高一上·全国·专题练习)某企业研发部原有80人,年人均投入万元,为了优化内部结构,现把研发部人员分为两类:技术人员和研发人员,其中技术人员有名(且),调整后,研发人员的年人均投入增加.要使调整后研发人员的年总投入不低于调整前的80人的年总投入,则优化结构调整后的技术人员的人数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式12.2】(25-26高一上·上海·月考)某种杂志原以每本25元的价格销售,可以售出8万本、据市场调查,杂志的单价每提高1元,销售量就减少0.2万本,假定杂志的成本是每本10元(不计其他成本).
(1)当杂志以每本30元定价销售时,求销售该杂志所获利润;
(2)在每本25元的价格的基础上提高定价,试确定杂志的定价在什么范围内可使得销售利润不低于140万元.
【变式12.3】(25-26高一上·内蒙古包头·月考)完成下列各题:
(1)如图(1),公园的管理员计划在一面墙的同侧,用彩带围成四个相同的长方形区域,若每个区域的面积为,要使围成四个区域的彩带总长最小,则每个区域的长和宽分别是多少米?并求彩带总长的最小值;
(2)如图(2),某学校要在长为,宽为的一块矩形地面上进行绿化,计划四周种花卉,花卉带的宽度相同,均为,中间植草坪.
①写出草坪的面积S关于花卉带的宽度x的函数解析式;
②若要求草坪的面积大于总面积的一半,则花卉带的宽度x的取值范围是多少?
一、单选题
1.(25-26高一上·江苏无锡·月考)下列命题为真命题的是( )
A.若,,则
B.若,则
C.若,,,则
D.若,则
2.(25-26高一上·江苏·期中)关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·江苏·期中)若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高一上·湖南张家界·月考)已知,,且,则的最小值为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
5.(25-26高一上·江苏·期中)已知函数的图像如图所示,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一上·山东·期中)已知,为正实数,且,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(25-26高一上·江苏·期中)小齐、小港两人同时相约两次到同一水果店购买葡萄,小齐每次购买3千克葡萄,小港每次购买50元葡萄,若这两次葡萄的单价不同,则小齐和小港两次购买葡萄的平均价格是( )
A.一样多 B.小齐低 C.小港低 D.无法比较
8.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)若,使得关于的不等式成立,则实数的取值范围为( )
A.或 B.或 C. D.
二、多选题
9.(25-26高一上·湖南张家界·月考)已知,,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
10.(25-26高一上·河南信阳·月考)已知关于的不等式的解集为或,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
11.(25-26高一上·江苏无锡·月考)若,,且,则下列选项中正确的是( )
A.
B.的最小值为
C.的最小值为
D.的最大值为
三、填空题
12.(25-26高一上·广东汕头·期中)不等式的解集为 .
13.(25-26高一上·湖北·期中)已知实数,满足,,则的取值范围为 .
14.(25-26高一上·云南曲靖·期中)如图所示,某学校要围建一个面积为的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙时需要维修),其他三面围墙要新建,在旧墙对面的新墙上要留一个宽度为的进出口,已知旧墙的维修费用为元,新墙的造价为元,为使修建此矩形场地的总费用最小,需要用旧墙的长度为 .
四、解答题
15.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·月考)(1)设,,比较,的大小;
(2)已知,,求代数式和的取值范围.
16.(25-26高一上·天津东丽·月考)已知关于x的不等式的解集为.
(1)求实数a,b的值;
(2)若,求关于x的不等式的解集.
17.(25-26高一上·上海·期中)假设克糖水中含有克糖,若再添加克糖(其中,),生活常识告诉我们:添加的糖完全溶解后,糖水会更甜.
(1)根据这个生活常识,提炼出一个不等式,并证明;
(2)利用(1)提炼的不等式证明:若为三角形的三边长,则.
18.(25-26高一上·江苏无锡·月考)某工厂要建造一个长方体形无盖贮水池,其容积为4800m3,深为3m.其底面为长方形ABCD,其中AD ≥ AB.如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元.
(1)若贮水池的总造价不超过312000元,求AD边长的范围;
(2)怎样设计贮水池能使总造价最低? 最低总造价是多少?
19.(24-25高一上·甘肃兰州·期中)求解下列各题:
(1)求的最大值.
(2)求的最小值.
(3)已知,且,若恒成立,求实数的取值范围.
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专题03 不等式
【苏教版】
【知识清单1 不等关系】
1.不等式的概念
用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等式关系,含有这些不等式号的式子,叫做不等式.
2.常见文字语言与符号语言之间的对应关系
文字语言
大于、高于、超过
小于、低于、少于
大于或等于、 至少、不低于
小于或等于、至多、 不多于、
不超过
符号语言
>
<
≥
≤
3.不等关系的建立
在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.
【知识清单2 比较大小】
1.两个实数大小的比较
如果a-b是正数,那么a>b;如果a-b等于零,那么a=b;如果a-b是负数,那么a<b.反过来也对.这个基本事实可以表示为:a>b⇔a-b>0,a=b⇔a-b=0,a<b⇔a-b<0.
从上述基本事实可知,要比较两个实数的大小,可以转化为比较它们的差与0的大小.
2.比较大小的基本方法
关系
方法
作差法
与0比较
作商法
与1比较
或
或
【知识清单3 等式性质与不等式性质】
1.等式的基本性质
性质1 对称性:如果a=b,那么b=a;
性质2 传递性:如果a=b,b=c,那么a=c;
性质3 可加(减)性:如果a=b,那么a±c=b±c;
性质4 可乘性:如果a=b,那么ac=bc;
性质5 可除性:如果a=b,c≠0,那么=.
2.不等式的性质
(1)对称性:如果a>b,那么b<a;如果b<a,那么a>b.即a>b⇔b<a.
(2)传递性:如果a>b,b>c,那么a>c.即a>b,b>c⇒a>c.
(3)可加性:如果a>b,那么a+c>b+c.
(4)可乘性:如果a>b,c>0,那么ac>bc;如果a>b,c<0,那么ac<bc.
(5)同向可加性:如果a>b,c>d,那么a+c>b+d.
(6)同向同正可乘性:如果a>b>0,c>d>0,那么ac>bd.
(7)同正可乘方性:如果a>b>0,那么an>bn(n∈N,n≥2).
3.不等式的两类常用性质
(1)倒数性质
①a>b,ab>0⇒;
②a<b<0⇒;
③a>b>0,0<c<d⇒;
④0<a<x<b或a<x<b<0⇒.
(2)有关分数的性质
若a>b>0,m>0,则
①真分数的性质
;
②假分数的性质
.
【注】:应用不等式的基本性质,不能忽视其性质成立的条件,特别提醒的是在解决有关不等式的判断题时,有时可用特殊值验证法,以提高解题的效率.
【知识清单4 基本不等式的证明】
1. 两个不等式
不等式
内容
等号成立条件
重要不等式
a2+b2≥2ab(a,b∈R)
当且仅当“a=b”时取“=”
基本不等式
(a>0,b>0)
当且仅当“a=b”时取“=”
叫做正数a,b的算术平均数,叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
温馨提示:“当且仅当a=b时,等号成立”是指若a≠b,则a2+b2≠2ab,,即只能有a2+b2>2ab,.
2. 基本不等式的常见变形
(1).
(2).
【知识清单5 基本不等式的应用】
1.基本不等式与最值
已知x,y都是正数,
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值S2.
温馨提示:从上面可以看出,利用基本不等式求最值应满足三个条件:“一正、二定、三相等”.
2.利用基本不等式求最值的几种常见方法
(1)直接法:条件和问题间存在基本不等式的关系,可直接利用基本不等式来求最值.
(2)配凑法:利用配凑法求最值,主要是配凑成“和为常数”或“积为常数”的形式.
(3)常数代换法:主要解决形如“已知x+y=t(t为常数),求的最值”的问题,先将转化为,再用基本不等式求最值.
(4)消元法:当所求最值的代数式中的变量比较多时,通常考虑利用已知条件消去部分变量后,凑出“和为常数”或“积为常数”的形式,最后利用基本不等式求最值.
【知识清单6 一元二次不等式】
1.一元二次不等式
一般地,我们把只含有一个未知数,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.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.
2.一元二次不等式的解法
(1)解不含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①通过对不等式变形,使二次项系数大于零;
②计算对应方程的判别式;
③求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;
④根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.
(2)解含参数的一元二次不等式的一般步骤:
①若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
②若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
③若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
3.分式、高次、绝对值不等式的解法
(1)解分式不等式的一般步骤:
①对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.
②对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.
(2)解高次不等式的一般步骤:
高次不等式的解法:如果将分式不等式转化为正式不等式后,未知数的次数大于2,一般采用“穿针引线法”,步骤如下:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
(3)解绝对值不等式的一般步骤:
对于绝对值不等式,可以分类讨论然后去括号求解;还可以借助数轴来求解.
4.一元二次不等式恒成立、存在性问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件.
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为.
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为.
【知识清单7 三个“二次”的关系】
1.二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
【注】:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次方程的根是相应一元二次函数的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
∆>0
∆=0
∆<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
没有实数根
ax2+bx+ c>0
(a>0)的解集
或
R
ax2+bx+ c<0
(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
【注】:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.
(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.
【题型1 由已知条件判断不等式是否正确】
【例1】(25-26高一上·天津滨海新·月考)若实数,满足,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据不等式的性质对选项进行分析,从而确定正确答案.
【解答过程】依题意,,
所以,A选项错误.
当时,,B选项错误.
根据不等式的性质可知,C选项正确.
根据不等式的性质可知,D选项错误.
故选:C.
【变式1.1】(25-26高一上·江苏·期中)若,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据不等式的基本性质逐一判断即可.
【解答过程】对A,由,所以,错误;
对B,由,,所以,正确;
对C,由,所以,错误;
对D,由,所以,错误.
故选:B.
【变式1.2】(25-26高一上·江苏·期中)下列命题是假命题的为( )
A.若,则 B.若,则
C.若且,则 D.若,则
【答案】A
【解题思路】根据已知条件,结合特殊值法,以及不等式的性质,即可判断各选项.
【解答过程】对于A,取,此时,则有,所以A错误;
对于B,若,说明,则,所以B正确;
对于C,由,有,又因为,从而,所以C正确;
对于D,若,则,则有,所以D正确.
故选:A.
【变式1.3】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解题思路】对于A选项,当时,即可判断;对于B选项,通过不等式的性质判断即可;
对于C选项,通过特殊值法判断即可;对于D选项,通过作差法判断即可.
【解答过程】对于A选项,当时,,故A错误;
对于B选项,因为,所以,故B错误;
对于C选项,当,时,,故C错误;
对于D选项,,因为,所以,所以,故D正确.
故选:D.
【题型2 作差法、作商法比较代数式的大小】
【例2】(25-26高一上·江苏·期中)若,则( )
A. B.
C. D.的大小关系无法确定
【答案】B
【解题思路】用作差法计算比较的大小关系.
【解答过程】
,故B正确.
故选:B.
【变式2.1】(2025·山西晋城·一模)若实数,,满足,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据作商法比较大小,即可得出结果.
【解答过程】因为实数,,满足,,,
所以,
∴;
又,
∴;
∴.
故选:A.
【变式2.2】(25-26高一上·重庆·月考)(1)比较与的大小;
(2)设,比较与的大小.
【答案】(1);(2).
【解题思路】(1)利用作差法比较大小.
(2)利用作商法比较大小.
【解答过程】(1),
所以.
(2)由,得,,,
因此,
所以.
【变式2.3】(25-26高一上·吉林长春·月考)一般认为,民用住宅的窗户面积必须小于地板面积,但窗户面积与地板面积的比应不小于10%,而且这个比值越大,采光效果越好.
(1)若一所公寓窗户面积与地板面积的总和为220m2,则这所公寓的窗户面积至少为多少平方米?
(2)若同时增加相同的窗户面积和地板面积,公寓的采光效果是变好了还是变坏了?并说明理由.
【答案】(1)
(2)变好了,理由见解析
【解题思路】(1)根据题意列不等式即可求解,
(2)利用作差法即可求解.
【解答过程】(1)设窗户面积为,则地板面积为.
由题意知且,解得.
所以窗户面积至少为.
(2)设窗户面积为,地板面积为,增加面积为,
∵,且,∴,
即,所以公寓采光效果变好了.
【题型3 利用不等式求取值范围】
【例3】(25-26高一上·湖南长沙·期中)若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据不等式的基本性质可求的取值范围.
【解答过程】由条件,又,故,
所以.
故选:B.
【变式3.1】(25-26高一上·黑龙江佳木斯·月考)已知,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先由题求得,再结合不等式性质即可得解.
【解答过程】设,
所以,解得,
所以,
又,
所以,所以,
所以.
故选:A.
【变式3.2】(25-26高一上·山东德州·期中)已知,,则下面正确的为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据题意结合不等式的性质逐项运算求解即可.
【解答过程】因为,,
对于选项A:可得,故A错误;
对于选项B:因为,所以,故B错误;
对于选项C:因为,则,所以,故C错误;
对于选项D:因为,则,所以,故D正确;
故选:D.
【变式3.3】(25-26高三上·河北邯郸·期中)已知,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由不等式的基本性质即可求得结果.
【解答过程】,,,
又,.
故选:D.
【题型4 利用基本不等式求最值(无条件)】
【例4】(25-26高一上·西藏拉萨·期末)若,则的最小值是( )
A.2 B. C.3 D.4
【答案】C
【解题思路】先化简得到再利用基本不等式求解即可.
【解答过程】因为,所以,当且仅当,即时,等号成立.
故选C.
【变式4-1】(25-26高一上·陕西咸阳·期中)已知,则的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据题意结合基本不等式运算求解即可.
【解答过程】因为,则,
可得,即,
当且仅当,即时,等号成立.
所以的最大值为.
故选:C.
【变式4-2】(25-26高一上·广东深圳·期中)已知,则的最小值为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】D
【解题思路】直接利用基本不等式即可得到答案.
【解答过程】因为,
所以,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为.
故选:D.
【变式4-3】(25-26高一上·江西·月考)已知,则的最大值是( )
A. B. C.5 D.8
【答案】A
【解题思路】化简变形利用基本不等式计算即可.
【解答过程】易知.
因为,所以,所以,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
故,则的最大值是.
故选:A.
【题型5 条件等式求最值】
【例5】(25-26高一上·湖南·月考)已知,,且,则的最小值为( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【答案】A
【解题思路】将条件变为,代入所求,化简整理,利用基本不等式“1”的代换,即可得答案.
【解答过程】由题意得,则
,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为8.
故选:A.
【变式5-1】(25-26高一上·江苏常州·期中)若,,且,则的最小值为( )
A. B. C.5 D.9
【答案】D
【解题思路】化简已知条件,利用基本不等式即可得出结论.
【解答过程】由题意,
,,,
∴,
∴,
当且仅当,即时,代入解得时等号成立
则的最小值为.
故选:D.
【变式5-2】(25-26高一上·安徽·期中)已知,完成下列问题.
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1)49
(2)64
【解题思路】(1)由基本不等式乘1法即可求解;
(2)由基本不等式得到,再结合一元二次不等式求解即可.
【解答过程】(1)因,且,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为49.
(2)因,则,
即,可得,
即或(舍),解得,
当且仅当,即时等号成立,
故的最小值为64.
【变式5-3】(25-26高一上·河北唐山·期中)已知,
(1)若,求的最小值;
(2)若,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)将等价于,由“1”的妙用化简,再由基本不等式解出答案;
(2)由,将看成一个整体,再解一元二次不等式即可.
【解答过程】(1)若,则,
所以,
当且仅当,即,时等号成立.
所以的最小值为.
(2)由得,
当且仅当,即,时等号成立,
所以,
所以或,
又,
所以的最小值为.
【题型6 基本不等式的恒成立问题】
【例6】(25-26高一上·湖北荆门·月考)若正实数满足,且恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】由题意可得,再由乘1法和基本不等式可得最小值,由二次不等式的解法可得所求范围.
【解答过程】正实数满足,所以,
由恒成立,可得,
,
当且仅当时上式取等号,
则,解得,
故实数的取值范围是,
故选:B.
【变式6-1】(2025高一·全国·专题练习)已知,且,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B.,或
C. D.,或
【答案】A
【解题思路】根据,由基本不等式得出的最小值8, 然后根据这个最小值确定m的取值范围.
【解答过程】 ,
,当且仅当时等号成立,
恒成立,,
解得.
故选:A.
【变式6-2】(24-25高一上·广东深圳·期中)已知满足.
(1)求的最小值;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)变形后,利用基本不等式“1”的代换求出最小值;
(2)先求出,参变分离得到,变形得到,利用基本不等式求出取得最小值,则,
【解答过程】(1)
,
当且仅当,即时取等号,
即取得最小值.
(2)由,得,即,
不等式恒成立,即恒成立,
,
当且仅当,即时取等号,
因此当时,取得最小值,则,
所以的取值范围.
【变式6-3】(24-25高一上·广东深圳·期中)求下列代数式的最值:
(1)已知,求的最小值;
(2)已知,,且满足.求的最小值;
(3)当时,不等式恒成立,求实数的最大值.
【答案】(1)最小值为5
(2)最小值为18
(3)最大值为9.
【解题思路】(1)利用基本不等式求最值;
(2)利用基本不等式“1”的妙用求最小值;
(3)将恒成立问题转化为的最值问题,然后利用基本不等式求最值即可.
【解答过程】(1)因为,则,由基本不等式得,
,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为5.
(2)因为,,
所以,
当且仅当,即,时等号成立,
故的最小值为18.
(3)不等式恒成立化为恒成立,
又因为,所以,因此
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,
即实数的最大值为9.
【题型7 基本不等式的实际应用】
【例7】(25-26高一上·北京·月考)据市场调查,某超市的某种商品每月的销售量(单位:百件)与销售价格(单位:元/件)满足关系式,其中.已知该商品的成本为元/件,则该超市每月销售该商品所获得利润的最小值为( )
A.元 B.元 C.元 D.元
【答案】B
【解题思路】根据已知条件列出利润函数,利用换元法化简函数表达式,再利用基本不等式求出利润的最小值.
【解答过程】设该超市每月销售该商品所获得利润为,
每件利润为元,每月的销售量为件,
,
令,则,
,当且仅当,即时取等号,
该超市每月销售该商品所获得利润的最小值为元.
故选:B.
【变式7-1】(25-26高一上·安徽·月考)如图所示,某小区要建造一个一面靠墙的无盖长方体垃圾池,垃圾池的容积为50m3,为了合理利用地形,要求垃圾池靠墙一面的长为5m,如果池底每平方米的造价为200元,池壁每平方米的造价为180元(不计靠墙一面的造价),设垃圾池的高为,墙高5m.当垃圾池的总造价最低时,垃圾池的高应为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】C
【解题思路】利用长方体垃圾池的容积及长与高表示宽,再求各面面积,得出总造价,利用基本不等式求最值.
【解答过程】由题意,无盖长方体垃圾池的容积为,长为5m,高为,宽,,
则总造价,
当且仅当,即时取等号,且,
所以当垃圾池的高为时,垃圾池总造价最低.
故选:C.
【变式7-2】(25-26高一上·河北衡水·期中)某学校为了更好地美化校园,计划修建一个如图所示的总面积为的花园.图中阴影部分是宽度为的小路,中间三个矩形区域将种植牡丹、郁金香、月季(图中区域的形状、大小完全相同).设矩形花园的一条边长为,鲜花种植的总面积为.
(1)用含有的代数式表示;
(2)当的值为多少时,才能使鲜花种植的总面积最大?最大面积为多少?
【答案】(1),
(2)当时,才能使鲜花种植的总面积最大,最大面积为.
【解题思路】(1)设矩形花园的长为,结合,进而求得关于的关系式;
(2)由(1)知,得到,结合基本不等式,即可求解.
【解答过程】(1)设矩形花园的长为,因为矩形花园的总面积为,
所以,可得,又,则,
又因为阴影部分是宽度为1m的小路,可得,
可得,即关于的关系式为 .
(2)由(1)知,,,
则
,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以当时,才能使鲜花种植的总面积最大,最大面积为.
【变式7-3】(25-26高一上·江苏淮安·期中)如图,某人计划用篱笆围成一个一边靠墙(墙足够长)的矩形菜园.设菜园的长为米,宽为米.
(1)若菜园面积为49平方米,则,为何值时,所用篱笆总长最小?最小值为多少?
(2)若使用的篱笆总长为40米,当,为多少时,有最小值?并求出最小值.
【答案】(1)为,为时,所用篱笆总长最小,最小值为
(2)当时有最小值,最小值是
【解题思路】(1)由题意可知,再根据基本不等式即可得解;
(2)由题意可知,再根据基本不等式即可得解.
【解答过程】(1)由题意得,所用篱笆总长为.
因为,
当且仅当时,即,时等号成立,
所以菜园的长为,宽为时,所用篱笆总长最小,最小值为;
(2)由题意得,
,
当且仅当,即时等号成立,
所以当时,有最小值,最小值是.
【题型8 一元二次不等式的解法】
【例8】(25-26高一上·江苏·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【解题思路】利用一元二次不等式的解法解不等式即可.
【解答过程】,解得,
不等式的解集为.
故选:A.
【变式8.1】(25-26高一上·贵州毕节·月考)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据一元二次不等式的解法求解即可.
【解答过程】由,得或.
所以原不等式的解集为.
故选:A.
【变式8.2】(25-26高一上·浙江·月考)已知关于的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】C
【解题思路】结合题意求出,,,将原不等式化为,进而求出解集即可.
【解答过程】因为关于的不等式的解集为,
所以和是一元二次方程的解,且,
则由韦达定理得,,解得,,
即不等式可化为,
可得,解得或,
则不等式的解集为或,故C正确.
故选:C.
【变式8.3】(24-25高一上·陕西渭南·月考)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】考虑和两种情况,当时将不等式变形为,根据根的大小关系得到,,三种情况,解不等式对比选项即可.
【解答过程】当时,不等式,即,,
故不等式的解集为,故A可能;
当时,,即,
当时,的解集为,故D可能;
当时,不等式无解;
当时,的解集为,故B可能.
故选:C.
【题型9 由一元二次不等式的解确定参数】
【例9】(2025高一上·湖南邵阳·专题练习)关于的不等式的解中有且仅有3个正整数解,则实数的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】对参数分类讨论求解不等式,再根据解得情况分析可得实数的取值范围.
【解答过程】由可得
当时,不等式的解集为,不符合题意,舍去,
当时,不等式的解集为,其正整数解至多有1个,不符合题意,舍去,
当时,不等式的解集为,因为有且仅有3个正整数解,故正整数解为1,2,3,所以,
综上,实数的取值范围是.
故选:C.
【变式9-1】(25-26高一上·河北邯郸·期中)已知关于的不等式的解集为,则( )
A. B.4 C.6 D.9
【答案】B
【解题思路】根据一元二次不等式的解集,是关于的方程的两个根,应用根与系数的关系求参数值,即可得.
【解答过程】由题意,是关于的方程的两个根,有,
所以.
故选:B.
【变式9-2】(25-26高一上·江苏·期中)关于的不等式的解集为,则下列选项正确的是( )
A.
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【答案】D
【解题思路】利用二次不等式与解集的关系可判断A选项;利用二次不等式的解法可判断B选项;利用韦达定理可得出、与的等量的关系,可判断C选项;利用一次不等式的解法可判断D选项.
【解答过程】对于A选项,由题意得关于的不等式的解集为,
则,故A错误;
对于B选项,由题意可知,关于的方程的两根分别为、,
由韦达定理可得,可得,
所以,不等式即为,
即,解得或,
因此不等式的解集为或,故B错误;
对于C选项,由题意得,故C错误;
对于D选项,不等式即为,即,解得,
因此不等式的解集为,故D正确.
故选:D.
【变式9-3】(25-26高一上·湖北黄冈·月考)已知关于的不等式的解集中恰有四个整数,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】由得,对与的大小进行分类讨论,确定不等式解集中的整数,可得出关于实数的不等式,综合可得出实数的取值范围.
【解答过程】设不等式的解集为,
由得,
当时,即当时,原不等式即为,解得,即,不合乎题意;
当时,即当时,,则、、、,,
所以,解得,此时;
当时,即当时,,则、、、,,
所以,解得,此时.
综上所述,实数的取值范围是.
故选:B.
【题型10 三个“二次”的关系】
【例10】(2025高一上·全国·专题练习)不等式的解集为,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据三个二次的关系,求解间的数量关系,代入函数,分析即可判断函数图象.
【解答过程】因为的解集为,
所以方程的两根分别为和,且,
则,解得,
故函数的图象开口向下,
且与轴的交点坐标为和,故选项的图象符合.
故选:A.
【变式10-1】(25-26高一上·江苏常州·月考)已知二次函数的图象如图所示,则下列结论中不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据二次函数的图象和性质直接可得.
【解答过程】由的图象可知,,
得,,,,.
即,,.
所以BCD正确,A错误.
故选:A.
【变式10-2】(24-25高一下·云南·月考)已知二次函数的解集为.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据题意,转化为是方程的两个实数根,结合根与系数的关系,以及,即可求解.
(2)根据题意,转化为方程的两个负实数根,结合一元二次方程根的分布情况,列出不等式组,即可求解.
【解答过程】(1)解:当时,函数,
因为 的解集为,且,
即是方程的两个实数根,可得,
则.
(2)解:因为 的解集为,且,
即是方程的两个实数根,
又因为,即方程的两个负实数根,
则满足,解得且,
所以实数的取值范围为.
【变式10-3】(25-26高一上·上海松江·期中)函数
(1)若,求的解集;
(2)若关于的方程只有一个根,求的值;
(3)关于的不等式的解集为,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或1
(3)
【解题思路】(1)解一元一次不等式可得结果;
(2)分和,结合根的判别式得到不等式,即可得到的值;
(3)分和,结合二次函数的图象性质得到不等式,即可得到的取值范围.
【解答过程】(1)当时,,当时,,解得,
所以的解集为.
(2)由题意,只有1个根,
若,,解得,只有1个解,满足要求,
若,,解得,
综上,或1.
(3),即的解集为,
当时,,解得,不符合要求,
当时,需满足,解得,
所以实数的取值范围是.
【题型11 一元二次不等式恒成立、有解问题】
【例11】(25-26高一上·江苏·期中)恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】将问题转化为对于恒成立,进而由结合基本不等式求解即可.
【解答过程】由,且,得,
则问题转化为对于恒成立,
又,
当且仅当,即时等号成立,
所以,即实数的取值范围为.
故选:D.
【变式11-1】(25-26高一上·山西太原·期中)若存在,使得不等式成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】应用分类讨论,结合对应二次函数的性质列不等式求参数范围.
【解答过程】当,则,在上显然不成立,
当,则或,得或,
综上,实数的取值范围是.
故选:D.
【变式11-2】(25-26高一上·河北保定·期中)已知函数
(1)若对任意恒成立,求实数的取值范围.
(2)若存在,使得成立,求此时实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)分、、三种情况讨论,结合二次函数的性质求出参数的取值范围;
(2)参变分离可得存在使得成立,结合的范围求出的最大值,即可求出参数的取值范围.
【解答过程】(1)因为对任意恒成立,即对任意恒成立,
令,则对任意恒成立,
①当, 则对任意恒成立,即满足题意;
②当时,函数的图象为抛物线,开口向上,
所以对任意不恒成立,所以不满足题意;
③当时,函数的图象为抛物线,开口向下,
要使得对任意恒成立,则,解得.
综上由①②③可得的取值范围为.
(2)不等式,即,
因为,所以,
因为存在,使得成立,
即存在,使得成立,
当时,,得,
当时,有最大值,则有,
即实数的取值范围为.
【变式11-3】(25-26高一上·湖北武汉·期中)已知函数.
(1)当时,解关于的不等式;
(2),不等式恒成立,求实数的取值范围;
(3),不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)
【解题思路】(1)根据一元二次不等式的解法,对参数进行分类讨论,进而求出结果;
(2)根据二次不等式恒成立的条件,进行参变分离,进而求出参数的取值范围;
(3)根据任意恒成立的条件,对函数进行变形,对新参数进行讨论,求出函数最小值,列出不等式,进而求出结果.
【解答过程】(1)由题意可知,当时,,解得;
当时,令,即,解得或.
当时,,则,解得;
当时,,则,无解;
当时,即,则,解得,
综上,当时,解集为;
当时,解集为;
当时,无解;
当时,解集为;
(2)由题意得,即,
当时,可知,可得,
因为,所以,
即,不等式恒成立,等价于,恒成立;
可知时,,所以,即实数的取值范围为;
(3)由题意得,即,化简得,
可知,不等式恒成立,等价于,不等式恒成立;
当时,不等式不成立,不符合题意;
当时,,不等式恒成立,
令,则在上单调递减,
即得恒成立,解得,
当时,,不等式恒成立,
在上单调递增,即,解得,
综上所述,实数的取值范围为.
【题型12 一元二次不等式的实际应用】
【例12】(25-26高一上·江苏·期中)某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,每天能卖出30盏;若售价每提高1元,日销售量将减少1盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得500元以上(不含500元)的销售收入,则这批台灯的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据题意,然后通过计算及,即可得出结果.
【解答过程】设这批台灯的销售单价为x元,
由题意得,即,解得,
因为,所以,这批台灯的销售单价的取值范围是.
故选:C.
【变式12.1】(2025高一上·全国·专题练习)某企业研发部原有80人,年人均投入万元,为了优化内部结构,现把研发部人员分为两类:技术人员和研发人员,其中技术人员有名(且),调整后,研发人员的年人均投入增加.要使调整后研发人员的年总投入不低于调整前的80人的年总投入,则优化结构调整后的技术人员的人数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】由题知调整后研发人员人数为,年人均投入为万元,再列出不等式,解不等式即可.
【解答过程】依题意得,调整后研发人员人数为,年人均投入为万元,
则有,
化简整理得,解得.
因为,且,所以.
故选:A.
【变式12.2】(25-26高一上·上海·月考)某种杂志原以每本25元的价格销售,可以售出8万本、据市场调查,杂志的单价每提高1元,销售量就减少0.2万本,假定杂志的成本是每本10元(不计其他成本).
(1)当杂志以每本30元定价销售时,求销售该杂志所获利润;
(2)在每本25元的价格的基础上提高定价,试确定杂志的定价在什么范围内可使得销售利润不低于140万元.
【答案】(1)140万元
(2)每本不低于30元且不高于45元
【解题思路】(1)根据题意直接求解即可;
(2)设杂志的定价为每本元,由题意得,进而解不等式即可.
【解答过程】(1)当杂志以30元定价销售时,
销售该杂志所获利润为:万元.
(2)设杂志的定价为每本元,
由题意,得,解得,
所以杂志的定价在每本不低于30元且不高于45元的范围内,可使得销售利润不低于140万元.
【变式12.3】(25-26高一上·内蒙古包头·月考)完成下列各题:
(1)如图(1),公园的管理员计划在一面墙的同侧,用彩带围成四个相同的长方形区域,若每个区域的面积为,要使围成四个区域的彩带总长最小,则每个区域的长和宽分别是多少米?并求彩带总长的最小值;
(2)如图(2),某学校要在长为,宽为的一块矩形地面上进行绿化,计划四周种花卉,花卉带的宽度相同,均为,中间植草坪.
①写出草坪的面积S关于花卉带的宽度x的函数解析式;
②若要求草坪的面积大于总面积的一半,则花卉带的宽度x的取值范围是多少?
【答案】(1)和时,彩带的总长最小值为
(2)①;②
【解题思路】(1)先根据题意列出等式,然后根据基本不等式的性质求出彩带的总长的最小值.
(2)①根据矩形面积公式列出函数解析式即可;②根据题意要求列出不等式,然后求解集即可.
【解答过程】(1)设每个区域的长与宽分别为米和米,由题意可得,,
则彩带总长,当且仅当,即,时,彩带的总长最小.
所以每个区域的长与宽分别为和时,彩带的总长最小,最小值为.
(2)①由题意,();
②因为,即,
所以,解得或,又因为,所以,
所以的取值范围时,草坪的面积大于总面积的一半.
一、单选题
1.(25-26高一上·江苏无锡·月考)下列命题为真命题的是( )
A.若,,则
B.若,则
C.若,,,则
D.若,则
【答案】C
【解题思路】由不等式的性质结合举例说明,逐项判断即可.
【解答过程】对于A,取,满足,,
此时,故A错误;
对于B,取,满足,此时,故B错误;
对于C,因为,所以,又,
所以,所以,又,
所以,故C正确,
对于D,取,满足,
此时,故D错误,
故选:C.
2.(25-26高一上·江苏·期中)关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据一元二次不等式的解法即可求解.
【解答过程】因为,
所以,
解得,
所以的解集为.
故选:A.
3.(25-26高一上·江苏·期中)若,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】将用和表示,然后根据不等式的性质求解范围即可.
【解答过程】因为,又,,
所以,,所以,即的取值范围是.
故选:A.
4.(25-26高一上·湖南张家界·月考)已知,,且,则的最小值为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【解题思路】整理可得,,结合基本不等式运算求解即可.
【解答过程】由得,
因为,,则,可得,
则,
当且仅当,即,时,取得等号,
所以的最小值为3.
故选:B.
5.(25-26高一上·江苏·期中)已知函数的图像如图所示,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】分析可得,,,利用二次不等式的解法解不等式,即可得解.
【解答过程】因为抛物线的开口向下,所以.
由二次函数的图像可知,函数的图像开口向上,且该函数的图像与轴相切,对称轴为直线,
所以,,且,则,,
不等式即,即,解得,
因此,不等式的解集为.
故选:B.
6.(25-26高一上·山东·期中)已知,为正实数,且,若不等式恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据题意得,则,再根据恒成立问题转化为最值即可.
【解答过程】即,
(当且仅当时取等号),
又不等式恒成立,
所以.
故选:C.
7.(25-26高一上·江苏·期中)小齐、小港两人同时相约两次到同一水果店购买葡萄,小齐每次购买3千克葡萄,小港每次购买50元葡萄,若这两次葡萄的单价不同,则小齐和小港两次购买葡萄的平均价格是( )
A.一样多 B.小齐低 C.小港低 D.无法比较
【答案】C
【解题思路】设两次葡萄的单价分别为,分别计算出小齐和小港两次购买葡萄的平均价格,作差比较大小,得到答案.
【解答过程】设两次葡萄的单价分别为,
则小齐两次购买葡萄的平均价格是,
小港两次购买葡萄的平均价格是,
,
故,小港两次购买葡萄的平均价格低.
故选:C.
8.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)若,使得关于的不等式成立,则实数的取值范围为( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】A
【解题思路】将问题转化为,结合函数单调性求出在的最大值大于等于即可求解.
【解答过程】将不等式变形为:,令,所以是关于的函数;
当时,满足条件;
当时,满足条件;
当时,即时,在上单调递减,
若,使得关于的不等式成立,则,解得:或,
由于,则;
当时,即或时,在上单调递增,
若,使得关于的不等式成立,则,解得:或,
由于或,则或;
综上,实数的取值范围为:或;
故选:A.
二、多选题
9.(25-26高一上·湖南张家界·月考)已知,,则下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解题思路】根据不等式的性质逐一判断即可.
【解答过程】对于A,因为,
所以,
即,
所以,即,故A正确;
对于B,因为,所以,故B错误;
对于C,因为,即,
又因为,
所以,故C正确;
对于D,因为,,
所以,故D正确.
故选:ACD.
10.(25-26高一上·河南信阳·月考)已知关于的不等式的解集为或,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
【答案】AD
【解题思路】根据一元二次不等式的解法,结合一元二次方程的韦达定理,即可求解.
【解答过程】由条件知,,函数的两个零点分别为和,
由函数图象的开口向上,且,所以,故A正确,B错误;
方程的两个根分别为和,则,所以,
不等式,则,故C错误;
不等式,则,得或,
所以不等式的解集为或,故D正确.
故选:AD.
11.(25-26高一上·江苏无锡·月考)若,,且,则下列选项中正确的是( )
A.
B.的最小值为
C.的最小值为
D.的最大值为
【答案】ACD
【解题思路】将变形可得A;借助基本不等式“”的活用结合基本不等式计算可得B;借助基本不等式计算可得C;借助基本不等式计算可得,再结合换元法与基本不等式计算可得D.
【解答过程】对于A项,若,,且,则,
所以,故A项正确;
对于B项,因为,
所以
,
当且仅当,即,时取等号,
即的最小值为,故B项错误;
对于C项,,,且,则,
即得,当且仅当,即,时取等号,
则 ,
当且仅当,即,时取等号,故C项正确;
对于D项,因为,所以,所以,
当且仅当,即,时取等号,
令,则
,
当且仅当,即,时取等号,故D项正确.
故选:ACD.
三、填空题
12.(25-26高一上·广东汕头·期中)不等式的解集为 .
【答案】
【解题思路】把分式不等式转化为二次不等式即可求解.
【解答过程】不等式,即,
解得
故答案为:
13.(25-26高一上·湖北·期中)已知实数,满足,,则的取值范围为 .
【答案】
【解题思路】利用待定系数法进行运算,利用同向不等式可加性求解即可.
【解答过程】令,
则,
因为,,
所以,,
则上两式相加得:,
故答案为:.
14.(25-26高一上·云南曲靖·期中)如图所示,某学校要围建一个面积为的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙时需要维修),其他三面围墙要新建,在旧墙对面的新墙上要留一个宽度为的进出口,已知旧墙的维修费用为元,新墙的造价为元,为使修建此矩形场地的总费用最小,需要用旧墙的长度为 .
【答案】
【解题思路】设利用旧墙的长度为米,由面积求得矩形的另一边长,根据题意求得修建此矩形场地的总费用,利用基本不等式即可求解.
【解答过程】设利用旧墙的长度为米,修建此矩形场地的总费用为元,
由题意知,矩形的另一边长为米,
则,
当且仅当,即时,等号成立.
所以为使修建此矩形场地的总费用最小,需要用旧墙的长度为.
故答案为:.
四、解答题
15.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·月考)(1)设,,比较,的大小;
(2)已知,,求代数式和的取值范围.
【答案】(1);(2),
【解题思路】(1)利用作差法判断即可;
(2)根据不等式的性质计算可得;
【解答过程】(1)因为,,
所以,
所以;
(2)因为,,
所以;
又,,所以,
所以.
16.(25-26高一上·天津东丽·月考)已知关于x的不等式的解集为.
(1)求实数a,b的值;
(2)若,求关于x的不等式的解集.
【答案】(1)
(2)答案见详解
【解题思路】(1)根据一元二次不等式的解集与其对应的方程的根之间的关系,结合韦达定理计算即可求解;
(2)原不等式可变形为,分类讨论:、、、,解出对应不等式的解集即可.
【解答过程】(1)由题意知,,即.
因为不等式的解集为,
所以是方程的两个实根,
有,解得.
(2)由(1)知,,
则不等式可变形为,
若,则,解得,
此时原不等式的解集为;
若,则方程的解为或,
当 即时,原不等式的解集为;
当 即时,原不等式的解集为;
当 即时,原不等式的解集为.
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;
当时,不等式的解集为.
17.(25-26高一上·上海·期中)假设克糖水中含有克糖,若再添加克糖(其中,),生活常识告诉我们:添加的糖完全溶解后,糖水会更甜.
(1)根据这个生活常识,提炼出一个不等式,并证明;
(2)利用(1)提炼的不等式证明:若为三角形的三边长,则.
【答案】(1);证明见解析;
(2)证明见解析.
【解题思路】(1)根据题意分析可得,其中,,并利用作差法分析证明.
(2)利用糖水不等式,结合不等式的性质推理可得.
【解答过程】(1)因为加糖后糖水更甜,即糖水的浓度变大,所以提炼出的不等式为: ;
证明如下:利用作差法证明
,
所以,不等式成立.
(2)因为为三角形的三边长,所以
由(1)知,
,
,
将上述三个不等式相加可得:
,
所以.
18.(25-26高一上·江苏无锡·月考)某工厂要建造一个长方体形无盖贮水池,其容积为4800m3,深为3m.其底面为长方形ABCD,其中AD ≥ AB.如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元.
(1)若贮水池的总造价不超过312000元,求AD边长的范围;
(2)怎样设计贮水池能使总造价最低? 最低总造价是多少?
【答案】(1)(单位:m)
(2)当,时,贮水池的总造价最低,最低总造价是297600元.
【解题思路】(1)先设,,且,再根据总容积即可得到的值,再根据总造价可得到关于的一元二次不等式,进而求解即可得到AD边长的范围;
(2)结合(1),再根据基本不等式求其最小值即可.
【解答过程】(1)设,,且,
则依题意可得,则,且,
则,且,
又总造价,
则,即,
整理得,解得,
所以AD边长的范围是(单位:m)
(2)结合(1)有,
且总造价,
当且仅当时,等号成立,
所以当,时,贮水池的总造价最低,最低总造价是297600元.
19.(24-25高一上·甘肃兰州·期中)求解下列各题:
(1)求的最大值.
(2)求的最小值.
(3)已知,且,若恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)将函数解析式化为,利用基本不等式可求得该函数的最大值;
(2)将函数解析式变形为,利用基本不等式可求得该函数的最小值;
(3)由已知条件可得出,将代数式与相乘,展开后利用基本不等式可求得的最小值,由此可得出关于实数的不等式,解之即可.
【解答过程】(1)当时,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,函数的最大值为.
(2)当时,,
则,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故函数的最小值为.
(3)因为,且,则,
所以,,
当且仅当时,即当时,等号成立,即的最小值为,
因为恒成立,则,即,解得.
因此,实数的取值范围是.
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