第05讲 二次函数、方程与不等式 讲义-2026-2027学年高一上学期数学人教A版必修第一册
2026-08-10
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精品
摘要:
本讲义聚焦二次函数、方程与不等式核心知识,系统梳理三者关系,通过判别式、图像与解集对应构建基础,结合二次三式联动及恒成立问题,形成从概念到7大应用题型的完整学习支架。
资料以7易错辨析精准突破认知误区,7典例精讲融合数形结合培养数学眼光,标准化解题步骤强化数学思维,助力教师课中系统授课,学生课后通过分层练习查漏补缺,提升逻辑推理与问题解决能力。
内容正文:
第05讲 二次函数、方程与不等式
(核心知识+7易错辨析+7典例精讲+课后作业)
【题型一】一元二次不等式求解
【题型五】一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【题型二】由一元二次不等式的解确定参数
【题型六】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【题型三】一元二次方程根的分布问题
【题型七】一元二次不等式在某区间上有解问题
【题型四】一元二次不等式与二次函数、一元二次方程的关系
【知识点01】二次函数与一元二次方程,不等式的解的对应关系
方程的判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数的图象
方程的根
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
不等式的解集
{x|x<x1或x>x2}
R
【知识点02】二次三式联动关系
1. 一元二次方程的根 二次函数图像与轴交点横坐标;
2. 二次不等式大于0解集 函数图像在轴上方的范围;
3. 二次不等式小于0解集 函数图像在轴下方的范围。
【知识点03】全域恒成立
1. 在上恒成立
2. 在上恒成立
注意:含参数题型需额外讨论的一次函数情况。
易错点1:含参式子默认二次型,遗漏分类讨论
错误认知:只要含项就是二次函数、二次不等式。
正确结论:参数未知时,必须分(一次型)和(二次型)讨论,绝大多数漏解失分源于此。
易错点2:负系数不等式求解不变号
错误认知:直接套用开口向上的解集规律求解的不等式。
正确结论:二次项系数为负,必须先化正、翻转不等号,再结合图像判断区间。
易错点3:滥用韦达定理,忽略判别式前提
错误认知:任意二次方程均可使用根与系数关系。
正确结论:韦达定理仅在、方程有实数根时成立,无实根不可使用。
易错点4:重根、无根解集混淆
错误认知:时,解集为全体实数。
正确结论:重根处函数值为0,大于0解集需剔除重根;时,开口向上恒正、开口向下恒负。
易错点5:恒成立只判判别式,忽略开口方向
错误认知:式子恒大于0只需。
正确结论:恒成立需要开口方向+判别式双重条件,缺一不可。
易错点6:区间开闭符号混乱
错误认知:不等式解集统一写开区间。
正确结论:含等号取闭区间,不含等号取开区间。
易错点7:二次函数单调性记忆错误
错误认知:开口向上全程递增,开口向下全程递减。
正确结论:单调性以对称轴为分界,左右区间单调性相反。
【题型一】一元二次不等式求解
【典例1-1】(25-26高一下·河南·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【典例1-2】(25-26高一上·浙江台州·阶段检测)已知关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为______.
【典例1-3】(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)(1)求不等式的解集;
(2)解关于的不等式:.
【变式1-1】(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1-2】(25-26高一上·海南儋州·期中)不等式的解集为______.
【变式1-3】(25-26高一下·山东潍坊·期中)设函数.
(1)若,解关于x的不等式;
(2)求不等式的解集
【题型二】由一元二次不等式的解确定参数
【典例2-1】(2026高一·全国·专题练习)不等式的解集为,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(25-26高一上·云南楚雄·期末)已知,关于x的不等式的解集恰为,则a=______,b=______.
【变式2-2】(多选)(25-26高一上·云南曲靖·期中)若关于x的不等式在区间上恰有1个整数解,则m可取( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)已知函数
(1)求不等式的解集;
(2)若不等式的解集中恰有三个整数解,求实数的取值范围.
【题型三】一元二次方程根的分布问题
【典例3-1】(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3-1】(25-26高一上·上海宝山·期中)若方程有两个正根,则实数的取值范围是__________.
【变式3-2】若关于x的不等式的解集中恰有两个整数,则a的值可能为( )
A.0 B. C.1 D.
【变式3-3】(25-26高一上·江苏苏州·期中)已知函数.
(1)若关于的方程一个根大于0,一个根小于0,求实数的取值范围;
(2)若关于的方程有两个大于的不等实根,求实数的取值范围.
【题型四】一元二次不等式与二次函数、一元二次方程的关系
【典例4-1】(25-26高一上·山东德州·阶段检测)若关于的方程组有唯一的一组解,则实数的值是( )
A. B. C. D.1
【变式4-1】(多选)(25-26高一上·河北唐山·期中)关于的一元二次不等式的解集为或,则( )
A.且
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【变式4-2】已知不等式的解集是,求a,c的值.
【变式4-3】已知,设集合,若,求的取值范围.
【题型五】一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【典例5-1】(25-26高一上·湖南长沙·期末)关于的不等式对恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(25-26高一上·云南大理·阶段检测)已知关于的不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围是________.
【变式5-2】(多选)(25-26高一上·山东临沂·期中)“关于x的不等式对恒成立”的充分不必要条件有( )
A. B.
C. D.
【变式5-3】(25-26高一上·湖南株洲·期中)已知函数.
(1)若,求不等式的解集
(2)若关于的不等式对一切恒成立,求实数的取值范围.
【题型六】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【典例6-1】(25-26高一上·湖北随州·期中)若不等式 对任意恒成立,则x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知函数,若不等式在上恒成立,则满足条件的一组的值为___________.(写出一组即可)
【变式6-2】(多选)(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)若对于任意,不等式恒成立,则实数的值可能是()
A.2 B.4 C. D.5
【变式6-3】(25-26高一上·福建福州·期中)已知,.
(1)若,求不等式的解集;
(2),恒成立,求实数的取值范围.
【题型七】一元二次不等式在某区间上有解问题
【典例7-1】(25-26高一上·吉林·期中)若关于的不等式在区间上有解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)当时,关于x的不等式有解的充要条件是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(24-25高一上·广东肇庆·期中)若关于的不等式在上有解,则实数的取值范围为_______.
【变式7-3】已知函数.
(1)若的解集是或,求实数的值;
(2)当时,若时函数有解,求的取值范围.
1. 核心体系逻辑
本讲围绕「二次方程、二次函数、二次不等式」三位一体展开,方程求根、函数看图、不等式求区间,数形结合是贯穿所有题型的核心解题思想。
2. 标准化解题步骤
二次不等式求解:化正系数 → 算判别式 → 求方程根 → 图像定区间;含参数问题必先分类讨论,杜绝默认二次型。
3. 必背核心公式
判别式:
韦达定理:
对称轴公式:
4. 高频解题口诀
开口向上两边大、中间小;开口向下两边小、中间大;恒成立看开口、判式;含参题型先判零。
5. 考场失分避雷指南
不遗漏参数讨论、不负数系数不变号、不无条件用韦达、不写错区间开闭、不混淆单调区间边界,依托图像解题可规避绝大多数错误。
一、单选题
1.(25-26高一下·贵州六盘水·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
2.(25-26高一下·云南昆明·期中)已知的解集为,则的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C.或 D.或
3.(25-26高一上·浙江杭州·期中)已知关于x的不等式恰有一个整数解,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.或
二、多选题
4.(25-26高一上·江西·期中)若不等式对任意恒成立,则的值可能是( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一上·浙江杭州·期中)关于的不等式的解集有下列说法,其中正确的是( )
A.不等式的解集可以是
B.不等式的解集可以是
C.不等式的解集可以是
D.不等式的解集可以是
三、填空题
6.(24-25高一上·福建宁德·阶段检测)若不等式解集为,则不等式的解集为______.
7.(25-26高一下·云南文山·期末)对任意满足的正实数,一元二次不等式在上恒成立,则实数的取值范围为___________.
四、解答题
8.(25-26高一上·山东滨州·期末)已知二次函数.
(1)若不等式的解集为,求a和b的值;
(2)若且,解关于x的不等式.
9.(25-26高一上·四川成都·期中)已知函数.
(1)若的解集为,求不等式的解集;
(2)若且在上恒成立,求实数的取值范围.
10.(25-26高一上·天津南开·阶段检测)设二次函数.
(1)若关于的方程有两个不相等的实数根,且两根都大于等于且小于等于2,求实数的取值范围;
(2)若关于的方程有一个根小于1,另一个根大于1且小于2,求实数的取值范围.
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第05讲 二次函数、方程与不等式
(核心知识+7易错辨析+7典例精讲+课后作业)
【题型一】一元二次不等式求解
【题型五】一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【题型二】由一元二次不等式的解确定参数
【题型六】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【题型三】一元二次方程根的分布问题
【题型七】一元二次不等式在某区间上有解问题
【题型四】一元二次不等式与二次函数、一元二次方程的关系
【知识点01】二次函数与一元二次方程,不等式的解的对应关系
方程的判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数的图象
方程的根
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
不等式的解集
{x|x<x1或x>x2}
R
【知识点02】二次三式联动关系
1. 一元二次方程的根 二次函数图像与轴交点横坐标;
2. 二次不等式大于0解集 函数图像在轴上方的范围;
3. 二次不等式小于0解集 函数图像在轴下方的范围。
【知识点03】全域恒成立
1. 在上恒成立
2. 在上恒成立
注意:含参数题型需额外讨论的一次函数情况。
易错点1:含参式子默认二次型,遗漏分类讨论
错误认知:只要含项就是二次函数、二次不等式。
正确结论:参数未知时,必须分(一次型)和(二次型)讨论,绝大多数漏解失分源于此。
易错点2:负系数不等式求解不变号
错误认知:直接套用开口向上的解集规律求解的不等式。
正确结论:二次项系数为负,必须先化正、翻转不等号,再结合图像判断区间。
易错点3:滥用韦达定理,忽略判别式前提
错误认知:任意二次方程均可使用根与系数关系。
正确结论:韦达定理仅在、方程有实数根时成立,无实根不可使用。
易错点4:重根、无根解集混淆
错误认知:时,解集为全体实数。
正确结论:重根处函数值为0,大于0解集需剔除重根;时,开口向上恒正、开口向下恒负。
易错点5:恒成立只判判别式,忽略开口方向
错误认知:式子恒大于0只需。
正确结论:恒成立需要开口方向+判别式双重条件,缺一不可。
易错点6:区间开闭符号混乱
错误认知:不等式解集统一写开区间。
正确结论:含等号取闭区间,不含等号取开区间。
易错点7:二次函数单调性记忆错误
错误认知:开口向上全程递增,开口向下全程递减。
正确结论:单调性以对称轴为分界,左右区间单调性相反。
【题型一】一元二次不等式求解
【典例1-1】(25-26高一下·河南·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为,整理可得,解得或,
所以不等式的解集为.
【典例1-2】(25-26高一上·浙江台州·阶段检测)已知关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为______.
【答案】
【分析】根据一次不等式的解集,判断参数的正负和关系,进而判断一元二次函数的零点,求出一元二次不等式的解集.
【详解】由不等式的解集为,可知且,
可知的零点为或,且图像开口向下,
所以的解集为,即.
故答案为:.
【典例1-3】(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)(1)求不等式的解集;
(2)解关于的不等式:.
【答案】(1);(2)答案见解析
【分析】(1)将不等式二次项系数化正后直接求解即可;
(2)因式分解,结合分类讨论,根据一元二次不等式的解的性质即可求解.
【详解】(1)因,
故原不等式的解集为.
(2)由不等式,得,
又因为,所以原不等式等价于,
当时,,此时不等式无解;
当时,,解得;
当时,,解得;
综上:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
【变式1-1】(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
【分析】对进行分类讨论即可求解
【详解】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1-2】(25-26高一上·海南儋州·期中)不等式的解集为______.
【答案】或
【分析】直接利用一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】因为即,所以或,
所以不等式的解集为或.
故答案为:或
【变式1-3】(25-26高一下·山东潍坊·期中)设函数.
(1)若,解关于x的不等式;
(2)求不等式的解集
【答案】(1)
(2)当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为
【分析】(1)把函数解析式代入不等式,原不等式转化为,由,得到不等式解集为;
(2)分=0, 0,0,三种情况去讨论. 其中,对于0,再对2个根进行大小比较讨论.
【详解】(1)当时,函数化简为,代入不等式,
得,得,得原不等式转化为,
由分母不为0,得,所以得,
所以,所以,
得不等式解集为;
(2),
当=0,即时,,则的解集为,
当0,方程的两个根为
当0,即时,二次项系数,抛物线开口向上,且,
不等式的解集为.
当0,即,
当时,,不等式化为,
解集为,
当时,二次项系数,抛物线开口向下,且
不等式的解集为,
当时,二次项系数,抛物线开口向下,且
不等式的解集为,
综上所述,当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为
【题型二】由一元二次不等式的解确定参数
【典例2-1】(2026高一·全国·专题练习)不等式的解集为,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】关于x的不等式的解集为,
当时,即a=2时,不等式即,显然不成立,满足条件;
当时,应满足且,解得.
综上知,实数a的取值范围是.
【变式2-1】(25-26高一上·云南楚雄·期末)已知,关于x的不等式的解集恰为,则a=______,b=______.
【答案】 0 2
【分析】根据一元二次不等式解集与一元二次方程根的关系求解即可.
【详解】,一元二次函数图象的对称轴为直线.
若,则,当时,解得,当时,无解,不符合题意.
若,的解集恰为,
即的解集恰为,
所以,解得,.
若,不等式的解集不可能是.
综上,,.
故答案为:0;2
【变式2-2】(多选)(25-26高一上·云南曲靖·期中)若关于x的不等式在区间上恰有1个整数解,则m可取( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】首先求解不等式,再根据题意,结合端点值列不等式,即可求解.
【详解】,对应方程的根分别为和,
当,即时,不等式的解集为,
由题意可知,得,
当时,即,不等式的解集为 ,在区间上不存在整数解,故不成立,
综上可知,满足条件的的取值范围是,
选项中满足条件的是和.
故选:BC
【变式2-3】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)已知函数
(1)求不等式的解集;
(2)若不等式的解集中恰有三个整数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)分五类进行讨论;
(2)根据第(1)的结论列出不等式即可得出答案.
【详解】(1)当时,,
此时方程的两根为,
不等式的解集为或;
当时,不等式变为,此时不等式的解集为;
当时,,则恒成立,
所以不等式的解集为;
当时, ,不等式即为,
所以不等式的解集为;
当时,,
此时方程的两根为,
不等式的解集为;
综上所述,当时, 不等式的解集为或,
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.
(2)由(1)可知,当时,不等式含有无穷多个整数解,不满足题意;
当时,解集为,不等式的解集为,不满足题意;
当时, 不等式的解集只含一个整数解,不满足题意;
当时,函数,故抛物线的对称轴为且开口向上,
要想不等式的解集中恰有三个整数解,这三个整数解只能是,并且和不是不等式的解,
所以有,解得,
因此,实数的取值范围是.
【题型三】一元二次方程根的分布问题
【典例3-1】(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
【分析】根据给定条件,借助韦达定理列出不等式求解即得.
【详解】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3-1】(25-26高一上·上海宝山·期中)若方程有两个正根,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用一元二次方程实根分布列式求解.
【详解】由方程有两个正根,得,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
【变式3-2】若关于x的不等式的解集中恰有两个整数,则a的值可能为( )
A.0 B. C.1 D.
【答案】BC
【分析】原不等式可化为,根据一次函数和二次函数的图象可知和为原不等式的两个整数解,由此列不等式组求的范围即可.
【详解】可化为,
因为关于的不等式的解集中恰有两个整数,
由一次函数和二次函数的图象可知和为不等式的解集中的两个整数,
所以解得,
故选:BC
【变式3-3】(25-26高一上·江苏苏州·期中)已知函数.
(1)若关于的方程一个根大于0,一个根小于0,求实数的取值范围;
(2)若关于的方程有两个大于的不等实根,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意得函数图象与轴交点的纵坐标即可.
(2)直接根据二次函数根的分布进行求解即可.
【详解】(1)因为方程一个根大于0,一个根小于0,
所以,
所以,
故
(2)因为方程有两个大于的不等实根,
所以,
解得:.
【题型四】一元二次不等式与二次函数、一元二次方程的关系
【典例4-1】(25-26高一上·山东德州·阶段检测)若关于的方程组有唯一的一组解,则实数的值是( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】将方程组消去,得到关于的一元二次方程,根据解的个数有求参数值.
【详解】,消去,得,
因为方程组只有一组解,所以只有一个解,
所以,解得.
故选:C
【变式4-1】(多选)(25-26高一上·河北唐山·期中)关于的一元二次不等式的解集为或,则( )
A.且
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【答案】ACD
【分析】由题意可知,由韦达定理可得,由此即可判断出ABD选项,由二次函数 的性质可得,结合即可判断出C选项.
【详解】因为一元二次不等式的解集为或
所以,且一元二次方程的解,,
由韦达定理有,
所以且,A正确;
不等式等价于
解得或,B错误.
因为函数 ,二次函数开口向上,对称轴,
所以函数在上单调递增,且,
所以,即,C正确;
不等式等价于,
所以不等式的解集为,D正确.
故选:ACD.
【变式4-2】已知不等式的解集是,求a,c的值.
【答案】
【分析】由一元二次不等式的解与二次方程的根之间关系,由韦达定理即可求解.
【详解】由于不等式的解集是,所以和是的两个根,由韦达定理可得且,解得,
【变式4-3】已知,设集合,若,求的取值范围.
【答案】.
【分析】由题意可得不等式有解,分别讨论,,,,结合二次函数的性质即可求解.
【详解】因为,所以不等式有解;
即有解,
当时,不成立,所以不符合题意;
当时,,解集为,符合题意;
当即或时,有解,符合题意;
当时,若不等式有解,则,
解得:或,
综上所述:的取值范围为.
【题型五】一元二次不等式在实数集上恒成立问题
【典例5-1】(25-26高一上·湖南长沙·期末)关于的不等式对恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先分析不等式恒成立需满足的条件,再计算求解.
【详解】不等式对恒成立,需满足对应函数开口向上,且判别式小于零:
开口向上,满足条件;
,解得,
的取值范围是,故A正确.
故选:A.
【变式5-1】(25-26高一上·云南大理·阶段检测)已知关于的不等式对一切实数都成立,则实数的取值范围是________.
【答案】
【分析】对分两种情况讨论不等式的类型,然后利用二次函数根的判别式求解.
【详解】当时,不等式可化为对一切实数都成立,符合题意;
当时,因为不等式对一切实数都成立,
所以,解得,
综上所述:实数的取值范围是.
故答案为:.
【变式5-2】(多选)(25-26高一上·山东临沂·期中)“关于x的不等式对恒成立”的充分不必要条件有( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】先求出“关于x的不等式对恒成立”的的范围,分别讨论和两种情况,当时,对恒成立,则有,计算得到的范围,再由题目要求选出所求的集合的真子集即可.
【详解】,
当时,转化为,不等式对恒成立,
当时,对恒成立,
则有,解得,
综上可知,不等式对恒成立,的范围的集合为,
“关于x的不等式对恒成立”的充分不必要条件
须是集合的真子集,故选项A和C正确.
故选:AC.
【变式5-3】(25-26高一上·湖南株洲·期中)已知函数.
(1)若,求不等式的解集
(2)若关于的不等式对一切恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)把代入,求解一元二次不等式.
(2)利用一元二次型不等式恒成立,按分类讨论求解.
【详解】(1)当时,不等式,解得,
所以原不等式的解集为.
(2)不等式对一切恒成立,
当时,恒成立,因此;
当时,,解得,
所以实数的取值范围是.
【题型六】一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【典例6-1】(25-26高一上·湖北随州·期中)若不等式 对任意恒成立,则x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先不等式看成关于的不等式,再根据定义域,列式求解.
【详解】不等式整理为关于的一元一次不等式,恒成立,
,,得或,
所以的取值范围是.
故选:A
【变式6-1】(24-25高一上·贵州遵义·阶段检测)已知函数,若不等式在上恒成立,则满足条件的一组的值为___________.(写出一组即可)
【答案】(答案不唯一).
【分析】不妨设,根据一元二次不等式的求解方法,可知必须是的子集,据此写出一例即可.
【详解】因为该一元二次不等式有解,所以,不妨设,
的解集为,又在上恒成立,
则必须是的子集,所以且,
例如,.
故答案为:(答案不唯一).
【变式6-2】(多选)(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)若对于任意,不等式恒成立,则实数的值可能是()
A.2 B.4 C. D.5
【答案】BCD
【分析】根据一元二次不等式的解集与的关系即可求解.
【详解】由得,解得,
故不等式对于任意恒成立,
则且,进而得
故均符合,
故选:BCD
【变式6-3】(25-26高一上·福建福州·期中)已知,.
(1)若,求不等式的解集;
(2),恒成立,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)
【分析】(1)将不等式进行因式分解,分情况讨论可得不等式的解集;
(2)构造函数,分情况讨论二次函数的最值情况,即可解决不等式恒成立问题.
【详解】(1)由不等式,可得,即,
当时,
(i)当时,即,;
(ii)当时不等式的解集为,
(iii)当时,,,
综上可得:
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)化简得:
令,
当时,在不恒成立
当时,为二次函数,对称轴为,
(i)当时,二次函数开口向上,此时,则,解得:;
(ii)当时,二次函数开口向下
且,此时无解;
综上,得的取值范围为:.
【题型七】一元二次不等式在某区间上有解问题
【典例7-1】(25-26高一上·吉林·期中)若关于的不等式在区间上有解,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由给定不等式分离参数,利用基本不等式求出最小值,再利用存在性问题的解决方法求出范围.
【详解】当时,不等式,
由不等式在区间有解,得不等式在上有解.
而,当且仅当时取等号,
所以的最小值为,
所以a的取值范围是.
故选:B
【变式7-1】(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)当时,关于x的不等式有解的充要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】参变分离得到,换元,利用基本不等式求出,从而得到答案.
【详解】,,
关于x的不等式有解,故即可,
令,则,
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以,故充要条件为.
故选:B
【变式7-2】(24-25高一上·广东肇庆·期中)若关于的不等式在上有解,则实数的取值范围为_______.
【答案】
【分析】只需求函数在上的最大值,即可得答案.
【详解】由题意,在上有解,
∴在上有解,
即,其中,
在中,,
对称轴,
∵,二次函数开口向上,
∴函数在单调递减,在上单调递增,
∴函数在上取最大值,,
∴,
故答案为:.
【变式7-3】已知函数.
(1)若的解集是或,求实数的值;
(2)当时,若时函数有解,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据一元二次不等式的解以及根与系数关系求得的值;
(2)对进行分类讨论,根据一元二次不等式在区间上有解列不等式,求得的取值范围,进而求得的取值范围.
【详解】(1)依题意,的解集是或,
所以,解得.
(2)时,在有解,
即在有解,
因为的开口向上,对称轴,
①即,时,函数取得最小值,即,
∴.
②即时,当取得最小值,此时,
解得.
③当即时,当时取得最小值,此时,
解得,
综上,或.
所以的范围为.
1. 核心体系逻辑
本讲围绕「二次方程、二次函数、二次不等式」三位一体展开,方程求根、函数看图、不等式求区间,数形结合是贯穿所有题型的核心解题思想。
2. 标准化解题步骤
二次不等式求解:化正系数 → 算判别式 → 求方程根 → 图像定区间;含参数问题必先分类讨论,杜绝默认二次型。
3. 必背核心公式
判别式:
韦达定理:
对称轴公式:
4. 高频解题口诀
开口向上两边大、中间小;开口向下两边小、中间大;恒成立看开口、判式;含参题型先判零。
5. 考场失分避雷指南
不遗漏参数讨论、不负数系数不变号、不无条件用韦达、不写错区间开闭、不混淆单调区间边界,依托图像解题可规避绝大多数错误。
一、单选题
1.(25-26高一下·贵州六盘水·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【详解】的解为或5,
故不等式的解集为或
2.(25-26高一下·云南昆明·期中)已知的解集为,则的一个充分不必要条件是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【详解】由的解集为,
得和是方程的两个实数根,
所以,
所以等价于,即,
其充要条件为或.
所以和均是的既不充分也不必要条件;
或是的必要不充分条件;
或是的一个充分不必要条件.
3.(25-26高一上·浙江杭州·期中)已知关于x的不等式恰有一个整数解,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.或
【答案】A
【分析】对二次不等式左边进行因式分解,先讨论二次项系数,分析得到不符合题意;再讨论二次项系数得到解集,进而得到解集中的一个整数元素,从而得到不等式,解得的取值范围.
【详解】∵
当,即,不等式解集为或,
存在无数个整数解,不符合题意,故舍去;
当,即,不等式解集为,
存在无数个整数解,不符合题意,故舍去;
当,即,
当时,,
不等式解集为,
∴原不等式没有整数解,不符合题意,故舍去;
当时,,即,
不等式解集为空集,∴不符合题意,故舍去;
当时,,
不等式解集为,
∴原不等式的个整数解为:,
∴,则;
综上所述:.
二、多选题
4.(25-26高一上·江西·期中)若不等式对任意恒成立,则的值可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】结合和两种情况讨论不等式恒成立问题,即可列式求解.
【详解】当,即时,不等式为,不恒成立;
当时,由,解得.
综上所述,.
故选:AC
5.(25-26高一上·浙江杭州·期中)关于的不等式的解集有下列说法,其中正确的是( )
A.不等式的解集可以是
B.不等式的解集可以是
C.不等式的解集可以是
D.不等式的解集可以是
【答案】ABD
【分析】根据一元二次不等式解集的性质,结合二次函数的性质即可判断.
【详解】对于A,若,解集为,故A正确;
对于B,当时,,解集为,故B正确;
对于C,若不等式的解集为,则,
显然该不等式组无解,假设不成立,故C错误;
对于D,若不等式的解集是,
则且方程的两根为,
所以,解得,
所以当时,不等式的解集是,故D正确.
三、填空题
6.(24-25高一上·福建宁德·阶段检测)若不等式解集为,则不等式的解集为______.
【答案】
【分析】先由不等式的解集可得,进而可将所求不等式化为,从而可得不等式解集.
【详解】由二次不等式 的解集为.
所以方程的两个根为,且,因此,
即,代入所求不等式 ,
得,因为,所以不等式化为,
即,解得 或 .
因此所求不等式的解集为.
7.(25-26高一下·云南文山·期末)对任意满足的正实数,一元二次不等式在上恒成立,则实数的取值范围为___________.
【答案】
【分析】利用基本不等式得到,再利用一元二次不等式在上恒成立得,从而可得实数的取值范围.
【详解】已知正实数满足,所以,当且仅当时,取得最大值9.
因为一元二次不等式在上恒成立,
所以,即,解得.
所以.
四、解答题
8.(25-26高一上·山东滨州·期末)已知二次函数.
(1)若不等式的解集为,求a和b的值;
(2)若且,解关于x的不等式.
【答案】(1);
(2)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.
【分析】(1)根据给定的解集,利用一元二次不等式的解集规律,结合韦达定理求解.
(2)把代入,按分类求解含参不等式.
【详解】(1)不等式的解集为,
则,且是方程的两个实根,于是,
所以.
(2)当且时,不等式,则,
当时,,解得或;
当时,,不等式恒成立,;
当时,,解得或,
所以当时,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.
9.(25-26高一上·四川成都·期中)已知函数.
(1)若的解集为,求不等式的解集;
(2)若且在上恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据给定条件,利用不等式的解集,结合一元二次方程根与系数的关系列式求出,再代入求解不等式.
(2)求出的关系,再由表示并利用一元二次不等式恒成立列式求解.
【详解】(1)不等式,由不等式的解集为,
得且的两根为,则,解得,
不等式为,即,即,
解得,所以不等式的解集为.
(2)由,得,将代入,
得对任意的恒成立,
(i)当,即时,不等式变为恒成立,满足题意;
(ii)当,即时,则,解得;
综上所述,实数的取值范围是.
10.(25-26高一上·天津南开·阶段检测)设二次函数.
(1)若关于的方程有两个不相等的实数根,且两根都大于等于且小于等于2,求实数的取值范围;
(2)若关于的方程有一个根小于1,另一个根大于1且小于2,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)借助二次函数图像得到求解即可;
(2)借助的图象与轴交点横坐标一个小于1,另一个大于1且小于2,得到求解即可.
【详解】(1)令,由题意可知:
的图象与轴有两个交点,且交点位于之间,包括端点,
所以即
解得:,
即实数的取值范围是
(2)由得:
令,由题意可得:
的图象与轴交点横坐标一个小于1,另一个大于1且小于2,
所以即,解得,
即实数的取值范围是.
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