内容正文:
第五节 一元二次方程、不等式
第一章 集合、常用逻辑用语与不等式
1.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系. 2.会从实际情境中抽象出一元二次不等式,了解一元二次不等式的现实意义,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.
学习要求
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
3
必备知识 自主梳理
知识梳理
知识点一 二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
项目 Δ>0 Δ=0 Δ<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x1=x2=- 没有实数根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集 _________________ {x|x≠-} R
{x|x<x1,或x>x2}
知识点二 分式不等式与整式不等式
1.>0(<0)⇔ .
2.≥0(≤0)⇔ .
f(x)g(x)>0(<0)
f(x)g(x)≥0(≤0)
且g(x)≠0
知识点三 简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为 ,|x|<a(a>0)的解集为 .
(-∞,-a)∪(a,+∞)
(-a,a)
常用结论
两个恒成立的充要条件
1.一元二次不等式ax2+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔
2.一元二次不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔
自我评价
1.不等式(x+1)(3-2x)<0的解集为( )
A.(-1,) B.(-∞,-1)∪(,+∞)
C.(-,1) D.(-∞,-)∪(1,+∞)
解析:由(x+1)(3-2x)<0,得(x+1)·(2x-3)>0,解得x<-1或x>.
B
2.(2023·新课标Ⅰ卷)已知集合M={-2,-1,0,1,2},N={x|x2-x-6≥0},则M∩N=( )
A.{-2,-1,0,1} B.{0,1,2}
C.{-2} D.{2}
解析:因为N={x|x2-x-6≥0}={x|x≥3或x≤-2},所以M∩N={-2}.
C
3.下列说法正确的是( )
A.不等式x2≤a的解集为[-,]
B.若不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集为(m,n),m<n,则a<0
C.若关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R
D.不等式<1的解集为(-∞,3)
B
解析:当a<0时,不等式x2≤a无解,A错误;
由二次函数图象可知,B正确;
若关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0没有实数根,则二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴没有交点.当a>0时,不等式ax2+bx+c>0的解集为R,当a<0时,不等式ax2+bx+c>0的解集为⌀,C错误;
由<1,得<0,等价于(x-3)(x+2)<0,故不等式的解集为(-2,3),D错误.
4.已知不等式x2-ax-b<0的解集为(2,3),则a+b= .
解析:由题意知,方程x2-ax-b=0的解为x1=2,x2=3,
由根与系数的关系,得
所以a+b=5-6=-1.
-1
关键能力 重点探究
考点一 不含参数的不等式的解法
[例1] (多选)下列选项中,正确的是( )
A.不等式-x2+2x-3>0的解集是(-1,3)
B.不等式≤1的解集为{x|-3≤x<2}
C.不等式|x-2|≥1的解集为{x|1≤x≤3}
D.已知集合A={x|x-3>0},B={x|x2-3x+2>0},则A∩B= (3,+∞)
BD
[解析] 对于A,因为-x2+2x-3>0,所以x2-2x+3<0,因为(x-1)2+2<0无解,即原不等式的解集为⌀,故A错误;
对于B,因为-1≤0,即≤0,即(x+3)(x-2)≤0(x-2≠0),解得-3≤x<2,所以不等式的解集为{x|-3≤x<2},故B正确;
对于C,由|x-2|≥1,可得x-2≤-1或x-2≥1,
解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为{x|x≤1或x≥3},故C错误;
对于D,A={x|x-3>0}={x|x>3},
B={x|x2-3x+2>0}={x|(x-2)(x-1)>0}={x|x>2或x<1},
所以A∩B={x|x>3}∩{x|x>2或x<1}={x|x>3}=(3,+∞),故D正确.
方法总结
解一元二次不等式的步骤
跟踪训练
1.(2025·全国二卷)不等式≥2的解集是( )
A.{x|-2≤x≤1} B.{x|x≤-2}
C.{x|-2≤x<1} D.{x|x>1}
解析:≥2,即≤0,即故-2≤x<1,
故原不等式的解集为{x|-2≤x<1}.
C
考点二 含参数的不等式的解法
[例2] 解下列关于x的不等式.
(1)x2+ax+1<0;
[解] 由对应二次函数y=x2+ax+1的图象开口向上,且Δ=a2-4,
当Δ=a2-4≤0,即-2≤a≤2时,x2+ax+1≥0恒成立,原不等式解集为⌀;
当Δ=a2-4>0,即a<-2或a>2时,由x2+ax+1=0,可得x=,
所以原不等式解集为
.
综上,当-2≤a≤2时,原不等式解集为⌀;
当a<-2或a>2时,原不等式解集为
.
(2)(x+a)(x-2a+1)<0.
[解] 由(x+a)(x-2a+1)=0得x=-a或x=2a-1.
当2a-1=-a,即a=时,原不等式解集为⌀;
当2a-1>-a,即a>时,原不等式解集为{x|-a<x<2a-1};
当2a-1<-a,即a<时,原不等式解集为{x|2a-1<x<-a}.
综上,当a=时,原不等式解集为⌀;
当a>时,原不等式解集为{x|-a<x<2a-1};
当a<时,原不等式解集为{x|2a-1<x<-a}.
方法总结
解含参数的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有:
1.根据二次项系数为正、负及零进行分类.
2.根据判别式Δ与0的关系进行分类.
3.有两个根时,有时还需根据两根的大小进行分类.
跟踪训练
2.解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax(a∈R).
解:原不等式可化为ax2+(a-2)x-2≥0.
①当a=0时,原不等式可化为x+1≤0,解得x≤-1.
②当a>0时,原不等式可化为(x-)(x+1)≥0,
解得x≥或x≤-1.
③当a<0时,原不等式化为(x-)(x+1)≤0.
当>-1,即a<-2时,解得-1≤x≤;
当=-1,即a=-2时,解得x=-1;
当<-1,即-2<a<0时,解得≤x≤-1.
综上所述,当a=0时,不等式的解集为{x|x≤-1};
当a>0时,不等式的解集为{x|x≥,或x≤-1};
当-2<a<0时, 不等式的解集为{x|≤x≤-1};
当a=-2时,不等式的解集为{x|x=-1};
当a<-2时,不等式的解集为{x|-1≤x≤}.
考点三 三个二次的关系
[例3] (多选)(2026·福建福州模拟)已知关于x的不等式a(x-1)(x+3)-2>0的解集是(x1,x2),其中x1<x2,则下列结论中正确的是( )
A.x1+x2+2=0 B.-3<x1<x2<1
C.|x1-x2|>4 D.x1x2+3<0
AB
[解析] 法一:由题意可得,a<0,a(x-1)·(x+3)-2=a(x-x1)(x-x2),ax2+2ax-3a-2=ax2-a(x1+x2)x+ax1x2,则即x1+x2+2=0,x1x2+3=->0,故A正确,D错误;令a(x-1)(x+3)=0,则其根为x3=-3,x4=1,结合二次函数的性质可得,-3<x1<x2<1,则0<x2-x1<1-(-3)=4,即|x1-x2|<4,故B正确,C错误.
法二:
设y1=a(x-1)(x+3),y2=a(x-1)(x+3)-2
则函数y2的图象是由y1的图象向下平移2个单位长度得到,且a<0,开口向下.
如图,其图象都关于直线x=-1对称.
∴=-1,∴x1+x2+2=0,故A正确;由图可知-3<x1<x2<1,故B正确;
显然|x1-x2|<4.
当x2<0时,则x1<0,∴x1x2+3>0,
当x2>0时,则|x1x2|<3,即-x1x2<3,
∴x1x2+3>0,故C,D错误.
方法总结
已知一元二次不等式的解集,就能够得到相应的一元二次方程的两根,由根与系数的关系,可以求出相应的系数.注意结合不等式解集的形式判断二次项系数的正负.
跟踪训练
3.(多选)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),则下列选项正确的是( )
A.a>0
B.不等式bx+c>0的解集是{x|x<-6}
C.a+b+c>0
D.不等式cx2-bx+a<0的解集为(-∞,-)∪(,+∞)
ABD
解析:∵关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),∴a>0,A选项正确;
已知x=-2和x=3是关于x的方程ax2+bx+c=0的两根,由根与系数的关系得
则b=-a,c=-6a,则a+b+c=-6a<0,C选项错误;
不等式bx+c>0即为-ax-6a>0,解得x<-6,B选项正确;
不等式cx2-bx+a<0即为-6ax2+ax+a<0,即6x2-x-1>0,解得x<-或x>,D选项正确.
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