内容正文:
第一章
§1.6 一元二次不等式
1.会从实际情景中抽象出一元二次不等式.
2.结合二次函数图象,会判断一元二次方程的根的个数,以及解一元二次不等式.
3.了解简单的分式、绝对值不等式的解法.
课标要求
内容索引
第一部分 落实主干知识
第二部分 探究核心题型
课时精练
第一部分
落实主干知识
1.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
知识梳理
5
方程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
ax2+bx+c<0(a>0)的解集 ___________ ___ ___
{x|x<x1,或x>x2}
{x|x1< x<x2}
∅
∅
知识梳理
2.分式不等式与整式不等式
(1) >0(<0)⇔ ;
(2) ≥0(≤0)⇔ .
3.简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为 ,|x|<a(a>0)的解集为 .
f(x)g(x)>0(<0)
f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0
(-∞,-a)∪(a,+∞)
(-a,a)
知识梳理
1.一元二次不等式恒成立问题
(1)不等式ax2+bx+c>0(a≠0),x∈R恒成立⇔a>0且Δ<0;
(2)不等式ax2+bx+c<0(a≠0),x∈R恒成立⇔a<0且Δ<0;
(3)若a可以为0,需要分类讨论,一般优先考虑a=0的情形.
2.对于不等式ax2+bx+c>0,求解时不要忘记a=0时的情形.
常用结论
1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若方程ax2+bx+c=0无实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.
( )
(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集为(x1,x2),则a<0.( )
(3)若ax2+bx+c>0恒成立,则a>0且Δ<0.( )
×
×
√
×
自主诊断
2.已知A={x|x2-16<0},B={x|x2-4x+3>0},则A∪B=__________.
R
已知A={x|x2-16<0}={x|-4<x<4},B={x|x2-4x+3>0}={x|x<1或x>3},则A∪B=R.
自主诊断
3.若不等式2kx2+kx- <0对一切实数x都成立,则k的取值范围为__________.
(-3,0]
当k=0时,满足题意;
解得-3<k<0,
所以-3<k≤0.
自主诊断
4.已知不等式x2-ax-b<0的解集为(2,3),则a+b=________.
-1
返回
由题意知,方程x2-ax-b=0的解为x=2或x=3,
所以a+b=5-6=-1.
自主诊断
第二部分
探究核心题型
命题点1 不含参的不等式
例1 (多选)下列选项中,正确的是
A.不等式x2+x-2>0的解集为{x|x<-2或x>1}
B.不等式 ≤1的解集为{x|-3≤x<2}
C.不等式|x-2|≥1的解集为{x|1≤x≤3}
D.设x∈R,则“|x-1|<1”是“ <0”的充分不必要条件
题型一 求解一元二次不等式
√
√
√
因为方程x2+x-2=0的解为x1=1,x2=-2,所以不等式x2+x-2>0的解集为{x|x<-2或x>1},故A正确;
由|x-2|≥1,可得x-2≤-1或x-2≥1,解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为{x|x≤1或x≥3},故C错误;
命题点2 含参的不等式
例2 已知函数f(x)=ax2+(b-2)x+3.
(1)若不等式f(x)>0的解集为{x|-1<x<3},求a,b的值;
0
由题意得,-1和3是方程ax2+(b-2)x+3=0的两个根,且a<0,
(2)若b=-a,求不等式f(x)≤1的解集.
0
当b=-a时,不等式f(x)≤1,
即ax2-(a+2)x+2≤0,即(ax-2)(x-1)≤0.
①当a=0时,-2x+2≤0,解得x≥1;
0
综上所述,当a=0时,解集为{x|x≥1};
对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
思维升华
跟踪训练1 设函数f(x)=ax2-(1+a)x+1.
(1)若a=-2,解不等式f(x)>0;
0
当a=-2时,由f(x)=-2x2+x+1>0,
即(2x+1)(x-1)<0,
(2)若a>0,解关于x的不等式f(x)<0.
0
由f(x)<0,可得(ax-1)(x-1)<0,
当a=1时,原不等式即为(x-1)2<0,该不等式的解集为∅;
0
当a=1时,原不等式的解集为∅;
例3 (1)(多选)已知关于x的一元二次不等式ax2+bx+c≥0的解集为{x|x≤-4或x≥5},则下列说法正确的是
A.a>0
B.不等式bx+c>0的解集为{x|x<-5}
C.不等式cx2-bx+a<0的解集为
D.a+b+c>0
题型二 三个二次之间的关系
√
√
由题意得,二次函数y=ax2+bx+c的开口向上,即a>0,故A正确;
因为-4,5是方程ax2+bx+c=0的根,
所以bx+c>0,即-ax-20a>0,解得x<-20,故B错误;
不等式cx2-bx+a<0等价于-20ax2+ax+a<0,即20x2-x-1>0,
即(5x+1)(4x-1)>0,
因为1∉{x|x≤-4或x≥5},
所以a+b+c<0,故D错误.
(2)若方程x2-4x+a=0的两根都在区间(1,+∞)内,则实数a的取值范围是________.
(3,4]
设方程x2-4x+a=0的两根为x1,x2,则x1>1,x2>1,
所以Δ=(-4)2-4a≥0,x1+x2>2,(x1-1)(x2-1)>0,
由Δ=(-4)2-4a≥0,解得a≤4;
由x1+x2>2,得4>2显然成立;
由(x1-1)(x2-1)>0,得x1x2-(x1+x2)+1>0,
即a-4+1>0,解得a>3,
综上可得,3<a≤4,所以实数a的取值范围是(3,4].
微拓展
一元二次方程根的分布
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.
微拓展
典例 已知关于x的一元二次方程x2+2mx+2m+1=0.
(1)若方程有两个不相等的实数根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求实数m的取值范围;
微拓展
依题意知,函数f(x)=x2+2mx+2m+1的图象与x轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,画出示意图,
0
微拓展
0
微拓展
(2)若方程的两个不相等的实数根均在区间(0,1)内,求实数m的取值范围.
微拓展
依题意知,函数f(x)=x2+2mx+2m+1的图象与x轴的交点落在区间(0,1)内,画出示意图,
0
微拓展
0
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.
思维升华
跟踪训练2 (1)(多选)已知关于x的不等式a(x+1)(x-3)+1>0(a≠0)的解集是(x1,x2)(x1<x2),则下列结论正确的是
A.x1+x2=2 B.x1x2<-3
C.-1<x1<x2<3 D.x2-x1>4
√
√
√
由题意得,a<0,且x1,x2是一元二次方程a(x+1)(x-3)+1=0,即ax2-2ax+1-3a=0的两根,
由x2-x1>4,可得-1<x1<x2<3是错误的,故C错误.
(2)已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,且f(x)<0恰有3个整数解,写出一个符合题意的函数解析式为f(x)=___________________.
x2-4x(答案不唯一)
因为f(x)<0恰有3个整数解,
所以设三个整数解分别为1,2,3,
则f(x)<0的解集可以为(0,4),
故x1=0,x2=4是ax2+bx+c=0的两个根,
所以c=0,b=-4a,
令a=1,则b=-4,故f(x)=x2-4x.(答案不唯一)
例4 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m的取值范围;
题型三 一元二次不等式恒成立问题
0
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,
(2)若不等式f(x)≥0对一切x∈ 恒成立,求m的取值范围;
0
0
所以m≥1,即m的取值范围是[1,+∞).
(3)若不等式f(x)>2对一切m∈(0,2)恒成立,求x的取值范围.
0
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,
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,+∞).
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.
思维升华
跟踪训练3 已知函数f(x)=x2-3x+a.
(1)若f(x)>0在x∈R上恒成立,求实数a的取值范围;
0
(2)若f(x)<0在x∈(-1,2)上恒成立,求实数a的取值范围.
0
故f(x)在x∈(-1,2)上满足f(x)<4+a,故4+a≤0,解得a≤-4.
故实数a的取值范围是(-∞,-4].
返回
课时精练
一、单项选择题
1.(2023·湖州模拟)已知集合A={x|x2-x-6≤0},B= ,则
A∩B等于
A.{x|-1<x≤3} B.{x|x≤3或x>4}
C.{x|-2≤x≤4} D.{x|-2≤x≤-1}
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知识过关
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因为不等式x2-x-6≤0的解集为{x|-2≤x≤3},
所以A={x|-2≤x≤3},B={x|-1<x≤4},
所以A∩B={x|-1<x≤3}.
2.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}
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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}.
√
3.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
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√
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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4.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
√
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,
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5.已知关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集是(-∞,-1)∪(2,+∞),则不等式bx2+ax-c≤0的解集是
A.[-1,2] B.(-∞,-1]∪[2,+∞)
C.[-2,1] D.(-∞,-2]∪[1,+∞)
√
由题意可知,ax2+bx+c=0的两个实数根是-1和2,且a<0,
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bx2+ax-c≤0可化为-ax2+ax+2a≤0,即x2-x-2≤0,
解得-1≤x≤2,
所以不等式的解集是[-1,2].
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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]
√
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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二、多项选择题
7.对于给定的实数a,关于实数x的一元二次不等式a(x-a)(x+1)>0的解集可能为
A.∅ B.(-1,a)
C.(a,-1) D.(a,+∞)
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√
√
根据题意,易知a≠0.
当a>0时,函数y=a(x-a)(x+1)的图象开口向上,故不等式的解集为(-∞,-1)∪(a,+∞).
当a<0时,函数y=a(x-a)(x+1)的图象开口向下,若a=-1,则不等式的解集为∅;
若-1<a<0,则不等式的解集为(-1,a);
若a<-1,则不等式的解集为(a,-1).
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8.已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为 ,则下列结论正确的是
A.a>0
B.c<0
C.a+b>0
D.关于x的不等式cx2+bx+a>0的解集为{x|-3<x<-1}
√
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√
解得a=3c,b=-4c,则c<0,
故A错误,B正确;
a+b=-c>0,故C正确;
不等式cx2+bx+a>0可化为cx2-4cx+3c>0,
即x2-4x+3<0,解得1<x<3,
故不等式解集为{x|1<x<3},故D错误.
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三、填空题
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等价于(1-2x)(x+2)≥0(x≠-2),
10.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________.
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(-2,3)
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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12.一般地,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______________.
[-1,0)∪(8,9]
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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.
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].
四、解答题
13.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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由题意得,a<0,且b,2为方程ax2+3x-2=0的两根,
(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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0
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],
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].
14.已知函数f(x)=mx2+mx+3,m∈R.
(1)若关于x的不等式f(x)>0在实数集R上恒成立,求实数m的取值范围;
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依题意,mx2+mx+3>0在实数集R上恒成立.
①当m=0时,3>0,成立;
②当m≠0时,要使原不等式恒成立,
综上,0≤m<12,
故实数m的取值范围是{m|0≤m<12}.
(2)解关于x的不等式f(x)>(3m-1)x+5.
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不等式f(x)>(3m-1)x+5,
等价于mx2+(1-2m)x-2>0,
即(x-2)(mx+1)>0.
②当m=0时,不等式整理为x-2>0,解得x>2;
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当m=0时,原不等式的解集为{x|x>2};
15.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
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√
能力拓展
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不等式ax2-|x|+2a≥0的解集是R,
即对于∀x∈R,ax2-|x|+2a≥0恒成立,
当x=0时,a≥0,
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16.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_____________.
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,
即x2+(3-m)x-8<0,
设g(m)=x2+(3-m)x-8=-mx+x2+3x-8,
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对于任意m∈[-1,1],g(m)=-mx+x2+3x-8<0,应用一次函数性质可知
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返回
-
(4)不等式≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.( )
当k≠0时,
由根与系数的关系,得解得
因为 -1≤0,即≤0,即(x+3)(x-2)≤0(x-2≠0),解得
-3≤x<2,所以不等式的解集为{x|-3≤x<2},故B正确;
由|x-1|<1,可得-1<x-1<1,解得0<x<2,由<0,可得-4<x<5,因此,“|x-1|<1”是“<0”的充分不必要条件,故D正确.
则解得
②当a<0时,不等式可化为(x-1)≥0,解得x≤或x≥1;
③当a>0时,不等式可化为(x-1)≤0,
若1<,即0<a<2,解得1≤x≤;
当a=2时,解集为{x|x=1};当a>2时,解集为.
若1=,即a=2,解得x=1;
若1>,即a>2,解得≤x≤1.
当a<0时,解集为;
当0<a<2时,解集为;
解得-<x<1,
故当a=-2时,不等式f(x)>0的解集为.
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,<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.
所以解得
解得x<-或x>,故C正确;
得即
解得-<m<-.
故实数m的取值范围为.
得即
解得-<m<1-.
故实数m的取值范围为.
所以x1+x2=-=2,故A正确;
x1x2==-3<-3,故B正确;
x2-x1===2>4,故D正确;
故0+4=-,0×4=,
有
解得m<,
综上所述,m的取值范围为.
由x∈,
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=2+>0,
则不等式等价于m≥对一切x∈恒成立,
得===≤
=1,
当且仅当1-x=,即x=0时等号成立,所以max=1,
因为x2-x+1=2+>0,
f(x)=x2-3x+a=2+a-,
则f(x)min=f =a-,
f(x)>0在x∈R上恒成立,即f(x)min=a->0,故a>.
故实数a的取值范围是.
f(x)=x2-3x+a=2+a-,
f(x)在[-1,2]上的最大值为f(x)max=f(-1)=2+a-=4+a,
又不等式≤0的解集为{x|-1<x≤4},
即(m+2)(2m+1)<0,解得-2<m<-.
则解得
由题意得,a<0,和1是方程ax2+bx+c=0的两个根,
由根与系数的关系可得
9.不等式≥2的解集为_______________.
因为≥2,
则-2=≥0,
解得-2<x≤,
即不等式≥2的解集为.
11.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___________.
因为对任意x∈[-1,1],不等式x2-x+≥m恒成立.
所以min≥m,x∈[-1,1],
设y=x2-x+,x∈[-1,1],
因为y=x2-x+=2+,
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.
由题意得x2-x1==≤3,
所以解得
因为y=-x2+3x-4=-2-,x∈[-1,2],
则解得0<m<12.
①当m>0时,解得x>2或x<-;
③当m<0时,方程(x-2)(mx+1)=0的两根为x1=-,x2=2.
(ⅰ)当->2,即-<m<0时,解得2<x<-;
(ⅱ)当-=2,即m=-时,原不等式的解集为∅;
当m=-时,原不等式的解集为∅;
当-<m<0时,原不等式的解集为;
(ⅲ)当-<2,即m<-时,解得-<x<2,
综上所述,当m<-时,原不等式的解集为;
当m>0时,原不等式的解集为.
A. B.
C. D.∪
即a≥max,
当x≠0时,a≥=,
因为≤=,当且仅当|x|=,即|x|=,即x=±时,等号成立,
所以a≥,综上所述,a∈.
(-4,2-2)
即得解得
则实数x的取值范围是(-4,2-2).
$