内容正文:
第二章 等式与不等式
2.2.3一元二次不等式的解法
《人教B版2019高中数学必修第一册》
知识回顾
1.绝对值不等式
●当时,关于的不等式的解为或,
因此解集为
● 的解为,因此解集为
2.绝对值的几何意义
3.数轴上两点之间的距离公式
4.中点坐标
2
知识点
1.一元二次不等式的定义
2.一元二次不等式的基本解法
3.分式不等式的解法
4.含参不等式的解法
5.恒成立问题
3
情境与问题
汽车在行驶中,由于惯性,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停止,一般称这段为“刹车距离”.刹车距离是分析交通事故的一个重要依据.
在一个限速为的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相碰了.事后现场勘查,测得甲车的刹车距离略超过,乙车的刹车距离略超过.已知甲、乙两种车型的刹车距离与车速之间的关系分别为,. 试判断甲、乙两车有无超速现象.
不难看出,要判断甲、乙两车是否超速,就是要得到它们车速的取值范围,也就是要解不等式
和
即和
一般地,形如的不等式称为一元二次不等式,其中,b,c是常
数,而且.一元二次不等式中的不等号也可以是“”“”“”等
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探究新知
如何求一个一元二次不等式的解集呢?
让我们从简单的一元二次不等式开始探讨.首先来看一元二次不等式
. ①
注意到只有两个同号的数相乘,结果才能是正数,也就是说
因此,不等式①可以转化为两个不等式组
解得或,因此,不等式①的解集为.
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探究新知
用类似的方法可以求得不等式 ②的解,但此时的依据是:
当且仅当
因为不等式②可以转化为两个不等式组
不难解得或,因此,不等式的解集为.
一般地,如果,则不等式的解集是,不等式的解集是.
观察得:二次项系数a>0且有根时,不等式的解集与绝对值不等式的解集一样,一元二次不等式小于0的解集是两个根的区间,大于0的区间是两个区间的并集.
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探究新知
解 因为,
所以原不等式等价于,
因此所求解集为.
回到情境与问题中的不等式,可以化为
,
因此甲车的车速;而可以化为___________________,
因此乙车的车速_______.由此可见,乙车肯定超速了.
上述我们介绍的一元二次不等式的解法,使用的主要工具是因式分解.当然,这种方法只有在一元二次不等式是特殊类型时才比较方便,那么一般情况该怎么办呢?
例1 求不等式的解集.
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探究新知
因为任何一个实数的平方一定是一个非负数,因此上述尝试与发现中
(1)的解集为______,(2)的解集为______.
对于来说,两边同时开根号可得,即
,
因此,从而得到(3)的解集为.
尝试与发现:通过代入数值验证的方法,猜测以下一元二次不等式的解集,由此总结求一元二次不等式解集的一般方法:
(1);(2);(3).
这就是说,一般的一元二次不等式可以通过配方法来求得解集
解集得形式与绝对值不等式解集范围类似
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探究新知
解 因为,
所以原不等式可化为,即,
两边开平方得,从而可知
或,
因此或,
所以原不等式的解集为.
例2 求下列不等式的解集:
(1);
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解 因为,
所以原不等式可化为,即,
两边开平方得,从而可知
,
因此,
所以原不等式的解集为.
探究新知
例2 求下列不等式的解集:
(2);
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探究新知
解 原不等式可化为,
又因为,所以上述不等式可化为.
注意到只要,上述不等式就成立,
所以原不等式的解集为.
例2 求下列不等式的解集:
(3);
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探究新知
解 原不等式可化为.
因为,所以上述不等式可化为,
不难看出,这个不等式恒成立,即原不等式的解集为.
例2 求下列不等式的解集:
(4).
由上可知,一元二次不等式()通过配方总是可以变为
或的形式,然后根据的正负等知识,就可以得到原不等式的解集.
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探究新知
解 据题意知,因此,
原不等式两边同时乘以可得
且,
即且,
因此所求不等式的解集为.
例3说明,有些不等式通过等价变形之后,可以借助于一元二次不等式的解法来解.
例3 求不等式的解集.
注意:不等式两边不能同时乘以x-2而不等式得符号不变,因为不确定x-2的正负.
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巩固练习
1
【解析】原不等式可化为 ,
即或
解得或 ,
故原不等式的解集为或 .
2. .
【解析】原不等式可化为 ,
即,解得,故原不等式的解集为 .
.
求下列不等式的解集:
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巩固练习
【解析】原不等式可化为,两边同时开平方可得 ,所以
,所以 .
所以不等式的解集为
【解析】令=t(t≥0),则原不等式为t2-2t-3<0,
即(t+1)(t-3)<0,解的-1<t<3,又因为t≥0,所以,t的解为0t<3,所以x的解为0x<9
故不等式的解集为
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巩固练习
求下列不等式的解集:
【解析】原不等式等价于(x-1)(x+2)>0
解得 x<-2或者x>1
所以,原不等式得解集为{x|x<-2或x>1}
【解析】移项得解集
解得--}
总结:
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巩固练习
求下列不等式的解集:
【解析】移项得解集
解得--}
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巩固练习
1. 求关于的不等式 的解集.
【解析】原不等式可化为 .
当,即时,原不等式的解集为 ;
当,即时,原不等式的解集为或 ;
当,即时,原不等式的解集为或 .
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提升练习
2. 求不等式a 的解集.
【解析】(1)当a=0时,不等式变为-2x+4>0,解集为x∈(-∞,2)
(2)当a≠0时,因式分解得到(x-2)(ax-2)>0, 有两个根x1=2,x2=
①a<0时x∈(,2)
②当a>0时
●2 < , 即0<a<1时,不等式的解集为x∈(-∞,2)∪( ,+∞)
●2 = ,即a=1时,不等式的解集为x∈(-∞,2)∪(2,+∞)
●2 > ,即a>1时,不等式的解集为x∈(-∞,)∪(2,+∞)
综上所述,a的解集为
当a=0时,x∈(-∞,2)
当a<0时,x∈(,2)
......
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提升练习
3.解关于的不等式
【解析】(1)若时,则原不等式可化为,即.
(2)若,原不等式可化为.
①若,原不等式可化为
∵,∴或
②若,原不等式可化为
若,即则
若,即则
若,即则
综上所述:......
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提升练习
4.不等式的解集为,则 .
【解析】因为解集为,∴
由韦达定理可得,
解得
∴
5.
【解析】原不等式可化为,令 ,则不等式可化为
,解得或 (舍去),
,或 .
故原不等式的解集为或 .
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提升练习
7.不等式 的解集为________________________.
或
【解析】 原不等式可化为 或
即或
解得或 .
故原不等式的解集为或 .
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提升练习
8.当时,不等式恒成立,则实数 的取值范围为___________.
【解析】 当时,不等式 恒成立,
只需求出函数 的最小值,令最小值大于0即可.
二次函数的图象的对称轴为 .
当,即时,函数在处取得最小值,则, ,
.
当,即时,函数在处取得最小值 ,
,解得, .
综上,实数的取值范围为 .
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