内容正文:
专题2.3 二次函数与一元二次方程、不等式(举一反三讲义)
【人教A版】
【题型1 解不含参数的一元二次不等式】 2
【题型2 解含参数的一元二次不等式】 3
【题型3 解分式、高次、绝对值不等式】 3
【题型4 由一元二次不等式的解确定参数】 4
【题型5 一元二次不等式恒成立问题】 5
【题型6 一元二次不等式有解问题】 6
【题型7 一元二次不等式的实际应用】 6
【题型8 一元二次方程根的分布问题】 8
【题型9 二次函数的图象分析与判断】 9
【题型10 二次函数的单调性问题】 10
【题型11 三个“二次”关系的应用】 11
考点1
一元二次不等式
知识点1 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.
知识点2 分式、高次、绝对值不等式的解法
1.分式不等式的解法
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.高次不等式的解法
(1)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”.
(2)解高次不等式的一般步骤:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
3.绝对值不等式的解法
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.
知识点3 一元二次不等式恒成立、存在性问题
1.一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.
【题型1 解不含参数的一元二次不等式】
【例1】(25-26高一上·西藏昌都·期末)不等式的解集是( )
A. B.或
C.或 D.
【变式1-1】(25-26高一上·湖南娄底·期末)不等式的解集为( )
A.或 B.或
C. D.
【变式1-2】(25-26高一上·重庆·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
【变式1-3】(25-26高一上·福建福州·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【题型2 解含参数的一元二次不等式】
【例2】(25-26高一上·湖南邵阳·期中)关于的一元二次不等式的解集不可能为( )
A.或 B.
C. D.
【变式2-1】(25-26高一上·甘肃兰州·阶段检测)关于的不等式,其中,则该不等式的解集不可能是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(25-26高一上·河北唐山·期中)解关于的不等式.
【变式2-3】(25-26高二下·宁夏银川·期末)设函数,.
(1)若,求的解集;
(2)解关于x的不等式:.
【题型3 解分式、高次、绝对值不等式】
【例3】(25-26高一上·安徽蚌埠·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(25-26高一上·湖南衡阳·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(25-26高一上·黑龙江大庆·期中)求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3).
【变式3-3】(25-26高一上·安徽六安·期中)求解下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3).
【题型4 由一元二次不等式的解确定参数】
【例4】(25-26高一上·河北·期末)已知,关于的不等式的解集为,则( )
A.3 B.2 C. D.
【变式4-1】(25-26高一上·云南曲靖·期末)若关于的不等式的解集中恰有2个整数,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·陕西渭南·期末)已知关于的不等式的解集为.则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2026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.
【题型5 一元二次不等式恒成立问题】
【例5】(25-26高一上·湖北恩施·期末)若不等式对一切实数都成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(25-26高一上·江苏南通·期中)恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(25-26高一上·辽宁大连·期中)已知定义在上的函数(其中).
(1)若关于的不等式的解集为,求实数的值;
(2)若不等式对任意恒成立,求的取值范围.
【变式5-3】(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6 一元二次不等式有解问题】
【例6】(25-26高一上·湖北孝感·期中)当时,关于的不等式有解,则实数的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
【变式6-1】(25-26高一上·福建莆田·阶段检测)若,使得成立,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(25-26高一上·海南·阶段检测)已知函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若,关于的不等式有实数解,求实数的取值范围.
【变式6-3】(25-26高一上·广西南宁·阶段检测)已知函数.
(1)当时,解关于的不等式;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
【题型7 一元二次不等式的实际应用】
【例7】(25-26高一上·河南驻马店·阶段检测)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2盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得400元以上(不含400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7-1】(25-26高一上·山西大同·期中)某企业生产智能台灯,总生产成本(单位:万元)与生产数量(单位:千台)的关系为:.企业希望总成本不超过5000万元,则生产数量的取值范围可以是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)某网店销售一批新款削笔器,每个削笔器的最低售价为15元.若按最低售价销售,每天能卖出30个,若一个削笔器的售价每提高1元,日销售量将减少2个.为了使这批削笔器每天获得400元以上的销售收入,这批削笔器的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(25-26高一上·江苏镇江·期中)汽车在行驶中,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析事故产生原因的一个重要因素.在一个限速为80km/h的桥梁上,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小于,乙车的刹车距离略超过.又知甲、乙两种车型的刹车距离(单位:)与车速(单位:)之间分别有如下关系:.则( )
A.甲、乙两车均超过规定限速
B.甲车未超过规定限速,乙车超过规定限速
C.甲车超过规定限速,乙车未超过规定限速
D.甲、乙两车均未超过规定限速
考点2
三个“二次”的关系
知识点4 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
{x|x<x1或x>x2}
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8 一元二次方程根的分布问题】
【例8】(25-26高一上·安徽合肥·期中)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
【变式8-1】(25-26高一上·山东威海·期中)已知方程的两根都在区间内,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(25-26高一上·北京延庆·期中)若关于的方程有一个正根和一个负根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式8-3】(25-26高一上·陕西·阶段检测)关于的方程有两个不相等的实数根,若,则实数的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
【题型9 二次函数的图象分析与判断】
【例9】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)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9-1】(25-26高一上·湖南株洲·阶段检测)不等式的解集为,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【变式9-2】(25-26高一上·陕西西安·开学考试)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.①② B.①③④ C.①②④ D.①②③④
【变式9-3】(25-26高一上·湖南常德·期中)已知二次函数(为常数,且)的部分图像如图所示,则( )
A. B.
C. D.不等式的解集为
【题型10 二次函数的单调性问题】
【例10】(25-26高一上·天津西青·期末)已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式10-1】(25-26高三上·山东·阶段检测)已知二次函数的图象经过坐标原点,则函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【变式10-2】(25-26高一上·浙江湖州·期末)“函数在上单调递增”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
【变式10-3】(25-26高一上·重庆·期末)函数在区间上是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型11 三个“二次”关系的应用】
【例11】(25-26高一上·浙江金华·阶段检测)已知不等式的解集是,则对函数,下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式11-1】(25-26高一上·山西·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.
【变式11-2】(25-26高一下·云南·阶段检测)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11-3】(25-26高一上·北京·期中)函数.
(1)若,求的解集;
(2)当恒成立时,求的取值范围;
(3)若方程有两个实数根,且,求的取值范围
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专题2.3 二次函数与一元二次方程、不等式(举一反三讲义)
【人教A版】
【题型1 解不含参数的一元二次不等式】 2
【题型2 解含参数的一元二次不等式】 3
【题型3 解分式、高次、绝对值不等式】 6
【题型4 由一元二次不等式的解确定参数】 8
【题型5 一元二次不等式恒成立问题】 10
【题型6 一元二次不等式有解问题】 13
【题型7 一元二次不等式的实际应用】 16
【题型8 一元二次方程根的分布问题】 19
【题型9 二次函数的图象分析与判断】 21
【题型10 二次函数的单调性问题】 24
【题型11 三个“二次”关系的应用】 25
考点1
一元二次不等式
知识点1 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.
知识点2 分式、高次、绝对值不等式的解法
1.分式不等式的解法
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.高次不等式的解法
(1)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”.
(2)解高次不等式的一般步骤:①标准化;②分解因式;③求根;④穿线;⑤得解集.
3.绝对值不等式的解法
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.
知识点3 一元二次不等式恒成立、存在性问题
1.一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.
【题型1 解不含参数的一元二次不等式】
【例1】(25-26高一上·西藏昌都·期末)不等式的解集是( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】A
【解题思路】利用一元二次不等式的运算法则计算求解.
【解答过程】,解得,
不等式的解集为,故A正确.
故选:A.
【变式1-1】(25-26高一上·湖南娄底·期末)不等式的解集为( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】B
【解题思路】先对不等式因式分解,再根据一元二次不等式的解法求解即可.
【解答过程】由,得,
解得或,则不等式的解集为或.
故选:B.
【变式1-2】(25-26高一上·重庆·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1-3】(25-26高一上·福建福州·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据一元二次不等式运算求解即可.
【解答过程】由可得,解得,
所以不等式的解集为.
故选:C.
【题型2 解含参数的一元二次不等式】
【例2】(25-26高一上·湖南邵阳·期中)关于的一元二次不等式的解集不可能为( )
A.或 B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】对进行分类讨论即可求解
【解答过程】当时,不等式即为,此时不等式的解集为,故D正确;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为,故B正确
当时,不等式即为,此时不等式的解集为;
当时,不等式的解集为,故C正确.
综上所述,不等式的解集可能为BCD,不可能为A.
故选:A.
【变式2-1】(25-26高一上·甘肃兰州·阶段检测)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,故B可能;
当时,的解集为.
故选:C.
【变式2-2】(25-26高一上·河北唐山·期中)解关于的不等式.
【答案】当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为全体实数,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
【解题思路】根据实数的正负性,结合一元二次不等式解集的性质分类讨论进行求解即可.
【解答过程】由已知,得,:
当时,不等式化为,解得;
当时,不等式等价于,
若,解得,或;
若,解得,
若,解得,或;
当时,不等式等价于,解得.
综上所述,当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为全体实数,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
【变式2-3】(25-26高二下·宁夏银川·期末)设函数,.
(1)若,求的解集;
(2)解关于x的不等式:.
【答案】(1)R;
(2)当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为或;当时,解集为或.
【解题思路】(1)时,,由根的判别式得到解集为R;
(2)因式分解得到,分,,,和五种情况,得到不等式的解集.
【解答过程】(1)时,,
令,即,由于,
所以的解集为R;
(2),即,
整理得,即,
当时,,解得;
当时,,解得;
当时,,不等式化为,解得;
当时,,解得或;
当时,,解得或;
综上,当时,解集为;当时,解集为;
当时,解集为;当时,解集为或;
当时,解集为或.
【题型3 解分式、高次、绝对值不等式】
【例3】(25-26高一上·安徽蚌埠·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】将分式不等式转化为整式不等式,进而求解即可.
【解答过程】因为,所以,
解得.
故选:A.
【变式3-1】(25-26高一上·湖南衡阳·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】将分式不等式化为一元二次不等式求解即可.
【解答过程】由,得,即,也即.
所以,解得,
所以该不等式的解集为.
故选:C.
【变式3-2】(25-26高一上·黑龙江大庆·期中)求下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)或
(2)
(3)
【解题思路】(1)根据一元二次方程的解法即得;
(2)去绝对值符号,求解不等式即可;
(3)将分式不等式化为不等式组,求解即可.
【解答过程】(1)因为方程的,
所以该方程有两个不相等的实数根,解得,.
不等式的解集为或.
(2)原不等式可化为,即,解得.
所以原不等式的解集为.
(3)可化为,即,
可等价为①或②,解①得,解②得不等式组无解.
综上,.
所以原不等式的解集为.
【变式3-3】(25-26高一上·安徽六安·期中)求解下列不等式的解集:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)先化简转化为,再解一元二次不等式即可;
(2)结合绝对值意义解不等式;
(3)先化简得出,再结合一元二次不等式解法计算可求.
【解答过程】(1)由可得,解得,
故原不等式的解集为.
(2)由可得,即,解得,
故原不等式的解集为.
(3)由可得,等价于,
解得,故原不等式的解集为.
【题型4 由一元二次不等式的解确定参数】
【例4】(25-26高一上·河北·期末)已知,关于的不等式的解集为,则( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】B
【解题思路】依题意可得关于的方程的根为和,利用韦达定理求出、的值,即可得解.
【解答过程】因为关于的不等式的解集为,
所以关于的方程的根为和,
所以,解得,
所以.
故选:B.
【变式4-1】(25-26高一上·云南曲靖·期末)若关于的不等式的解集中恰有2个整数,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】分类讨论求出含参一元二次不等式的解集,然后根据题意得到不等式组,进而可以求出结果.
【解答过程】.
若,则原不等式的解集为,则,得;
若,则原不等式的解集为空集,不符合题意;
若,则原不等式的解集为,则,得.
综上所述,的取值范围为.
故选:D.
【变式4-2】(25-26高一上·陕西渭南·期末)已知关于的不等式的解集为.则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由一元二次不等式的解集求出参数值,再解不含参的一元二次不等式求解集即可.
【解答过程】由题设1、2是的两个根,且,所以,
所以,可得或,
所以不等式的解集为.
故选:A.
【变式4-3】(2026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.
【题型5 一元二次不等式恒成立问题】
【例5】(25-26高一上·湖北恩施·期末)若不等式对一切实数都成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】利用分类讨论,利用二次不等式恒成立求参数范围.
【解答过程】当时,不等式恒成立,
当时,要使得不等式对一切实数都成立,
则,解得:,
综上可得:的取值范围为,
故选:D.
【变式5-1】(25-26高一上·江苏南通·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5-2】(25-26高一上·辽宁大连·期中)已知定义在上的函数(其中).
(1)若关于的不等式的解集为,求实数的值;
(2)若不等式对任意恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)先因式分解得到,再根据关于的不等式的解集为,由求解.
(2)将不等式对任意恒成立,根据,转化为求解.
【解答过程】(1),
因为关于的不等式的解集为,
所以,
解得
(2)因为不等式对任意恒成立,
所以对任意恒成立,
因为,
所以
所以,对任意恒成立,
而,当且仅当 ,即 时,取等号,
所以 ,
所以的取值范围.
【变式5-3】(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)
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,无解;
当时,解集为;
(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6 一元二次不等式有解问题】
【例6】(25-26高一上·湖北孝感·期中)当时,关于的不等式有解,则实数的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据题意参变分离得,再根据对勾函数求最值即可.
【解答过程】由时,有解,
所以,
又在上单调递减,在上单调递增,
且时,,时,
所以.
故选:C.
【变式6-1】(25-26高一上·福建莆田·阶段检测)若,使得成立,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】分析可知原题意等价于,使得成立,令,利用基本不等式结合存在性问题分析求解.
【解答过程】因为,即,
又因为,则,可得,
原题意等价于,使得成立,
令,则,
可得,
当且仅当,即时,等号成立,
可得,所以实数的范围是.
故选:B.
【变式6-2】(25-26高一上·海南·阶段检测)已知函数.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若,关于的不等式有实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解题思路】(1)不等式化为,讨论和,从而求出不等式的解集;
(2)不等式化为,讨论和,从而求出的取值范围即可.
【解答过程】(1)不等式即为,可化为,
由,得;
若,则不等式为,解得;
若,则,解不等式得或;
若,则,解不等式得或;
综上,时,不等式的解集为;
时,不等式的解集为或;
时,不等式的解集为或.
(2)不等式可化为;
时,不等式为,不成立;
时,不等式必有实数解;
时,应满足,解得或,即;
综上,实数的取值范围是.
【变式6-3】(25-26高一上·广西南宁·阶段检测)已知函数.
(1)当时,解关于的不等式;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
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)
【解题思路】(1)先把二次不等式化为,再分类讨论解不等式即可;
(2)参变分离,把能成立问题转化为的最大值问题,换元后利用基本不等式求解即可.
【解答过程】(1),
化简得,即,
若,即,上式可化为:,即,解得;
若,即,上式可化为:,解得;
若,即,上式可化为:,
, , ,
或,
综上,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)不等式,即,
,
恒成立, ,
问题转化为:存在,使得成立, ,
设,令,则,
(当且仅当,即时取等号),
,当且仅当时取等号,
综上,的取值范围为.
【题型7 一元二次不等式的实际应用】
【例7】(25-26高一上·河南驻马店·阶段检测)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2盏,现决定提价销售,为了使这批台灯每天获得400元以上(不含400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】根据题意得出,然后通过计算以及即可得出结果.
【解答过程】设这批台灯的销售单价为x元,由题意得,,
即,解得,又因为,所以,
这批台灯的销售单价的取值范围是.
故选:C.
【变式7-1】(25-26高一上·山西大同·期中)某企业生产智能台灯,总生产成本(单位:万元)与生产数量(单位:千台)的关系为:.企业希望总成本不超过5000万元,则生产数量的取值范围可以是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据题意得到一元二次不等式,解出即可.
【解答过程】由题意得,结合,
解得,
因为,所以生产数量的取值范围为,
同时可入验证当时,此时,则BCD均错误.
故选:A.
【变式7-2】(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)某网店销售一批新款削笔器,每个削笔器的最低售价为15元.若按最低售价销售,每天能卖出30个,若一个削笔器的售价每提高1元,日销售量将减少2个.为了使这批削笔器每天获得400元以上的销售收入,这批削笔器的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】设这批削笔器的销售价格定为元/个,利用题意列不等式,结合定义域解不等式即可求解.
【解答过程】设这批削笔器的销售价格定为元/个,
由题意得,即,
∵方程的两个实数根为,,
解集为,又,,
故应将这批削笔器的销售价格制定在每个15元到20元之间(包括15元但不包括20元),
才能使这批削笔器每天获得400元以上的销售收入.
故选:B.
【变式7-3】(25-26高一上·江苏镇江·期中)汽车在行驶中,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析事故产生原因的一个重要因素.在一个限速为80km/h的桥梁上,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小于,乙车的刹车距离略超过.又知甲、乙两种车型的刹车距离(单位:)与车速(单位:)之间分别有如下关系:.则( )
A.甲、乙两车均超过规定限速
B.甲车未超过规定限速,乙车超过规定限速
C.甲车超过规定限速,乙车未超过规定限速
D.甲、乙两车均未超过规定限速
【答案】B
【解题思路】本题考查根据二次不等式求解实际问题中的车速范围,进而判断车辆是否超速,解题思路是分别根据甲、乙两车的刹车距离与车速的关系列出不等式,求解不等式得到车速范围,再与限速比较.
【解答过程】因为甲车的刹车距离小于且,所以,得到;
因为乙车的刹车距离略超过且,所以,得到;
所以甲车未超过规定限速,乙车超过规定限速.
故选:B.
考点2
三个“二次”的关系
知识点4 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
{x|x<x1或x>x2}
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8 一元二次方程根的分布问题】
【例8】(25-26高一上·安徽合肥·期中)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
【解题思路】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.
【解答过程】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.
【变式8-1】(25-26高一上·山东威海·期中)已知方程的两根都在区间内,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据给定条件,利用一元二次方程实根分布列出不等式组求解即得.
【解答过程】令,设的两根为,
由都在区间内,得,解得,
所以m的取值范围为.
故选:D.
【变式8-2】(25-26高一上·北京延庆·期中)若关于的方程有一个正根和一个负根,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据给定条件,借助韦达定理列出不等式求解即得.
【解答过程】由关于的方程有一个正根和一个负根,得该方程为一元二次方程,
因此,解得,所以实数的取值范围是.
故选:B.
【变式8-3】(25-26高一上·陕西·阶段检测)关于的方程有两个不相等的实数根,若,则实数的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
【答案】B
【解题思路】按照、和分类讨论,按照二次方程根的分布列不等式组求解即可.
【解答过程】当时,方程只有一个根,显然不符合题意;
当时,则,解得;
当时,则,解得,
故或.
故选:B.
【题型9 二次函数的图象分析与判断】
【例9】(25-26高一上·江苏常州·阶段检测)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9-1】(25-26高一上·湖南株洲·阶段检测)不等式的解集为,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据不等式的解集得到,为的两个根,由韦达定理得到,从而根据二次函数的对称轴,开口方向及与轴交点纵坐标的正负得到答案.
【解答过程】由题意得,为的两个根,
故,即,
开口向下,AC选项错误,
对称轴为,D选项错误.
所以B选项正确.
故选:B.
【变式9-2】(25-26高一上·陕西西安·开学考试)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.①② B.①③④ C.①②④ D.①②③④
【答案】D
【解题思路】根据图象结合一元二次函数的性质逐项判断即可.
【解答过程】由图象可知二次函数图象开口向下,则,
图象与轴交点为,所以,
顶点在第一象限,对称轴,又,所以,
所以,①说法正确;
因为图象经过、两个点,所以,解得,
因为,,所以,②说法正确;
由得,即,③说法正确;
因为图象顶点在第一象限,且经过,
由二次函数的对称性可知与轴另一个交点的横坐标在上,
所以当时,,
又,,,所以,即,④说法正确;
综上①②③④正确;
故选:D.
【变式9-3】(25-26高一上·湖南常德·期中)已知二次函数(为常数,且)的部分图像如图所示,则( )
A. B.
C. D.不等式的解集为
【答案】D
【解题思路】根据函数的图像,结合函数性质和韦达定理得出的符号及相互关系,再利用的符号及相互关系逐一分析判断各选项.
【解答过程】由函数图像可知二次函数开口向上,对称轴为正值,函数的两个零点为和2,
,
选项A:,,又,,故A错误;
选项B:,,故B错误;
选项C:,,故C错误;
选项D:,
,
,原不等式等价于,解得,
不等式的解集为,故D正确.
故选:D.
【题型10 二次函数的单调性问题】
【例10】(25-26高一上·天津西青·期末)已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】分析二次函数的开口方向和对称轴,确定函数的单调区间,结合条件列不等式即可求出的取值范围.
【解答过程】函数的对称轴是,开口方向向上,
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为,
因为函数在区间上单调递减,
所以,解得,
所以实数的取值范围是,
故选:D.
【变式10-1】(25-26高三上·山东·阶段检测)已知二次函数的图象经过坐标原点,则函数的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】先求出,然后再根据二次函数的性质求出单调增区间.
【解答过程】因为函数经过原点,所以,即,
所以,图象开口向下,对称轴为,
所以函数的单调增区间为.
故选:B.
【变式10-2】(25-26高一上·浙江湖州·期末)“函数在上单调递增”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】A
【解题思路】根据二次函数的性质,可得m的范围,根据充分、必要条件的定义,即可得答案.
【解答过程】函数为开口向上,对称轴为的抛物线,
由在上单调递增,可得,
所以“函数在上单调递增”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式10-3】(25-26高一上·重庆·期末)函数在区间上是增函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据给定条件,按是否为0分类,利用二次函数单调性列式求解.
【解答过程】当时,在上单调递增,符合题意,则;
当时,由函数在上是增函数,得且,解得,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
【题型11 三个“二次”关系的应用】
【例11】(25-26高一上·浙江金华·阶段检测)已知不等式的解集是,则对函数,下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】利用二次不等式的解集,求得a,b,c的关系,由此判断二次函数的图像与性质,从而判断出的大小关系.
【解答过程】由于二次不等式的解集为,
所以,是方程的两个实数根,即
即.
则,,其图像开口向上,且对称轴为 ,
所以
故选:A.
【变式11-1】(25-26高一上·山西·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.
【变式11-2】(25-26高一下·云南·阶段检测)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11-3】(25-26高一上·北京·期中)函数.
(1)若,求的解集;
(2)当恒成立时,求的取值范围;
(3)若方程有两个实数根,且,求的取值范围
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解题思路】(1)把代入,结合二次不等式的求解方法可得答案;
(2)讨论二次型函数的系数,结合判别式可得答案;
(3)利用韦达定理及限制条件可得答案.
【解答过程】(1)当时,原不等式等价于,解得,所以的解集为.
(2)当时,恒成立;
当时,恒成立,则有,解得,
当时,显然不恒成立.
综上,的取值范围是.
(3)有两个实数根,所以,,解得或,,
因为,所以,
解得或,
综上可得或.
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