内容正文:
第三章
不等式
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
课标要点
1.经历从实际情景中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的实际意义.
2.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集.
3.借助一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.
4.掌握利用一元二次不等式解决含参数、恒成立问题的方法
学习重难点
重点:能借助二次函数求解一元二次不等式;利用一元二次不等式解决含参问题的方法
难点:通过从函数观点认识不等式,感悟数学知识之间的关联,能够解决有关参数的分类讨论问题
知识点一元二次不等式的解法(重点)
1、一元二次不等式
只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,叫做一元二次不等式,一元二次不等式的一般形式:
①(其中均为常数)
②(其中均为常数)
③(其中均为常数)
④(其中均为常数)
使某一个一元二次不等式成立的的值,叫作这个一元二次不等式的解,其解的集合,称为这个一元二次不等式的解集.
将一个不等式转化为另一个与它解集相同的不等式,叫作不等式的同解变形.
2、一元二次不等式的解法
①先看二次项系数是否为正,若为负,则将二次项系数化为正数;
②写出相应的方程,计算判别式:
①时,求出两根,且(注意灵活运用十字相乘法);
②时,求根;
③时,方程无解
③根据不等式,写出解集.
教材延伸
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.
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据可得不等式的解集.
【详解】∵,
∴原不等式的解集为.
2.(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.
3.(多选)(24-25高二下·山西长治·阶段检测)下列不等式的解集为空集的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【详解】对于A,由,得,解得,A不满足题意;
对于B,由,得,该不等式的解集为,B不满足题意;
对于C,,即,又,所以的解集为空集,C满足题意;
对于D,因为,所以的解集为空集,D满足题意.
知识点 解分式不等式(重点)
1定义:
与分式方程类似,分母中含有未知数的不等式称为分式不等式,如:形如或(其中,为整式且的不等式称为分式不等式。
2分式不等式的解法
①移项化零:将分式不等式右边化为0:
②
③
④
⑤
易错提醒 含等号的分式不等式注意等价变换时容易忽略分母不为0
随学随练
1.(26-27高一上·山西运城·开学考试)不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】通过移项通分将分式不等式转化为等价整式不等式组,结合分母不为零的条件求解集.
【详解】,
解得.
2.(25-26高二下·湖南衡阳·期末)不等式的解集是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【详解】不等式即,即,即,
等价于,解得或,
故不等式的解集是或.
3.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据分式不等式解法求解分式不等式即可得出结果.
【详解】不等式,可化为,整理得,
即,解得.
所以解集为.
知识点二次函数的零点
一般地,对于二次函数,我们把使的实数叫做二次函数的零点.
知识点 三个二次的关系(重点)
对于一元二次方程的两根为且,设,它的解按照,,可分三种情况,相应地,二次函数的图象与轴的位置关系也分为三种情况.因此我们分三种情况来讨论一元二次不等式或的解集.
判别式
二次函数(的图象
一元二次方程
()的根
有两个不相等的实数根,()
有两个相等的实数根
没有实数根
()的解集
()的解集
随学随练
1.(25-26高一上·四川广安·阶段检测)若一元二次不等式的解集是或,那么下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.的两根为
【答案】D
【详解】因为一元二次不等式的解集是或,
所以且的两根为,
所以,即,
所以,即,
故ABC错误,D正确.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)若关于的不等式的非空解集为,则________.
【答案】
【分析】根据一元二次不等式与二次函数、一元二次方程的关系即可求解.
【详解】由不等式的非空解集为,
则二次函数开口向上,且和是一元二次方程的两个不相等的实数根,
即,且,整理得,
解得,或,
当时,,不符合题意,所以.
3.(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.
拓展 含参数一元二次不等式的解
活学活用
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)解关于x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;
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.
【分析】根据含参一元二次不等式的解法,分类讨论最高项系数以及根的大小即可得答案.
【详解】①当时,原不等式即为,解得;
②当时,原不等式化为,解得或;
③当时,原不等式化为,
若,即,不等式无解,
若,即时,解得,
若,即时,解得.
综上可知,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;
当时,不等式的解集为.
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.
【分析】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.
【详解】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.
题型 一元二次不等式(不含参)的解法(重点)
解题贴士
解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
1.通过对不等式的变形,使不等式右侧为0,使二次项系数为正
2.对不等式左侧因式分解,若不易分解,则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有无实根
4.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.根据图象写出不等式的解集
▌例1 不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【详解】因为,所以,
由一元二次不等式解得,所以解集为.
▌例2 (24-25高一上·天津·阶段检测)不等式的解集是____.
【答案】
【详解】不等式化为,
因式分解得,解得.
不等式的解集为,
▌对点练1-1.(25-26高二下·江苏徐州·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】原不等式等价于.
解得或,
即原不等式的解集为.
▌对点练1-2.(25-26高二下·云南迪庆·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】B
【分析】整理可得,结合一元二次不等式运算求解即可.
【详解】因为,可得,解得,
所以不等式的解集为.
▌对点练1-3.(24-25高一上·广西河池·期中)求函数的解集__________.
【答案】
【详解】对原不等式 两边同时乘以 ,不等号方向改变,得到 .
因式分解得,因此原不等式等价于 .
令 ,解得两根为 和 .
由于二次函数 的二次项系数为正,图象开口向上,
因此 解集为.
题型一元二次不等式(含参)的解法(难点)
解题贴士
模型一:最高项系数不含参数的两个根,
从两根相等开始讨论分别讨论:①②③
模型二:最高项系数含参数从最高项系数开始讨论:①②③
▌例1(2026高一·全国·专题练习)已知函数,解关于的不等式.
【答案】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】根据条件得到,利用含参的一元二次不等式的解法,对进行讨论,即可求出结果.
【详解】由可得,,即,
当,即时,解得,
当时,解得,
当,即时,解得,
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.
▌例2(25-26高一上·河南南阳·阶段检测)解关于的不等式(为常数且).
【答案】
当时,不等式的解集为;
当0时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或.
【分析】先因式分解,再分,,,四种情况讨论,分别求出不同情况下的不等式的解集即可.
【详解】.
当时,此时,,则不等式的解为;
当0时,此时,,不等式的解为或;
当时,此时,,不等式的解为;
当时,此时,,不等式的解为或.
综上,当时,不等式的解集为;
当0时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或.
▌对点练2-1解关于的不等式.
【答案】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】化简原不等式,分类讨论的取值,结合一元二次不等式的解法即可求解.
【详解】由题意,,即,
由于方程的根为,
①当时,,故原不等式的解为;
②当时,,原不等式为,故原不等式无实数解;
③当时,,故原不等式的解为;
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.
▌对点练2-2(24-25高一上·江西·开学考试)解关于x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,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.
【分析】分,,三种情况求解即可.
【详解】当时,不等式为,解得,
当时,由不等式,可得,
所以,
若,则,解不等式得或,
若,则,不等式的解集为若,
若,解得时,解不等式得或,
当时,由不等式,可得,
所以,
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,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.
▌对点练2-3(25-26高三·全国·一轮复习)若,解关于的不等式.
【答案】
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】对二次式因式分解,即可求解方程的两个根,分类讨论两个根的大小即可求解.
【详解】移项得,对应的方程的两根为和1,
当时,,解得;
当时,,原不等式无解;
当时,,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.
题型 一元二次不等式与对应函数、方程的关系(重点)
解题贴士
结合图象找对应关系
▌例1(25-26高二下·河北唐山·期末)已知关于的不等式的解集为,则下列说法错误的是( )
A. B.不等式的解集为
C. D.的最小值为
【答案】D
【分析】根据一元二次不等式的解集确定,结合韦达定理得到与的关系,逐一判断各选项的正误.
【详解】因为不等式的解集为,
所以二次函数开口向下,且方程的两根为.
对于A:二次函数开口向下,故,A正确;
对于B:根据韦达定理:,,结合得,,
将代入不等式,得,
两边同除以得,因式分解为,解得,B正确;
对于C:,由得,即,C正确;
对于D:由得,得,
因,故,
由基本不等式得,
等号成立条件为,即,与矛盾,等号无法取到,
故该式最小值不为,D错误.
▌例2(25-26高一下·山东潍坊·期中)若关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为______.
【答案】
【详解】已知不等式 的解集为 ,说明二次项系数 ,
且 和 是一元二次方程 的两个实根,
所以,所以 ,
代入不等式 ,得0,因为,
所以,所以,所以,
不等式的解集为
▌对点练3-1(25-26高二下·黑龙江·期末)已知关于的不等式的解集为,则的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为的解集为,所以,方程的两个根分别为,
所以,,即,,
所以不等式为,
因为,得,解得.
▌对点练3-2(25-26高二下·湖南长沙·期末)已知关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由不等式的解集结合韦达定理可得、、,则可将不等式化为,解出即可得.
【详解】由不等式的解集为可知,
且,,所以,,
所以不等式可化为,
又,则,解得.
▌对点练3-3(多选)(2026·西藏林芝·二模)已知关于的不等式的解集为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.不等式的解集为 D.不等式的解集为
【答案】AD
【分析】由不等式的解集的特征判断A;利用解集可得、、间关系,即可判断B;利用、、间关系,计算即可判断C、D.
【详解】对于选项A:由关于的不等式的解集为,可得,故A正确;
对于选项B:由题意可得,
故,,则,故B错误;
对于选项C:,由,故,即,
所以不等式的解集为,故C错误;
对于选项D:,
由,则该不等式解集为,故D正确.
题型分式不等式的解
解题贴士
①移项化零:将分式不等式右边化为0(注意不等式右边一定要化0):
②③④⑤
▌例1(24-25高二下·云南昆明·阶段检测)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用分式不等式的解法求解.
【详解】不等式,
转化为,即,
即且,
解得,故解集为.
▌例2(2026·辽宁沈阳·三模)命题“ ”的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】不等式等价于,解得.
找充分不必要条件,即找集合的真子集,仅 C选项是原解集真子集.
▌对点练4-1(2026·宁夏·一模)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据分式不等式求解方法进行求解即可.
【详解】由不等式,即,
则,解得,即,
所以不等式的解集为.
▌对点练4-2(25-26高三上·陕西榆林·阶段检测)不等式的解集为__________.
【答案】
【详解】由,得,
则,解得,
则不等式的解集为.
▌对点练4-3(25-26高一上·安徽合肥·期末)不等式的解集为___________.
【答案】
【分析】将分式不等式转化为一元二次不等式,解一元二次不等式即可.
【详解】依题意,由,得,所以,解得,
故答案为:.
题型 一元二次方程的实根分布问题(难点)
▌例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:
▌例2关于x的方程的两个不等根都在之内,则实数a的取值范围为_______.
【答案】
【分析】根据方程因式分解求出方程的根,由题意得到不等式组,求解即得.
【详解】由可得,
依题意,,解得.
故答案为:.
▌对点练5-1(25-26高三上·北京·阶段检测)已知方程的两根一个比2大另一个比2小,则实数m的范围是 ____________ .
【答案】
【分析】利用分解因式求出方程的两个根,再结合题意,列出不等关系求解即可.
【详解】方程,可得,
故方程的两个根分别为或.
由于两根一个比2大另一个比2小,
故,解得,
故答案为:.
▌对点练5-2(25-26高三上·福建·开学考试)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:.
▌对点练5-3写出“方程有一个正根和一个负根”的充要条件.
【答案】
【分析】利用判别式及韦达定理即可得到不等式组,解出即可.
【详解】若方程有一个正根和一个负根,
则,解得,
方程有一个正根和一个负根的充要条件是.
题型 一元二次不等式恒成立与有解问题(重点)
解题贴士
模型一:在实数上恒成立或有解问题:判别法
模型二:在非上恒成立或有解问题:变量分离法
①若对恒成立,则只需;
②若对恒成立,则只需.
③,使得能成立;
④,使得能成立.
▌例1(25-26高一上·湖南湘西·期末)若关于的不等式在区间上恒成立,则实数的最大值为( )
A.6 B. C. D.8
【答案】A
【分析】参变分离可得,再根据基本不等式求解最小值即可.
【详解】由在区间恒成立,可得,
即在区间恒成立.
因为,则,当且仅当,时等号成立,
所以,故,即的最大值为,
故选:A.
▌例2(25-26高二下·安徽宿州·期末)若命题“”为假命题,则实数的取值范围是___________.
【答案】
【详解】由为假命题,得为真命题,
因此,解得,
所以实数的取值范围是.
▌对点练6-1(24-25高一上·福建厦门·阶段检测)若不等式 对一切实数恒成立,则的取值范围__________.
【答案】
【分析】分二次项系数和两种情况讨论,当时结合一元二次不等式恒成立的条件求解参数范围.
【详解】若不等式对一切实数恒成立的问题,需分和两种情况讨论:
当时:
此时不等式变为:,
该式对所有实数恒成立,故符合条件;
当时:
此时不等式为二次不等式,需满足:,
,
令,即:,
结合,解得:,
综上,的取值范围是.
▌对点练6-2(25-26高一上·云南玉溪·阶段检测)当时,不等式恒成立,则的取值范围是____________________.
【答案】
【分析】根据二次函数的图像分类讨论即可.
【详解】若在恒成立,即在恒成立,
设,则该二次函数开口向上,对称轴为,
若,即,则必须有,解得,与矛盾,舍去;
若,即,则必须有,解得,与矛盾,舍去;
若,即,则必须有,解得;
综上所述:.
故答案为:.
题型 利用一元二次不等式解决实际问题
▌例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
【分析】根据题意得到一元二次不等式,解出即可.
【详解】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.
▌例2(25-26高一上·天津·期中)某文创店购进一批冰箱贴,若按每个25元的价格销售,每日能售出50个;若售价在25元基础上每提高1元,日销售量则对应减少2个.为确保这批冰箱贴每日销售总收入不低于1200元,其销售价格最高是____________元.
【答案】30
【分析】设每件售价为元,结合题意列出不等式,解一元二次不等式即可.
【详解】设每件售价为元,
则,
即,即,
解得,
又,
所以.
所以销售价格最高是30元.
故答案为:30.
▌对点练7-1(25-26高一上·天津河西·期中)某汽车租赁公司共有300辆汽车,在十一黄金周期间,若每辆汽车每天的租金为200元,则所有汽车均能被租赁出去;若将每辆汽车每天的租金在200元的基础上提高元(,),则被租出去的汽车会减少辆.若要使该公司每天租赁汽车的收入超过万元,则该公司每辆汽车每天的租金定价为__________元.
【答案】
【分析】根据题意列出收入表达式,则得到一元二次不等式,解出即可.
【详解】依题意,每天有辆汽车被租出去,
该汽车租赁公司每天租赁汽车的收入为
元.
因为要使该汽车租赁公司每天租赁汽车的收入超过万元,
所以,
即,解得,又因为且,所以,
即该汽车租赁公司每辆汽车每天的租金应定为元.
故答案为:.
▌对点练7-2(25-26高一上·江西景德镇·期中)某商店购进一批玩具,若按每个10元的价格销售,每天能售出30个,且售价每高1元,日销售量则减少2个.为了使这批玩具每天的销售总收入不低于300元,销售价格最高是_____.
【答案】15
【分析】设销售价格提高元,从而得到不等式,求出,得到答案.
【详解】设销售价格提高元,其中,
则,解得,
故销售价格最高为元.
故答案为:15
▌对点练7-3(26-27高一上·全国·课堂例题)爱护环境,从点滴做起,让我们共同守护祖国美丽的蓝天绿水.某施工单位在对一个长800 m,宽600 m的草坪进行绿化时,是这样想的:中间为矩形绿草坪,四周是等宽的花坛,如图所示,若要保证绿草坪的面积不小于总面积的二分之一,试确定花坛宽度的取值范围.
【答案】
【详解】设花坛的宽度为,则草坪的长为,宽为,
根据题意得,
整理得,解得(舍去)或,
由题意可知:,可得,
当x在之间取值时,绿草坪的面积不小于总面积的二分之一.
基础通关
1.(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)“”是“”成立的( )条件.
A.充分不必要 B.既不充分也不必要 C.充要 D.必要不充分
【答案】D
【分析】先求解分式不等式得到对应解集,再根据充分条件、必要条件的定义判断两者的逻辑关系即可.
【详解】对于,不等式等价于 ,解得或.
充分性:由“”不能推出“”(例如当时,前者成立,后者不成立),
故“”不是“”的充分条件.
必要性:由“”可以推出“”,故“”是“”的必要条件.
因此“”是“”成立的必要不充分条件.
2.(2026·陕西咸阳·二模)使得式子有意义的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】考查二次根式有意义的条件 ,要使二次根式有意义,即,然后求解这个不等式即可得到的取值范围.
【详解】,即,解得.
3.(2026·重庆渝中·二模)已知不等式的解集为或,则实数的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据方程的根与不等式的解集之间的关系求解即可.
【详解】易知是方程的根,
即,所以,
当时,不等式为,即,其解集为或.
故实数的值为1.
4.(2026高三·全国·专题练习)已知不存在,使得不等式成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】∵不存在,使得不等式成立,
∴对任意,不等式恒成立,
∴方程对应的,解得.
5.(25-26高一下·浙江衢州·期中)若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】分类讨论结合一元二次函数的性质可得结果
【详解】根据题意当时,解得
当时,不等式恒成立,符合题意;
当,不等式,不符合题意;
当,的不等式的解集为,
所以,解得
综上所述,.
6.(25-26高一下·山东德州·阶段检测)已知关于的不等式的解集为,其中,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】由题意可知:,是方程的两根,利用韦达定理可得,再利用基本不等式求最值即可.
【详解】由题意可知:,是方程的两根,且,
则,可得,,
又,则,当且仅当时取等号,
所以其最小值为.
7.(多选)(25-26高二下·山西·期末)对于所有实数,使得不等式恒成立的一个充分不必要条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】若不等式对于所有实数恒成立,则,即,
的充分不必要条件可以是的子集,故A、C正确.
8.(多选)(25-26高一上·浙江杭州·期中)不等式的解集是,则下列选项正确的有( )
A.
B.
C.不等式的解集是或
D.不等式的解集是
【答案】ABD
【分析】根据题意,利用二次式的关系,结合韦达定理,求得,且,再由不等式的性质和解法,逐项分析判断,即可求解.
【详解】对于A,由不等式的解集是,
可得,可得,且,所以A正确;
对于B,因为,代入不等式得,所以,所以B正确;
对于C,因为,不等式即为,
又因为,不等式等价于,即,
解得,所以不等式的解集为,所以C错误;
对于D,因为,不等式即为,
因为,可得,解得,
所以不等式的解集为,所以D正确.
9.(专题03三个二次关系及解不等式(考点清单)(全国通用)2027年高考数学一轮复习讲练测)关于的方程有实数根,则的最大整数值是________.
【答案】5
【详解】关于的方程有实数根,
当时,方程有实数根,
当时,需满足,解得,且,
综上,,则实数的最大整数值是5.
10.(25-26高二下·广东深圳·期末)若存在实数使得成立,则实数的取值范围是______
【答案】
【分析】对分类讨论,结合二次函数的性质,即可求解.
【详解】当时,此时当时,即满足,故符合题意,
当时,此时为开口向下的二次函数,一定存在实数使得成立,故符合题意,
当时,此时为开口向上的二次函数,要使存在实数使得成立,则
,解得,
综上可得.
素养提升
1.(2026·甘肃张掖·模拟预测)命题“,使得不等式成立”为假命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】题意说明:“,恒成立”是真命题,然后对分类讨论可得.
【详解】命题“,使得不等式成立”为假命题,则命题:“,恒成立”是真命题,
时,不等式为恒成立,满足题意,
时,则,解得,
综上,的范围是.
2.(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知不等式的解集是,若对于任意,不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意得和是关于的方程的两个实数根,
所以,解得,
所以,
由得,
当时,,
所以,则的取值范围是,故A正确.
3.(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
【分析】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.
【详解】.
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
4.(24-25高一上·湖北武汉·期末)存在,使不等式成立.则实数的取值范围是____________.
【答案】
【分析】应用存在性条件结合一元二次不等式计算求解.
【详解】存在,使不等式成立,
则实数,即得,
所以,所以的取值范围是
5.(25-26高一下·浙江宁波·强基计划)关于x的一元二次方程有一个大于0小于4的根,则a的取值范围为______.
【答案】
【详解】方程,解得,
依题意,,解得,
所以a的取值范围为.
迁移创新
1.(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)(1)求下列不等式的解集.
①;②;③
(2)若 ,求的最小值.
(3)解关于 的不等式:
【答案】(1)①;②或;③或
(2)7
(3)当时,不等式的解集为;
当时,不等式化为,解集为;
当时,不等式的解集为.
【分析】(1)根据一元二次不等式的解法和绝对值不等式的解法求解;
(2)根据均值定理求和的最小值;
(3)含参一元二次不等式讨论的范围解不等式.
【详解】(1)①,所以,
则解得, 得到此不等式的解集为;
②,则,
得到的解为,
所以的解集为或;
③,则或,
所以或,
所以的解集为或.
(2)因为,由题.
当且仅当,即时取等号;
所以的最小值为7.
(3)原不等式可化为,
方程的两根为.
当时,不等式的解集为;
当时,不等式化为,解集为;
当时,不等式的解集为.
2.(25-26高一上·山东德州·期末)已知关于x不等式.
(1)若时,求不等式的解集;
(2)若,解这个关于的不等式;
(3),恒成立,求实数a的取值范围.
【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.
(3)
【分析】(1)由题意可得,解出即可.
(2)当时,不等式变为一次不等式,当时,对分解因式,讨论根的大小即可得答案.
(3)由题意可得,,利用换元法结合函数单调性可得答案.
【详解】(1)当时,则,
即,因式分解可得:,
所以,则不等式的解集为.
(2)当时,则为,即,
当时,则,
因式分解可得:,
当时,有,则此时不等式解集为,
当时,等价于,
若,即时,不等式解集为,
若,即时,不等式解集为,
若,即时,不等式解集为空集,
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.
(3)因为,
所以,
因为,
则,则题目等价于,,
令,因为,所以,
则,
由基本不等式,当且仅当时取等号,
因此的最大值为,即,
所以实数a的取值范围为.
3.(25-26高一上·天津和平·期中)已知函数.
(1)若不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1);
(2)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.
【分析】(1)按照和讨论求解,在的情况下,的解集为,则有,计算求解;
(2)所求不等式转化为,按照,,这三种情况讨论求解.
【详解】(1)当,即时,,解集不为,不符合题意;
当,即时,的解集为,
,即,
解得,
综上,实数的取值范围为;
(2)转化为,
即,
当,即时,不等式为,解得,
当,即时,
转化为,
而,
则转化为或,
当,即时,
转化为,
而,
则转化为,
综上可知,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.
4.(25-26高三上·山东潍坊·期中)某人工智能算力中心通过AI训练效率评估模型优化算力资源配置.已知模型训练精度系数为,剩余训练周期为(单位:小时,),算力资源损耗效率为,满足评估模型:.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的最小值;
【答案】(1)且.
(2)8
【分析】(1)代入求解不等式即可;
(2)代入,利用基本不等式求解;
(3)将问题转化为证明当时,对任意恒成立.由变形为,令,分和两种情况,求解即可得证.
【详解】(1)由题意得,
化简得,即,解得或
因为,所以且.
(2)
当且仅当即时等号成立
所以的最小值为8.
5.(25-26高一上·四川宜宾·阶段检测)已知关于的二次函数.
(1)若的解集为,求实数,的值;
(2)若实数,满足,求关于的不等式的解集;
(3)若存在两个不相等的正实数,使得,且满足,求的最小值.
【答案】(1),
(2)
当时,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.
(3)10
【分析】(1)根据一元二次不等式的解集与系数的关系求解即可;
(2)化简可得,再以0,1为分界点讨论a的范围,求解不等式即可
(3)由韦达定理及判别式得到和,再结合基本不等式即可求解.
【详解】(1)∵的解集为,
∴与1是方程的两个实数根,
由韦达定理可知:,
解得,.
(2)∵,则不等式化为:,
因式分解为:,().
当时,化为,则解集为;
当时,,解得,不等式的解集为;
当时,,解得,不等式的解集为;
当时,,解得或,不等式的解集为.
综上,当时,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.
(3)因为二次函数有两个不相等的正实数零点,
所以,又,
可得,
也即,即,结合,
可得,解得,
所以,
当且仅当即时取等号,
所以的最小值为10.
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第三章
不等式
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
课标要点
1.经历从实际情景中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的实际意义.
2.能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集.
3.借助一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系.
4.掌握利用一元二次不等式解决含参数、恒成立问题的方法
学习重难点
重点:能借助二次函数求解一元二次不等式;利用一元二次不等式解决含参问题的方法
难点:通过从函数观点认识不等式,感悟数学知识之间的关联,能够解决有关参数的分类讨论问题
知识点一元二次不等式的解法(重点)
1、一元二次不等式
只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,叫做一元二次不等式,一元二次不等式的一般形式:
①(其中均为常数)
②(其中均为常数)
③(其中均为常数)
④(其中均为常数)
使某一个一元二次不等式成立的的值,叫作这个一元二次不等式的解,其解的集合,称为这个一元二次不等式的解集.
将一个不等式转化为另一个与它解集相同的不等式,叫作不等式的同解变形.
2、一元二次不等式的解法
①先看二次项系数是否为正,若为负,则将二次项系数化为正数;
②写出相应的方程,计算判别式:
①时,求出两根,且(注意灵活运用十字相乘法);
②时,求根;
③时,方程无解
③根据不等式,写出解集.
教材延伸
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.
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一下·河南·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
3.(多选)(24-25高二下·山西长治·阶段检测)下列不等式的解集为空集的是( )
A. B. C. D.
知识点 解分式不等式(重点)
1定义:
与分式方程类似,分母中含有未知数的不等式称为分式不等式,如:形如或(其中,为整式且的不等式称为分式不等式。
2分式不等式的解法
①移项化零:将分式不等式右边化为0:
②
③
④
⑤
易错提醒 含等号的分式不等式注意等价变换时容易忽略分母不为0
随学随练
1.(26-27高一上·山西运城·开学考试)不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高二下·湖南衡阳·期末)不等式的解集是( )
A. B.
C.或 D.或
3.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
知识点二次函数的零点
一般地,对于二次函数,我们把使的实数叫做二次函数的零点.
知识点 三个二次的关系(重点)
对于一元二次方程的两根为且,设,它的解按照,,可分三种情况,相应地,二次函数的图象与轴的位置关系也分为三种情况.因此我们分三种情况来讨论一元二次不等式或的解集.
判别式
二次函数(的图象
一元二次方程
()的根
有两个不相等的实数根,()
有两个相等的实数根
没有实数根
()的解集
()的解集
随学随练
1.(25-26高一上·四川广安·阶段检测)若一元二次不等式的解集是或,那么下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.的两根为
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)若关于的不等式的非空解集为,则________.
3.(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______.
拓展 含参数一元二次不等式的解
活学活用
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)解关于x的不等式.
2.(25-26高一上·河北唐山·期中)解关于的不等式.
题型 一元二次不等式(不含参)的解法(重点)
解题贴士
解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
1.通过对不等式的变形,使不等式右侧为0,使二次项系数为正
2.对不等式左侧因式分解,若不易分解,则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有无实根
4.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.根据图象写出不等式的解集
▌例1 不等式的解集为( )
A. B.或
C. D.或
▌例2 (24-25高一上·天津·阶段检测)不等式的解集是____.
▌对点练1-1.(25-26高二下·江苏徐州·期末)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
▌对点练1-2.(25-26高二下·云南迪庆·期中)不等式的解集为( )
A. B.
C.或 D.或
▌对点练1-3.(24-25高一上·广西河池·期中)求函数的解集__________.
题型一元二次不等式(含参)的解法(难点)
解题贴士
模型一:最高项系数不含参数的两个根,
从两根相等开始讨论分别讨论:①②③
模型二:最高项系数含参数从最高项系数开始讨论:①②③
▌例1(2026高一·全国·专题练习)已知函数,解关于的不等式.
▌例2(25-26高一上·河南南阳·阶段检测)解关于的不等式(为常数且).
▌对点练2-1解关于的不等式.
▌对点练2-2(24-25高一上·江西·开学考试)解关于x的不等式:
▌对点练2-3(25-26高三·全国·一轮复习)若,解关于的不等式.
题型 一元二次不等式与对应函数、方程的关系(重点)
解题贴士
结合图象找对应关系
▌例1(25-26高二下·河北唐山·期末)已知关于的不等式的解集为,则下列说法错误的是( )
A. B.不等式的解集为
C. D.的最小值为
▌例2(25-26高一下·山东潍坊·期中)若关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为______.
▌对点练3-1(25-26高二下·黑龙江·期末)已知关于的不等式的解集为,则的解集为( )
A. B.
C. D.
▌对点练3-2(25-26高二下·湖南长沙·期末)已知关于x的不等式的解集为,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
▌对点练3-3(多选)(2026·西藏林芝·二模)已知关于的不等式的解集为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.不等式的解集为 D.不等式的解集为
题型分式不等式的解
解题贴士
①移项化零:将分式不等式右边化为0(注意不等式右边一定要化0):
②③④⑤
▌例1(24-25高二下·云南昆明·阶段检测)不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
▌例2(2026·辽宁沈阳·三模)命题“ ”的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
▌对点练4-1(2026·宁夏·一模)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
▌对点练4-2(25-26高三上·陕西榆林·阶段检测)不等式的解集为__________.
▌对点练4-3(25-26高一上·安徽合肥·期末)不等式的解集为___________.
题型 一元二次方程的实根分布问题(难点)
▌例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__________.
▌例2关于x的方程的两个不等根都在之内,则实数a的取值范围为_______.
▌对点练5-1(25-26高三上·北京·阶段检测)已知方程的两根一个比2大另一个比2小,则实数m的范围是 ____________ .
▌对点练5-2(25-26高三上·福建·开学考试)若关于的方程只有正实根,则的取值范围是__________.
▌对点练5-3写出“方程有一个正根和一个负根”的充要条件.
题型 一元二次不等式恒成立与有解问题(重点)
解题贴士
模型一:在实数上恒成立或有解问题:判别法
模型二:在非上恒成立或有解问题:变量分离法
①若对恒成立,则只需;
②若对恒成立,则只需.
③,使得能成立;
④,使得能成立.
▌例1(25-26高一上·湖南湘西·期末)若关于的不等式在区间上恒成立,则实数的最大值为( )
A.6 B. C. D.8
▌例2(25-26高二下·安徽宿州·期末)若命题“”为假命题,则实数的取值范围是___________.
▌对点练6-1(24-25高一上·福建厦门·阶段检测)若不等式 对一切实数恒成立,则的取值范围__________.
▌对点练6-2(25-26高一上·云南玉溪·阶段检测)当时,不等式恒成立,则的取值范围是____________________.
题型 利用一元二次不等式解决实际问题
▌例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.
▌例2(25-26高一上·天津·期中)某文创店购进一批冰箱贴,若按每个25元的价格销售,每日能售出50个;若售价在25元基础上每提高1元,日销售量则对应减少2个.为确保这批冰箱贴每日销售总收入不低于1200元,其销售价格最高是____________元.
▌对点练7-1(25-26高一上·天津河西·期中)某汽车租赁公司共有300辆汽车,在十一黄金周期间,若每辆汽车每天的租金为200元,则所有汽车均能被租赁出去;若将每辆汽车每天的租金在200元的基础上提高元(,),则被租出去的汽车会减少辆.若要使该公司每天租赁汽车的收入超过万元,则该公司每辆汽车每天的租金定价为__________元.
▌对点练7-2(25-26高一上·江西景德镇·期中)某商店购进一批玩具,若按每个10元的价格销售,每天能售出30个,且售价每高1元,日销售量则减少2个.为了使这批玩具每天的销售总收入不低于300元,销售价格最高是_____.
▌对点练7-3(26-27高一上·全国·课堂例题)爱护环境,从点滴做起,让我们共同守护祖国美丽的蓝天绿水.某施工单位在对一个长800 m,宽600 m的草坪进行绿化时,是这样想的:中间为矩形绿草坪,四周是等宽的花坛,如图所示,若要保证绿草坪的面积不小于总面积的二分之一,试确定花坛宽度的取值范围.
基础通关
1.(25-26高二下·江苏无锡·阶段检测)“”是“”成立的( )条件.
A.充分不必要 B.既不充分也不必要 C.充要 D.必要不充分
2.(2026·陕西咸阳·二模)使得式子有意义的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·重庆渝中·二模)已知不等式的解集为或,则实数的值为( )
A. B.0 C.1 D.2
4.(2026高三·全国·专题练习)已知不存在,使得不等式成立,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一下·浙江衢州·期中)若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一下·山东德州·阶段检测)已知关于的不等式的解集为,其中,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
7.(多选)(25-26高二下·山西·期末)对于所有实数,使得不等式恒成立的一个充分不必要条件可以是( )
A. B. C. D.
8.(多选)(25-26高一上·浙江杭州·期中)不等式的解集是,则下列选项正确的有( )
A.
B.
C.不等式的解集是或
D.不等式的解集是
9.(专题03三个二次关系及解不等式(考点清单)(全国通用)2027年高考数学一轮复习讲练测)关于的方程有实数根,则的最大整数值是________.
10.(25-26高二下·广东深圳·期末)若存在实数使得成立,则实数的取值范围是______
素养提升
1.(2026·甘肃张掖·模拟预测)命题“,使得不等式成立”为假命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·四川宜宾·期中)已知不等式的解集是,若对于任意,不等式恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(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.
4.(24-25高一上·湖北武汉·期末)存在,使不等式成立.则实数的取值范围是____________.
5.(25-26高一下·浙江宁波·强基计划)关于x的一元二次方程有一个大于0小于4的根,则a的取值范围为______.
迁移创新
1.(25-26高二下·河南南阳·阶段检测)(1)求下列不等式的解集.
①;②;③
(2)若 ,求的最小值.
(3)解关于 的不等式:
2.(25-26高一上·山东德州·期末)已知关于x不等式.
(1)若时,求不等式的解集;
(2)若,解这个关于的不等式;
(3),恒成立,求实数a的取值范围.
3.(25-26高一上·天津和平·期中)已知函数.
(1)若不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
4.(25-26高三上·山东潍坊·期中)某人工智能算力中心通过AI训练效率评估模型优化算力资源配置.已知模型训练精度系数为,剩余训练周期为(单位:小时,),算力资源损耗效率为,满足评估模型:.
(1)若,求的取值范围;
(2)若,求的最小值;
5.(25-26高一上·四川宜宾·阶段检测)已知关于的二次函数.
(1)若的解集为,求实数,的值;
(2)若实数,满足,求关于的不等式的解集;
(3)若存在两个不相等的正实数,使得,且满足,求的最小值.
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