第1章 培优点2 一元二次不等式恒(能)成立问题-【优学精讲】2026-2027学年高中数学必修第一册教用Word(北师大版)
2026-08-27
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教辅
摘要:
本讲义聚焦一元二次不等式恒(能)成立问题核心知识点,系统梳理在R上恒成立、给定范围恒成立及简单能成立三类问题,通过实例展示分离参数法、数形结合法等解题方法,构建从基础类型到应用情境的学习支架。
该资料分类清晰且注重方法对比,如例2通过函数最值与分离参数法培养学生推理能力,例3转化为最值问题渗透模型意识。课中辅助教师系统授课,课后尝试训练帮助学生巩固方法,查漏补缺。
内容正文:
一元二次不等式恒(能)成立问题
不等式在某个范围内恒成立、能成立问题,涉及的知识面广,综合性强,解决这类题型常用的方法有:分离参数法、数形结合法、判别式法、更换主元法等.
类型一
在R上恒成立问题
[例1] 若关于x的不等式:2kx2+kx-<0对x∈R恒成立,求k的取值范围.
【解】 当k=0时,-<0,满足题意;当k≠0,则满足
即解得-3<k<0.
综上所述,k的取值范围是{k|-3<k≤0}.
求解一元二次不等式解集为R的情况:
ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立⇔
ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立⇔
ax2+bx+c≥0(a≠0)恒成立⇔
ax2+bx+c≤0(a≠0)恒成立⇔
提醒 若题目中未强调是一元二次不等式,且二次项系数含参,则一定要讨论二次项系数是否为0.
类型二
在给定范围上的恒成立问题
[例2] 当x>1时,不等式x2+ax+9>0恒成立,则实数a的取值范围为________.
【解析】 方法一:因为当x>1时,不等式x2+ax+9>0恒成立,
所以只需求出函数y=x2+ax+9(x>1)的最小值,令最小值大于0即可.
二次函数y=x2+ax+9的图象的对称轴方程为x=-.
当-≤1,即a ≥-2时,当x>1时,函数y=x2+ax+9>a+10,则a+10≥0,a≥-10,所以a≥-2.
当->1,即a<-2时,函数在x=-处取得最小值(-)2-+9=9-,
所以9->0,解得-6<a<6,所以-6<a<-2.
综上,实数a的取值范围为{a|a>-6}.
方法二(分离参数法):因为x>1,
所以由x2+ax+9>0恒成立得a>-(x+)恒成立.
因为x+≥2=6,当且仅当x=,
即x=3时等号成立,所以-(x+)的最大值为-6,所以a>-6.
故实数a的取值范围为{a|a>-6}.
【答案】 {a|a>-6}
在给定范围上的恒成立问题
(1)当a>0时,ax2+bx+c<0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立⇔y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时小于0.
(2)当a<0时,ax2+bx+c>0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立⇔y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时大于0.
类型三
简单的能成立问题
[例3] 已知不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,则实数a的取值范围为( )
A.{a|-1≤a≤4} B.{a|-1<a<4}
C.{a|a≥4或a≤-1} D.{a|-4≤a≤1}
【解析】 由于-x2+4x=-(x-2)2+4≤4,又因为-x2+4x≥a2-3a在R上有解,只需a2-3a≤4,解得-1≤a≤4,则实数a的取值范围为{a|-1≤a≤4}.
【答案】 A
解决能成立问题的方法
(1)结合二次函数图象,将问题转化为端点值的问题.
(2)对一些简单的问题,可转化为m>ymin或m<ymax的形式,通过求y的最小值或最大值,求得参数的取值范围.
[尝试训练] 1.若不等式x2-ax+4≥0对任意x∈{x|1≤x≤3}恒成立,则实数a的取值范围是 ( )
A.{a|0≤a≤4} B.{a|a≤4}
C.{a|a≥4} D.{a|a≤5}
解析:选B.若不等式x2-ax+4≥0对任意x∈{x|1≤x≤3}恒成立,
则对任意x∈{x|1≤x≤3},a≤x+恒成立,
而x+≥2=4,当且仅当x=,
即x=2时取等号,因此a≤4,
所以实数a的取值范围是{a|a≤4}.
2.若关于x的不等式x2-ax+1≤0在1≤x≤2上有解,则a的取值范围为( )
A.{a|a≤2} B.{a|a≥2}
C.{a|a≤} D.{a|a≥}
解析:选B.方法一:x2-ax+1≤0在1≤x≤2上有解,即当1≤x≤2时,函数y=x2-ax+1的最小值小于或等于0.
二次函数y=x2-ax+1图象的对称轴方程为x=,
当<1,即a<2时,ymin=12-a+1≤0,则a≥2,无解;
当>2,即a>4时,ymin=22-2a+1≤0,则a≥,所以a>4;
当1≤≤2,即2≤a≤4时,ymin=()2-a·+1≤0,解得a≥2或a≤-2,所以2≤a≤4.
综上所述,a的取值范围为{a|a≥2}.
方法二(分离参数法):由题意得a≥x+在1≤x≤2上有解,只需a≥(x+)min,又x+≥2=2,当且仅当x=1时等号成立,所以a的取值范围为{a|a≥2}.
3.已知∀x∈R,不等式x2+ax+3≥a恒成立,则实数a的取值范围为________.
解析:原不等式可化为x2+ax+3-a≥0,因为函数y=x2+ax+3-a的图象开口向上,所以Δ=a2-4(3-a)=a2+4a-12≤0,即(a-2)(a+6)≤0,解得-6≤a≤2,所以实数a的取值范围为{a|-6≤a≤2}.
答案:{a|-6≤a≤2}
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