内容正文:
2.3 一元二次函数、方程和不等式
模块一 筑·知能要点
一、一元二次不等式的概念
知识梳理
定义
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
一般形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
二、一元二次不等式的解法3
1.一般地,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.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
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
{x|x<x1,或x>x2}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
注意点:
(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)若二次项系数为正数的一元二次不等式能因式分解,可直接利用“大于取两边,小于取中间”的方法得到不等式的解集.
(3)不等式的解集必须写成集合的形式,若不等式无解,则应说解集为空集.
3.解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式变形,使不等式的右侧为0,使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式的左侧进行因式分解,若不能分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程无实数根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.结合图象写出不等式的解集.
三、解简单的分式不等式
分式不等式的解法
(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二次不等式组求解,但要注意等价变形,保证分母不为零.
(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的形式,然后再用上述方法求解.
四、含参的一元二次不等式的解法
在解含参数的不等式时常从以下三个方面进行考虑
(1)不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)不等式对应的方程根的讨论:两不同实根(Δ>0),两相同实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x1<x2.
五、二次函数与一元二次方程、不等式间的关系及应用
反思感悟 已知以a,b,c为参数的不等式(如ax2+bx+c>0)的解集,求解其他不等式的解集时,一般遵循
(1)根据解集来判断二次项系数的符号.
(2)根据根与系数的关系把b,c用a表示出来并代入所要解的不等式.
(3)约去 a,将不等式化为具体的一元二次不等式求解.
六、一元二次不等式的实际应用
解不等式应用题的步骤
模块二 破·题型攻坚
一、题型一 一元二次不等式的辨析
1.下列不等式是一元二次不等式的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据一元二次不等式的定义判断即可.
【详解】对于A:,符合一元二次不等式的定义,是一元二次不等式,故A正确;
对于B:,符合一元二次不等式的定义,是一元二次不等式,故B正确;
对于C:,当时,不含二次项,故不是一元二次不等式,故C错误;
对于D:,当时不是一元二次不等式,故D错误.
故选:AB
2.下列是一元二次不等式的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】根据一元二次不等式的定义判断即可.
【详解】由于含有根式()不是一元二次不等式,是分式不等式,
因此只有、是一元二次不等式,即只有A、D符合题意.
故选:AD.
3.下面所给关于x的不等式,其中一定为一元二次不等式的是( )
A.3x+4<0 B.x2+mx-1>0
C.ax2+4x-7>0 D.x2<0
【答案】BD
【分析】利用一元二次不等式的定义和特征对选项逐一判断即可.
【详解】选项A是一元一次不等式,故错误;选项B,D,不等式的最高次是二次,二次项系数不为0,故正确;当时,选项C是一元一次不等式,故不一定是一元二次不等式,即错误.
故选:BD.
4.若是关于的一元二次不等式,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】由一元二次不等式定义可知二次项系数不为零,可求得结果.
【详解】根据一元二次不等式的定义可得,
解得.
因此可得的取值范围是.
故答案为:
二、题型二 解不含参不等式
5.重新考查不等式.这个不等式的左边可分解因式为.根据实数乘法的符号法则,问题可归结为求一元一次不等式组(1)和(2)的两个解集的并集
不等式组(1)的解为,不等式组(2)无解,从而不等式的解集为.
试用上述方法解下面的不等式:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)或
(2)
(3)
(4)或
【分析】(1)(2)(3)(4)直接利用实数乘除法的符号法则,列一元一次不等式组分别解不等式求解集.
【详解】(1)由,得或,解得或,
所以原不等式的解集为或;
(2)由,得或,解得或,
所以原不等式的解集为;
(3)由,得或,解得或,
所以原不等式的解集为;
(4)由,得或,解得或,
所以原不等式的解集为或.
6.解下列不等式:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2).
(3)或.
(4).
【分析】(1)求出的两个根,进而得到不等式的解集;
(2)恒成立,故不等式解集为;
(3)变形得到,求出不等式解集;
(4)分别解和,进而求出答案.
【详解】(1)对于方程,
所以由求根公式可得方程的两个实数根为,,
所以不等式的解集为.
(2)恒成立,则不等式的解集为.
(3),移项得,
整理得,即,
解得或,则不等式的解集为或.
(4)因为,即,
解不等式,即,解得;
解不等式,即,
又因为恒成立,
所以不等式的解集为.
综上,不等式的解集为.
7.解下列不等式:
(1);
(2).
【答案】(1);(2).
【分析】(1)原不等式可转化为;
(2)将原不等式可化为,即成2(x-1)(x+1)<0.
【详解】(1)原不等式可转化为,
解不等式组可得x≤-1或x>3.
即知原不等式的解集为.
(2)移项并整理,可将原不等式可化为,即成2(x-1)(x+1)<0,
解得-1<x<1.
所以,原不等式的解集为.
8.不等式的解集是( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】A
【分析】根据一元二次不等式的解法直接求解即可.
【详解】,,
即不等式的解集为.
故选:A.
9.不等式的解集是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】将分式不等式等价转化为整式不等式组,结合二次不等式的解法求解即可.
【详解】分式不等式等价于:,即.
解得或.
故不等式的解集为或.
三、题型三 已知解集求参数
10.已知关于的不等式的解集为.
(1)的取值范围为__________;
(2)用表示,为__________;
(3)不等式的解集为__________;
(4)__________0;(填“”或“”)
(5)不等式的解集为__________.
【答案】
【分析】根据解集判断;再结合韦达定理得出关系;求解一次不等式;根据解集判断不等关系;消参解一元二次不等式即可.
【详解】(1)关于的不等式的解集为,因为解集在两根之外,所以.
(2)由题可知-3,4是的两根,
由根与系数的关系可得所以
(3)由(2)得,即,所以,即的解集为.
(4)由于关于的不等式的解集为,故时,.即.
(5)由以上分析可知不等式即.
因为,故,所以或.故不等式的解集为.
故答案为:
11.若不等式的解集是,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意得为方程的根,且,进而结合韦达定理求得,进而求解不等式即可.
【详解】由题意,为方程的根,且,
则,即,
则不等式,即为,
则,即,解得,
所以不等式的解集是.
故选:C
12.若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】C
【分析】含参分类讨论解不等式即可.
【详解】由可得,显然此时不等式无解;
若,此时不等式解集为,要满足题意需该区间有且仅有整数,则;
若,此时不等式解集为,要满足题意需该区间有且仅有整数,则;
综上或.
故选:C
13.(多选)已知关于的不等式的解集为或,则下列选项中正确的是( )
A.
B.不等式的解集是
C.
D.不等式的解集为或
【答案】BD
【分析】利用三个二次关系,待定系数可确定参数之间的关系及符号一一判定选项即可.
【详解】关于的不等式的解集为或,
,故A错误;
对于B、C选项,已知和3是关于的方程的两根,
由根与系数的关系得,
则,,
不等式,即,又,解得,B正确;
且,C错误;
对于D选项,不等式,即,即,
解得或,
故不等式的解集为或,D正确.
故选:BD.
四、题型四 解含参二次不等式
14.解下列关于的不等式:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【分析】三个不等式左侧都不能因式分解,相应一元二次方程解的情况不确定,因此需要分别研究时不等式的解集.
【详解】(1)对于一元二次方程,判别式.
当时,的解集为;
当时,的解集为;
当时,,方程的两根分别为,且,
则的解集为.
综上,当时,不等式的解集为,当时,不等式的解集为.
(2)对于一元二次方程,,判别式.
当时,等价于,解得,
故不等式的解集为;
当时,,方程的两根分别为,且,
则的解集为或;
当时,,不等式的解集为.
综上,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为.
(3)对于一元二次方程,
当时,,的解集为;
当时,的解集为;
当或时,,方程的两根分别为,且,
所以不等式的解集为.
综上,当时,不等式的解集为;
当或时,不等式的解集为.
15.解关于的不等式:.
【答案】答案见解析
【分析】根据解含参的一元二次不等式的解法计算即可.
【详解】将不等式变形为.
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或
综上所述,当或时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为.
16.(1)解关于的不等式.
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析
【分析】(1)分、及,结合一元二次不等式的解法计算即可得;
(2)计算,分及,结合一元二次不等式的解法计算即可得.
【详解】(1),
①若,则原不等式可化为,解得;
②若,则原不等式化为,解得或;
③若,则原不等式化为,解得;
综上所述,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)由题意得,
①当,即时,
方程无实根,所以原不等式的解集为;
②当,即或时,
方程的两个根为,,
所以当时,原不等式的解集为;
当或时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
17.已知关于x的不等式,
(1)若的解集为,求实数a,b的值;
(2)若求关于x的不等式的解集.
【答案】(1),
(2)答案见解析
【分析】(1)根据一元二次不等式的解集确定对应方程的根,然后代入方程求出,解一元二次不等式求解.
(2)按照,和分类讨论,根据一元二次不等式的解法解不等式即可.
【详解】(1)若的解集为,
则是方程的一个根,即,解得,
所以不等式为,解得:,所以.
即,.
(2)因为,即,
当时,令,解得,
若时,,不等式解集为:;
若时,,不等式解集为:;
若时, ,不等式解集为:;
综上所述: 当时,不等式解集为:;
当时,不等式解集为:;
当时, 不等式解集为:.
18.已知关于的不等式的解集为或
(1)求的值;
(2)解关于的不等式
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)由题中条件,根据一元二次方程根与系数的关系列出方程,解出即可;
(2)先化简不等式,因式分解后,讨论的范围得到解集.
【详解】(1)根据题意,得方程的两个根为1和,
由根与系数的关系得,
解之得
(2)由(1)得关于的不等式,
即,因式分解得.
①当时,原不等式的解集为;
②当时,原不等式的解集为;
③当时,原不等式的解集为;
五、题型五 根的分布问题
19.若关于x的一元二次方程有实数根,则k的取值范围是( )
A. B.且 C.且 D.
【答案】C
【分析】利用一元二次方程的判别式,列出不等式组求解即得.
【详解】关于x的一元二次方程有实数根,则,解得且,
所以k的取值范围是且.
故选:C
20.已知为任意实数,关于的方程,则( )
A.当时,方程有两实数根
B.当时,方程有两异号的实数根
C.当时,方程有两实数根,,则
D.若方程有两个实数根,,则
【答案】AB
【分析】利用根的判别式一一计算可得.
【详解】对于A:因为,当时,
所以方程有两实数根,故A正确;
对于B:若方程有两异号的实数根,则,解得,
即当时,方程有两异号的实数根,故B正确;
对于C:当时,方程无实数根,故C错误;
对于D:若方程有两个实数根,,则,即,
当时,方程的两根,,显然无意义,故D错误.
故选:AB
21.若关于的方程只有正实根,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据二次方程根的情况,分类讨论即可.
【详解】因为方程只有正实根,
所以①当两个正实根相等时,
有,所以或,
当时,两个相等的正根为,当时,方程的根均为零,舍;
②当两个正实根不相等时,
设方程的两根为,
则,解得,
综上所述,的取值范围是.
故答案为:.
22.已知函数的一个零点大于1,另一个零点小于1,则实数的取值范围________.
【答案】
【分析】由二次函数性质及结合的零点一个零点大于1,另一个零点小于1,可得
【详解】因为函数的一个零点大于1,另一个零点小于1,
所以有两个根,则,解得,
故的取值范围为.
故答案为:.
六、题型六 恒成立与能成立问题
23.恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】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.
【详解】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.
24.设,若关于x的不等式恒成立,则实数k的最大值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】B
【分析】根据题意整理可得,换元令,结合基本不等式运算求解即可.
【详解】因为,可得,
且,则,可得,
令,则,
可得,
因为,故,因此,
当且仅当,即,时,等号成立,
可得,所以实数k的最大值为9.
故选:B.
25.已知函数.
(1)若的解集为,求实数,的值;
(2)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据不等式的解集与方程根的关系可求两个未知数;
(2)根据恒成立可从开口方向和判别式得出限制条件,从而可求答案.
【详解】(1)因为的解集为,
所以,
解得,经检验知符合题意.
(2)当时,显然不合题意;
当时,因为对一切实数恒成立,
所以,
解得.
26.设.
(1)若不等式对于一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)分、两种情况,结合一元二次函数的性质可求;
(2)因式分解,根据、、以及根的大小进行分类,结合一元二次函数图象求.
【详解】(1)不等式对于一切实数恒成立等价于对于一切实数恒成立,
当时,不等式可化为,不满足题意;
当时,,解得;
综上,实数的取值范围为.
(2)不等式等价于,即,
当时,不等式可化为,所以不等式的解集为;
当时,不等式可化为,此时,
所以不等式的解集为;
当时,不等式可化为,
①当时,,不等式的解集为;
②当时,,不等式的解集为或;
③当时,,不等式的解集为.
综上可得: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,不等式的解集为或,
当时,不等式的解集为.
模块三 巩·过关检测
一、单选题
1.下列不等式中是一元二次不等式的是( )
A.a2x2+2≥0 B. <3
C.-x2+x-m≤0 D.x3-2x+1>0
【答案】C
【分析】根据一元二次不等式的概念依次判断即可
【详解】选项A中,a2=0时不符合;选项B是分式不等式;
选项D中,最高次数为三次;只有选项C符合.
故选:C.
【点睛】本题考查一元二次不等式的辨析,属于基础题.
2.不等式的解集为( )
A.或 B. C. D.或
【答案】A
【分析】利用“三个二次”的关系解二次不等式.
【详解】不等式的解集为或.
故选:A.
【点睛】二次函数、二次方程与二次不等式统称“三个二次”,它们常结合在一起,有关二次函数的问题,数形结合,密切联系图象是探求解题思路的有效方法.一般从:①开口方向;②对称轴位置;③判别式;④端点函数值符号四个方面分析.
3.“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由,得到或,再由充分条件与必要条件的判断方法,即可求解.
【详解】由,得到或,所以推不出,
但可以推出,所以“”是“”的必要不充分条件,
故选:B.
4.若不等式的解集为,则的值是( )
A. B. C.10 D.14
【答案】A
【分析】由题意得,是方程的两个根,代入求解即可.
【详解】因为,是方程的两个根,所以,解得,所以.
故选:A.
5.,不等式恒成立,则的最小值为( )
A.6 B. C. D.
【答案】B
【分析】先由不等式恒成立可得,,再用基本不等式计算可得.
【详解】因为,不等式恒成立,
当时,不恒成立,不合题意;
当时,满足且,
即,所以,所以,
所以,,
当且仅当即,的最小值为.
故选:B.
6.已知一元二次方程的一根比1大,另一根比1小,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由一元二次方程的根与二次函数的关系,即可由二次函数的性质求解.
【详解】记,则函数为开口向上的二次函数,
要使方程的根一个大于1一个小于1,则只需要时,即可,
即,解得,所以实数a的取值范围是.
故选:C.
7.关于x的不等式的解集中恰有4个整数,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【分析】由题意得,根据的范围,分类讨论,求出不等式的解集,再结合已知列出不等式求解得答案.
【详解】不等式,
当时,原不等式的解集为,
由解集中恰有4个整数,得,解得;
当时,原不等式的解集为,
由解集中恰有4个整数,得,解得,
所以实数m的取值范围是或.
故选:D
8.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
【分析】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.
【详解】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.不等式的解集是,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】根据解集和韦达定理得到,再一一分析即可.
【详解】因为不等式的解集是,
所以有,所以AC错误,
则,,故BD正确.
故选: BD.
10.如图是二次函数图象的一部分,图象过点,对称轴为,给出下面四个结论,其中正确的是( )
A.; B.;
C.; D.若,则.
【答案】AD
【分析】根据二次函数的图象和性质,分析给定的四个结论是否正确.
【详解】由函数的图象,可得函数的图象开口向下,与x轴有两个交点,
,,A正确;
由对称轴方程为,可得,,B不正确;
由,可得,C不正确;
由图象可得,根据函数的对称性,可得,
由可得,D正确.
故选:AD
11.(多选)已知不等式,下列说法正确的是( )
A.若,则不等式的解为
B.若不等式对恒成立,则整数的取值集合为
C.若不等式对恒成立,则实数的取值范围是
D.若恰有一个整数使得不等式成立,则实数的取值范围是
【答案】BCD
【分析】解一元二次不等式判断A;按照和分类讨论,利用一元二次不等式在实数集上恒成立列不等式求解判断B;由题意对恒成立,利用一次型函数恒成立列不等式组求解判断C;由题意不等式的唯一整数解为,结合二次函数性质列不等式组求解判断D.
【详解】当时,,
所以,解得,故选项A错误.
若不等式对恒成立,则当时,不等式成立,
当时, ,解得,综上,,
则整数的取值集合为.故选项B正确.
若不等式对恒成立,则即对恒成立,
所以,解得,故选项C正确.
若恰有一个整数使得不等式成立,则,即,令,
因为,所以整数,
由题意,解得,故选项D正确.
故选:BCD
三、填空题
12.不等式的解集为______.
【答案】
【分析】将分式不等式变形为,然后转化为,求解即可.
【详解】,即,
所以,解得或,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
13.若关于的不等式的解集是,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】由题意,得不等式对于恒成立,进而分、两种情况讨论求解即可.
【详解】由题意,得不等式对于恒成立,
当时,不等式为恒成立,
当时,由,解得.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
14.若命题“,使”为真命题,实数的取值范围为__________.
【答案】或
【分析】把看作是的函数,讨论该函数的单调性,求得该函数的最小值.令最小值大于零,即可得到实数的取值范围.
【详解】若命题“,使”为真命题,
则命题:“,使”为真命题,
即命题:“,使的最小值大于零”为真命题.
令,.
当,即,即,或时,是增函数,
所以当时,取得最小值,最小值为.
由,得或.所以或.
当,得或,
若,则,不满足题意;若,则满足题意,所以.
当,即,是减函数,
所以当时,取得最小值,最小值为.
由,得或.所以.
综上所述:实数的取值范围为或.
故答案为:或.
方法二:命题“,使”为真命题.
令,则方程的实数根为.
因为,所以函数的图象开口向上.
所以当时,,或.
因为此时的最小值为-2,所以,或.
当时,,或.
因为此时的最大值为,所以,或.
综上所述:实数的取值范围为或.
故答案为:或.
四、解答题
15.解下列不等式:
(1);
(2);
(3)
【答案】(1)
(2)或
(3)答案见解析
【分析】(1)移项后结合一元二次不等式的解法可求不等式的解;
(2)因式分解后可求不等式的解;
(3)先因式分解,再对分类讨论分别得到不等式的解即可.
【详解】(1)由得,
即,解得.
故原不等式的解集为.
(2)因为,
解得或,所以原不等式的解集为或.
(3)不等式可化为,
解方程的根,
得,,
当时,解不等式得或,
当时,解不等式得或,
∴当时,解集为,
当时,解集为.
16.解关于的不等式.
【答案】当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为且;
当时,不等式的解集为或;
【分析】将不等式的右边移项到左边,因式分解后可得,接下来分三种情况,解不等式即可.
【详解】因为,所以,即,
令,得,
①时,,不等式的解集为或;
②时,,不等式的解集为且;
③时,,不等式的解集为或;
综上所述,当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为且;
当时,不等式的解集为或;
17.设函数()
(1)若不等式对一切实数恒成立,求的取值范围;
(2)解关于的不等式:.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)将问题转化为,恒成立,进而结合二次不等式恒成立问题求解即可;
(2)不等式化简为,进而根据含参一元二次不等式的解法,分类讨论即可求解.
【详解】(1)恒成立等价于,恒成立.
当时,不等式可化为,满足题意.
当时,有,即,解得,
综上,a的取值范围是.
(2)依题意,等价于,
当时,不等式可化为,所以不等式的解集为;
当时,不等式化为,
此时,所以不等式的解集为;
当时,不等式化为,
当时,,不等式的解集为;
当时,,不等式的解集为或;
当时,,不等式的解集为或 ;
综上,当时,原不等式的解集为或 ;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为或;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
18.设是关于的方程的两个实数根.
(1)若,求;
(2)若,求的值;
(3)若是两个不相等的正数,求实数的取值范围.
【答案】(1)(写也对)
(2)或
(3)或
【分析】(1)将代入已知方程,利用分解因式法求方程的根;
(2)由已知可得已知方程的判别式大于等于,由此可得,结合根与系数关系化简,解方程可得结论;
(3)由条件可得,,,结合根与系数关系可得结论,
【详解】(1)若,则方程为,
即,故.(写也对)
(2)由,可得.
因为,
所以,整理得,且,
解得或,经检验符合题意.
(3)因为是两个不相等的正数,
所以,
解得,所以或,
即的取值范围是或
19.(1)已知关于的不等式的解集为,求关于的不等式的解集;
(2)已知函数
(i)若不等式对恒成立,求实数的取值范围;
(ii)解关于的不等式:.
【答案】(1)或;(2)(i);(ii)答案见解析.
【分析】(1)分析可知,且、是关于的方程的两根,利用韦达定理可得出,然后利用分式不等式的解法可得出所求不等式的解集;
(2)(i)由题意可知,对任意的,即恒成立,分、两种情况讨论,在时,直接验证即可;在时,根据二次不等式恒成立可得出关于的不等式组,由此可求得实数的取值范围;
(ii)将所求不等式变形为,对实数的取值进行分类讨论,利用一次不等式、二次不等式的解法可得出所求不等式的解集.
【详解】(1)因为关于的不等式的解集为,
则,且、是关于的方程的两根,
所以,可得,
所以不等式即为,即为,
等价于,解得或,
故原不等式的解集为或;
(2)(i)对任意的,恒成立,即恒成立,
当时,则有,解得,不符合题意;
当时,则有,解得,
综上所述,实数的取值范围是;
(ii)由得,
当时,原不等式为,解得;
当时,,解原不等式得;
当时,即当时,解原不等式得或;
当时,即当时,原不等式即为,解得;
当时,即当时,解原不等式可得或.
综上所述,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;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
试卷第1页,共3页
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2.3 一元二次函数、方程和不等式
模块一 筑·知能要点
一、一元二次不等式的概念
知识梳理
定义
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
一般形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
二、一元二次不等式的解法
1.一般地,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.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
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
{x|x<x1,或x>x2}
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x1<x<x2}
∅
∅
注意点:
(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)若二次项系数为正数的一元二次不等式能因式分解,可直接利用“大于取两边,小于取中间”的方法得到不等式的解集.
(3)不等式的解集必须写成集合的形式,若不等式无解,则应说解集为空集.
3.解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式变形,使不等式的右侧为0,使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式的左侧进行因式分解,若不能分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程无实数根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.结合图象写出不等式的解集.
三、解简单的分式不等式
分式不等式的解法
(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二次不等式组求解,但要注意等价变形,保证分母不为零.
(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的形式,然后再用上述方法求解.
四、含参的一元二次不等式的解法
在解含参数的不等式时常从以下三个方面进行考虑
(1)不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)不等式对应的方程根的讨论:两不同实根(Δ>0),两相同实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x1<x2.
五、二次函数与一元二次方程、不等式间的关系及应用
反思感悟 已知以a,b,c为参数的不等式(如ax2+bx+c>0)的解集,求解其他不等式的解集时,一般遵循
(1)根据解集来判断二次项系数的符号.
(2)根据根与系数的关系把b,c用a表示出来并代入所要解的不等式.
(3)约去 a,将不等式化为具体的一元二次不等式求解.
六、一元二次不等式的实际应用
解不等式应用题的步骤
模块二 破·题型攻坚
一、题型一 一元二次不等式的辨析
1.下列不等式是一元二次不等式的是( )
A. B.
C. D.
2.下列是一元二次不等式的是( )
A. B.
C. D.
3.下面所给关于x的不等式,其中一定为一元二次不等式的是( )
A.3x+4<0 B.x2+mx-1>0
C.ax2+4x-7>0 D.x2<0
4.若是关于的一元二次不等式,则的取值范围是______.
二、题型二 解不含参不等式
5.重新考查不等式.这个不等式的左边可分解因式为.根据实数乘法的符号法则,问题可归结为求一元一次不等式组(1)和(2)的两个解集的并集
不等式组(1)的解为,不等式组(2)无解,从而不等式的解集为.
试用上述方法解下面的不等式:
(1); (2); (3); (4).
6.解下列不等式:
(1);
(2);
(3);
(4).
7.解下列不等式:
(1);
(2).
8.不等式的解集是( )
A. B.或
C.或 D.
9.不等式的解集是( )
A. B.或
C. D.或
三、题型三 已知解集求参数
10.已知关于的不等式的解集为.
(1)的取值范围为__________;
(2)用表示,为__________;
(3)不等式的解集为__________;
(4)__________0;(填“”或“”)
(5)不等式的解集为__________.
11.若不等式的解集是,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
12.若关于的不等式的解集中恰有3个整数,则实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C.或 D.或
13.(多选)已知关于的不等式的解集为或,则下列选项中正确的是( )
A. B.不等式的解集是
C.
D.不等式的解集为或
四、题型四 解含参二次不等式
14.解下列关于的不等式:
(1);
(2);
(3).
15.解关于的不等式:.
16.(1)解关于的不等式.
(2)解关于的不等式.
17.已知关于x的不等式,
(1)若的解集为,求实数a,b的值;
(2)若求关于x的不等式的解集.
18.已知关于的不等式的解集为或
(1)求的值;
(2)解关于的不等式
五、题型五 根的分布问题
19.若关于x的一元二次方程有实数根,则k的取值范围是( )
A. B.且 C.且 D.
20.已知为任意实数,关于的方程,则( )
A.当时,方程有两实数根
B.当时,方程有两异号的实数根
C.当时,方程有两实数根,,则
D.若方程有两个实数根,,则
21.若关于的方程只有正实根,则的取值范围是__________.
22.已知函数的一个零点大于1,另一个零点小于1,则实数的取值范围________.
六、题型六 恒成立与能成立问题
23.恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
24.设,若关于x的不等式恒成立,则实数k的最大值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
25.已知函数.
(1)若的解集为,求实数,的值;
(2)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围.
26.设.
(1)若不等式对于一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
模块三 巩·过关检测
一、单选题
1.下列不等式中是一元二次不等式的是( )
A.a2x2+2≥0 B. <3
C.-x2+x-m≤0 D.x3-2x+1>0
2.不等式的解集为( )
A.或 B. C. D.或
3.“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.若不等式的解集为,则的值是( )
A. B. C.10 D.14
5.,不等式恒成立,则的最小值为( )
A.6 B. C. D.
6.已知一元二次方程的一根比1大,另一根比1小,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.关于x的不等式的解集中恰有4个整数,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.或
8.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.不等式的解集是,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
10.如图是二次函数图象的一部分,图象过点,对称轴为,给出下面四个结论,其中正确的是( )
A.; B.;
C.; D.若,则.
11.(多选)已知不等式,下列说法正确的是( )
A.若,则不等式的解为
B.若不等式对恒成立,则整数的取值集合为
C.若不等式对恒成立,则实数的取值范围是
D.若恰有一个整数使得不等式成立,则实数的取值范围是
三、填空题
12.不等式的解集为______.
13.若关于的不等式的解集是,则实数的取值范围是__________.
14.若命题“,使”为真命题,实数的取值范围为__________.
四、解答题
15.解下列不等式:
(1); (2); (3)
16.解关于的不等式.
17.设函数()
(1)若不等式对一切实数恒成立,求的取值范围;
(2)解关于的不等式:.
18.设是关于的方程的两个实数根.
(1)若,求;
(2)若,求的值;
(3)若是两个不相等的正数,求实数的取值范围.
19.(1)已知关于的不等式的解集为,求关于的不等式的解集;
(2)已知函数
(i)若不等式对恒成立,求实数的取值范围;
(ii)解关于的不等式:.
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