内容正文:
第3章
不等式
第1讲 描述运动的基本概念
专题专项练
思想方法练3
第1讲 描述运动的基本概念
一、分类讨论思想在解不等式中的应用
1.[2026江苏淮安涟水第一中学月考]已知关于x的不等式x2-(1+3a)x+3a<0的解集中不含有整数,则实数a
的取值范围为 ( )
A.(0,1) B. ∪
C. D.[0,1]
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由x2-(1+3a)x+3a<0得(x-1)(x-3a)<0.
(不等式对应方程的根的大小情况不确定,所以要对两根的情况进行讨论)
若1<3a,即a> ,则解不等式得1<x<3a,所以3a≤2,解得a≤ ,所以 <a≤ .
若1=3a,即a= ,则不等式的解集为⌀,此时解集中不含整数,满足题意.
若1>3a,即a< ,则解不等式得3a<x<1,所以3a≥0,解得a≥0,所以0≤a< .
综上,实数a的取值范围为 .
第1讲 描述运动的基本概念
2.设函数y=mx2-mx-1.
(1)若对于一切实数x,y<0恒成立,求m的取值范围;
(2)解不等式:y<(m+1)x-3.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)(二次项系数含有参数,要分二次项系数为0与不为0两种情况讨论)
当m=0时,y=-1<0恒成立,满足题意;
当m≠0时,由题意得
解得-4<m<0.
综上所述,m的取值范围是{m|-4<m≤0}.
(2)不等式y<(m+1)x-3,即mx2-mx-1-(m+1)x+3<0,即(mx-1)(x-2)<0.
(解二次项系数含有参数的不等式时,首先要对二次项系数为正、为负、为0进行分类讨论)
当m=0时,原不等式为x-2>0,解得x>2.
当m<0时, <2,原不等式可化为 (x-2)>0,解得x< 或x>2.
第1讲 描述运动的基本概念
当m>0时,原不等式可化为 (x-2)<0,
与2都是正数,要对它们的大小进行分类讨论
若m= ,则 =2,原不等式为(x-2)2<0,无解;
若0<m< ,则 >2,解原不等式得2<x< ;
若m> ,则0< <2,解原不等式得 <x<2.
综上所述,当m<0时,原不等式的解集为 ;当m=0时,原不等式的解集为{x|x>2};当0<m<
时,原不等式的解集为 x 2<x< ;当m= 时,原不等式的解集为⌀;当m> 时,原不等式的解集为
.
第1讲 描述运动的基本概念
思想方法 在本章中,分类讨论思想主要应用于解含参数的不等式,有以下几种情况:
(1)二次项系数含参数且没有给出具体范围时,要分二次项系数大于0,等于0,小于0三种情况讨论;
(2)对应方程的根无法判断大小时,要分类讨论;
(3)若判别式含参数,则在确定解的情况时需分Δ>0,Δ=0,Δ<0三种情况进行讨论.
第1讲 描述运动的基本概念
二、数形结合思想在三个“二次”问题中的应用
3.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点(x1,0)与(x2,0),其中x1<x2,方程ax2+bx+c+a=0的两根
为m,n(m<n),则 ( )
A.m<n<x1<x2 B.x1<x2<m<n
C.x1<m<n<x2 D.m<x1<x2<n
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 方程ax2+bx+c+a=0的两根为m,n,即ax2+bx+c=-a的两根为m,n,且m<n.
(可转化为y=ax2+bx+c的图象与直线y=-a的交点的横坐标为m,n,且m<n)
当a>0时,如图1,则x1<m<n<x2;
当a<0时,如图2,则x1<m<n<x2.
综上,x1<m<n<x2.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2025安徽黄山屯溪第一中学期中]若对任意的实数b,关于x的方程ax2+b(x+1)-2=x均有两个实数根,则
实数a的取值范围是( )
A.0<a≤2 B.0<a≤1
C.-1≤a<0 D.-1≤a≤1且a≠0
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由ax2+b(x+1)-2=x,得ax2+(b-1)x+b-2=0.
因为对任意的实数b,方程ax2+(b-1)x+b-2=0均有两个实数根,
所以
即 对任意的实数b恒成立,
所以
即 解得0<a≤1.
第1讲 描述运动的基本概念
5.若关于x的不等式mx2-mx-1<0对x∈{x|1≤x≤3}恒成立,则实数m的取值范围为___________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (结合二次函数的图象分类讨论不等式恒成立的条件)
①当m=0时,mx2-mx-1=-1<0,显然恒成立;
②当m>0时,函数y=mx2-mx-1的图象开口向上,且对称轴为直线x= ,如图1,
若x∈{x|1≤x≤3}时不等式恒成立,则需满足 解得m< ,此时0<m< ;
③当m<0时,函数y=mx2-mx-1的图象开口向下,且对称轴为直线x= ,如图2,
第1讲 描述运动的基本概念
若x∈{x|1≤x≤3}时不等式恒成立,则需x=1时的函数值为负,m<0符合题意.
综上,实数m的取值范围是 .
第1讲 描述运动的基本概念
6.已知关于x的方程x2-2x+a=0,当a为何值时:
(1)方程的一个根大于1,另一个根小于1?
(2)方程的一个根大于-1且小于1,另一个根大于2且小于3?
(3)方程的两个根都大于0?
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)(一元二次方程在某区间内仅有一根,根据根的分布画出函数图象,结合图象确定区间端点函
数值的符号)
由方程的一个根大于1,另一个根小于1,结合二次函数y=x2-2x+a的图象(如图1)知,当x=1时,函数值小于0,
即1-2+a<0,解得a<1.因此a的取值范围是{a|a<1}.
(2)由方程的一个根大于-1且小于1,另一个根大于2且小于3,结合二次函数y=x2-2x+a的图象(如图2)知,x
取-1,3时函数值为正,x取1,2时函数值为负,
第1讲 描述运动的基本概念
即 解得-3<a<0.
因此a的取值范围是{a|-3<a<0}.
(3)(一元二次方程在某区间内有两根,根据根的分布画出函数图象,结合图象确定:①区间端点函数值的
符号;②判别式的符号;③对称轴的位置与所给区间的关系)
由方程的两个根都大于0,结合二次函数y=x2-2x+a的图象(如图3)知,判别式不小于0,图象的对称轴在y轴
第1讲 描述运动的基本概念
右侧,且当x=0时,函数值为正,即 解得0<a≤1.
因此a的取值范围是{a|0<a≤1}.
思想方法 数形结合思想在本章中主要体现在三个“二次”的应用中,在解题时要充分利用二次函数
的图象研究一元二次不等式的解集与一元二次方程的根.
第1讲 描述运动的基本概念
三、转化与化归思想在解不等式中的应用
7.[2026江苏苏州吴县中学月考]若命题“∃x∈[1,3],使不等式x2-ax+4<0成立”是假命题,则实数a的取
值范围是__________.
(-∞,4]
解析 由题意得“对任意的x∈[1,3],不等式x2-ax+4≥0恒成立”是真命题.
因为x∈[1,3],
所以由x2-ax+4≥0得a≤x+ .(分离参数,转化不等式)
所以a≤ ,1≤x≤3.
(进一步将不等式恒成立问题转化为求函数的最小值问题)
又x+ ≥2 =4,当且仅当x= ,即x=2时取等号,所以a≤4,
故实数a的取值范围是(-∞,4].
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2025江苏无锡南菁高级中学调研]已知正数x,y满足2x+y-xy=0,若x(y+2)-4 >m2+5m恒成立,则实数m
的取值范围为__________.
(-6,1)
解析 (将不等式恒成立问题转化为与最值有关的问题)
x(y+2)-4 >m2+5m恒成立,即[x(y+2)-4 ] min>m2+5m.
由2x+y-xy=0得x= .
∵x>0,y>0,∴y-2>0,
∴x(y+2)= (y+2)= =y-2+ +6≥4 +6,当且仅当y-2= ,即y=2 +2时取
“=”,
∴x(y+2)-4 ≥6,∴6>m2+5m,即m2+5m-6=(m+6)(m-1)<0,解得-6<m<1,
∴实数m的取值范围为(-6,1).
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026江苏宿迁一高月考]已知关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集为(-1,2),则关于x的不等式(c-a)x2+(b
-a)x+a<0的解集为_________________; 的最小值为________.
4 -7
(-∞,-1)∪
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (将不等式的解集的端点转化为对应一元二次方程的根)
由题意得a>0,且-1和2是方程ax2+bx+c=0的两个实数根,
所以- =-1+2=1, =-1×2=-2,
所以b=-a,c=-2a,
所以不等式(c-a)x2+(b-a)x+a<0可化为3x2+2x-1>0,解得x> 或x<-1,
所以不等式(c-a)x2+(b-a)x+a<0的解集为(-∞,-1)∪ .
利用b,c与a的关系,将 转化为关于a的式子,进而求出其取值范围
= = = =4(a+1)+ -7.
因为a>0,所以a+1>1,所以4(a+1)+ -7≥2 -7=4 -7,
第1讲 描述运动的基本概念
当且仅当4(a+1)= ,即a= -1时,等号成立,
所以 的最小值为4 -7.
思想方法 转化与化归思想在本章中的应用主要体现在不等式恒(能)成立问题与最值之间的转化,一
元二次不等式与二次方程、二次函数之间的转化,多元变量与一元变量之间的转化等.
第1讲 描述运动的基本概念
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