内容正文:
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
A组 教材夯基础限时15分钟
1.(数学与生活)园艺师打算在绿地上用栅栏围一个矩形区域种植花卉.若栅栏的长度是24 m,围成的矩形区域的面积要大于20 m2,则这个矩形的边长可以是( )
A.2 m B.5 m
C.10 m D.11 m
2.(填一填,记一记)
(1)二次函数y=ax2+bx+c(a>0)与其相对应的一元二次方程、不等式的解的对应关系:
根的判别式
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
y>0
xx≠-
R
y<0
⌀
⌀
(2)一元二次不等式恒成立满足的条件:
ax2+bx+c>0恒成立⇔
ax2+bx+c<0恒成立⇔
3.(判对错)
(1)若a>0,则关于x的一元二次不等式ax2+1>0无解.( )
(2)不等式x2-2x+3>0的解集为R.( )
(3)若关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集是{x|x<x1或x>x2},则关于x的方程ax2+bx+c=0的两个根分别是x1和x2.( )
(4)若关于x的方程ax2+bx+c=0没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( )
4.(苏教版教材好题)不等式(x-1)(x-3)>0的解集为( )
A.{x|x<1}
B.{x|x>3}
C.{x|x<1或x>3}
D.{x|1<x<3}
5.(教材P55习题2.3T5改编)已知集合M={x|x2-3x-28≤0},N={x|x2-x-6>0},则M∩N=( )
A.{x|-4≤x<-2或3<x≤7}
B.{x|-4<x≤-2或3≤x<7}
C.{x|x≤-2或x>3}
D.{x|x<-2或x≥3}
6.(教材P55习题2.3T2改编)使式子有意义的实数x的取值范围是 .
7.(教材P55练习T2改编)如图,在长为24 m,宽为20 m的矩形地面的四周种植花卉,中间种植草坪,如果要求花卉带的宽度相同且草坪面积不超过总面积的,那么花卉带的宽度x(单位:m)的取值范围是 .
B组 单一知识点限时50分钟
知识点1 不含参一元二次不等式的解法
8.()不等式|x|(1-2x)>0的解集是( )
A.
B.
C.
D.
9.(2025海南期中)不等式-x2+6x+27>0的解集为( )
A.{x|-3<x<9} B.{x|-9<x<3}
C.{x|x<-3或x>9} D.{x|x<-9或x>3}
知识点2 含参一元二次不等式的解法
10.(2024广东潮州开学考试)(多选)对于给定的实数a,关于x的一元二次不等式(x-a)·(x-2)<0的解集可能为( )
A.{x|x<2或x>a} B.{x|x<a或x>2}
C.{x|a<x<2} D.⌀
11.(2025广东广州期中)当a>0时,关于x的不等式ax2+(2-4a)x-8>0的解集为 .
12.知方法()解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
变式12-1 ()解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a∈R).
知识点3 由一元二次方程(不等式)的解(解集)确定参数
13.(2024湖南长沙期末)(多选)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x<-3或x>2},则 ( )
A.a>0
B.关于x的不等式bx+c>0的解集是{x|x<-6}
C.a+b+c>0
D.关于x的不等式cx2-bx+a<0的解集是或
14.经典再现()已知关于x的一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|α<x<β},且0<α<β,则关于x的不等式cx2+bx+a<0的解集为( )
A.{x|α<x<β}
B.
C.
D.{x|x<α或x>β}
15.(2025四川南充月考)若关于x的不等式x2-(2a+1)x+2a<0恰有两个整数解,则实数a的取值范围是 .
16.(2024河北石家庄期中)
(1)已知关于x的不等式2kx2+kx-<0的解集为,求实数k的值;
(2)若关于x的不等式kx2+kx-<0的解集是R,求实数k的取值范围.
知识点4 一元二次不等式的实际应用
17.(2024北京月考)下图是一块三角形荒地的示意图,∠A=90°,AB=AC=200米,现政府要在荒地中开辟一块矩形绿地ADEF,其中点D,E,F分别在线段AB,BC,CA上,若要求绿地的面积不少于7 500平方米,则AD的长度(单位:米)的取值范围是( )
A.{AD|40≤AD≤160}
B.{AD|50≤AD≤150}
C.{AD|55≤AD≤145}
D.{AD|60≤AD≤140}
18.明易错(2025广东月考)如图所示,为迎接国庆节,某花卉基地计划在三块完全相同的矩形花卉四周(阴影部分)铺设宽度相同的观赏通道.已知三块花卉的面积均为150平方米.若矩形花卉的长比宽至少多5米,则花卉宽x(单位:米)的取值范围为 .
19.()某商品在最近30天内的价格y1(元)与时间t(天)的函数关系是y1=t+10(0<t≤30,t∈N),销售量y2(件)与时间t(天)的函数关系是y2=-t+35(0<t≤30,t∈N),要使这种商品日销售金额不小于500元,则t的取值范围是 .
20.(2025江苏盐城期中)某主播在直播平台上销售一款成本为每件24元的商品.经调查发现,该商品每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求该商品每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)若该主播按单价不低于成本价,且不高于50元销售该商品,则销售单价定为多少元时利润最大?最大利润是多少?
(3)若该主播要使销售该商品每天获得的利润不低于1 280元,则每天的销售量最少应为多少件?
知识点5 一元二次不等式的恒成立问题
21.知方法(2024北京东城期中)已知不等式kx2-kx+>0对任意的实数x恒成立,则实数k的取值范围为( )
A.{k|0<k<3} B.{k|0<k≤3}
C.{k|0≤k<3} D.{k|0≤k≤3}
变式21-1 (改变条件,变为解集是⌀)若关于x的不等式x2-x+m<0的解集是⌀,则实数m的取值范围是 .
22.(2025湖南期中)若不等式ax2+17≥ax对一切实数x都成立,则整数a的个数为( )
A.67 B.68 C.69 D.70
变式22-1 (缩小x的范围)若不等式ax2-x+a>0对任意的x>1恒成立,则实数a的取值范围为 .
变式22-2 (进一步改变x的范围)当m≤x≤m+1时,满足x2+mx-1<0的实数m的取值范围为 .
变式22-3 (变更主元)若ax2-(2a-1)x+3-a≥0对任意的-1≤a≤3恒成立,则实数x的取值范围为 .
23.()设函数y=mx2-mx-1,1≤x≤3,若y<-m+5恒成立,则m的取值范围为 .
24.()已知函数y=mx2-mx-6+m,若对于1≤m≤3,y<0恒成立,则实数x的取值范围为 .
25.(2025福建福州期中)已知关于x的不等式ax2-x+1-a≤0.
(1)当3≤x≤4时,不等式ax2-x+1-a≤0恒成立,求实数a的取值范围;
(2)当a>0时,解关于x的不等式.
C组 综合知识点限时25分钟
26.(2024云南师大附中模拟)已知集合A={x||x|≤2},B={x|x(x-3)≥0},则A∩B=( )
A.{x|x≤2或x≥3}
B.{x|-2≤x≤0}
C.{x|-2≤x≤3}
D.{x|0≤x≤2}
27.(2025北京期中)对任意-1≤a≤1,y=x2+(a-4)x+4-2a的值恒大于零,则x的取值范围是( )
A.{x|x<1或x>3} B.{x|1<x<3}
C.{x|x<1或x>2} D.{x|1<x<2}
28.(2024江西萍乡期末)已知关于x的一元二次不等式mx2-2x+1<0的解集为{x|a<x<b},则3a+b的最小值为 .
29.(2025广东揭阳期中)某种衬衫进货价为每件30元,若以每件40元出售,则每天能卖出40件;若每件提价1元,则每天卖出件数将减少1,为使每天出售衬衫的净收入不低于525元,则每件衬衫的售价m(单位:元)的取值范围是 .
30.()设y=ax2+(1-a)x+a-2.若不等式y≥-2对一切实数x恒成立,则实数a的取值范围为 .
31.(2024广东江门期中)某企业计划加大对芯片研发部的投入,据了解,该企业研发部原有100名技术人员,年人均投入为a万元,现把原有技术人员分成两部分:技术人员和研发人员,其中技术人员x名(x∈N且45≤x≤75),调整后研发人员的年人均投入增加4x%,技术人员的年人均投入调整为a·万元.
(1)要使这(100-x)名研发人员的年总投入不低于调整前100名技术人员的年总投入,求调整后的技术人员的人数最多是多少;
(2)是否存在这样的实数m,使得技术人员在已知范围内调整后,同时满足以下两个条件:①技术人员的年人均投入始终不减少;②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入?
32.(2024江苏盐城阶段练习)关于x的不等式组的整数解的集合为A.
(1)当k=3时,求集合A;
(2)若集合A={-2},求实数k的取值范围;
(3)若集合A中有2 023个元素,求实数k的取值范围.
D组 高考怎么考限时5分钟
33.(2023新课标Ⅰ)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}
34.(2018全国Ⅰ)已知集合A={x|x2-x-2>0},则∁RA=( )
A.{x|-1<x<2}
B.{x|-1≤x≤2}
C.{x|x<-1}∪{x|x>2}
D.{x|x≤-1}∪{x|x≥2}
35.(2019全国Ⅰ)已知集合M={x|-4<x<2},N={x|x2-x-6<0},则M∩N=( )
A.{x|-4<x<3} B.{x|-4<x<-2}
C.{x|-2<x<2} D.{x|2<x<3}
36.(2019天津高考)设x∈R,使不等式3x2+x-2<0成立的x的取值范围为 .
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2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
1.B 设这个矩形的一条边长为x m,则其相邻边长为(12-x)m.由题意得(12-x)x>20,x∈{x|0<x<12}(易错点:隐含条件),
即x2-12x+20<0,x∈{x|0<x<12},解得2<x<10.故选B.
2.(1){x|x<x1或x>x2} {x|x1<x<x2} (2)a>0 <
3.(1)✕ (2)√ (3)√ (4)✕
4.C 令(x-1)(x-3)=0,解得x1=1,x2=3,所以不等式(x-1)(x-3)>0的解集为{x|x<1或x>3},故选C.
5.A
6.{x|-1<x<3}
7.答案 {x|2≤x<10}
解题思路 花卉带的宽度为x米,由题意得解得0<x<10,因为草坪面积不超过总面积的,所以(24-2x)·(20-2x)≤×24×20,解得2≤x≤20.
综上,2≤x<10,即花卉带的宽度x(单位:m)的取值范围是{x|2≤x<10}.
8.D 原不等式等价于解得x<且x≠0,即原不等式的解集为,故选D.
9.A 由-x2+6x+27>0,得x2-6x-27<0,
即(x-9)(x+3)<0,解得-3<x<9,
所以不等式-x2+6x+27>0的解集为{x|-3<x<9}.故选A.
10.CD 当a<2时,解集为{x|a<x<2};当a=2时,解集为⌀;当a>2时,解集为{x|2<x<a}.故选CD.
11.答案
解题思路 由ax2+(2-4a)x-8>0得(ax+2)(x-4)>0,
又a>0,所以(x-4)>0,解得x>4或x<-,
所以原不等式的解集为.
12.解题思路 原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,
又因为a>0,所以(x-1)<0.
当0<a<1时,解得1<x<.
当a=1时,解集为⌀.
当a>1时,解得<x<1.
综上,当0<a<1时,原不等式的解集为;
当a=1时,原不等式的解集为⌀;
当a>1时,原不等式的解集为.
方法总结 解含参数的一元二次不等式的步骤
变式12-1 当a>0时,同T12解题思路;
当a=0时,原不等式等价于-x+1<0,即x>1;
当a<0时,<1,原不等式可化为(x-1)>0,
解得x>1或x<.
综上,当0<a<1时,原不等式的解集为;
当a=1时,原不等式的解集为⌀;
当a>1时,原不等式的解集为;
当a=0时,原不等式的解集为{x|x>1};
当a<0时,原不等式的解集为.
13.AD 由关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x<-3或x>2},知-3和2是关于x的方程ax2+bx+c=0的两个实根,且a>0,故A正确;
根据根与系数的关系知-=-3+2=-1,=-3×2=-6,∴b=a,c=-6a,又a>0,
∴关于x的不等式bx+c>0化简为x-6>0,
解得x>6,即关于x的不等式bx+c>0的解集是{x|x>6},故B不正确;
由于a>0,故a+b+c=a+a-6a=-4a<0,故C不正确;
关于x的不等式cx2-bx+a<0可化为6x2+x-1>0,
解得x<-或x>,
即关于x的不等式cx2-bx+a<0的解集是或,故D正确.
故选AD.
14.C 因为关于x的一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|α<x<β},
所以a<0,且关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根分别为α,β,
则有-=α+β,=αβ,
不等式cx2+bx+a<0两边同时除以a(a<0),
得x2+x+1>0,
即αβx2-(α+β)x+1>0,即(αx-1)(βx-1)>0,
因为0<α<β,所以>>0,所以x>或x<,故关于x的不等式cx2+bx+a<0的解集为.
故选C.
15.答案
解题思路 关于x的不等式x2-(2a+1)x+2a<0可化为(x-1)(x-2a)<0,
当2a>1时,1<x<2a,要使解集中恰有两个整数,
则3<2a≤4,解得<a≤2;
当2a=1时,不等式可化为(x-1)2<0,此时无解;
当2a<1时,2a<x<1,要使解集中恰有两个整数,
则-2≤2a<-1,解得-1≤a<-.
综上,实数a的取值范围是.
16.解题思路 (1)因为关于x的不等式2kx2+kx-<0的解集为,
所以k>0,-和1是关于x的方程2kx2+kx-=0的两个实数根,
则解得k=.
(2)已知关于x的不等式kx2+kx-<0的解集是R,
当k=0时,-<0成立,满足条件;
当k≠0时,解得-3<k<0.
综上,实数k的取值范围是{k}-3<k≤0}.
17.B 在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,所以△ABC为等腰直角三角形,
设AD=x米(0<x<200),
则EF=FC=AD=x米,FA=(200-x)米,
依题意有x(200-x)≥7 500,解得50≤x≤150,
即AD的长度(单位:米)的取值范围是{AD|50≤AD≤150}.故选B.
18.答案 {x|0<x≤10}
解题思路 因为三块花卉的面积均为150平方米,矩形花卉的宽为x米(x>0)(易错点:实际应用问题中的隐含条件不能丢失),
所以花卉的长为米,
又矩形花卉的长比宽至少多5米,所以≥x+5,
即x2+5x-150≤0(x>0),
即(x-10)(x+15)≤0(x>0),
解得0<x≤10,
所以花卉宽x(单位:米)的取值范围是{x|0<x≤10}.
易错警示 用一元二次不等式解决实际应用问题时,需要注意自变量的实际意义.
19.答案 {t|10≤t≤15,t∈N}
解题思路 由题意知日销售金额为(t+10)(-t+35)元(0<t≤30,t∈N),
依题意有(t+10)(-t+35)≥500(0<t≤30,t∈N),解得10≤t≤15,t∈N,
∴t的取值范围是{t|10≤t≤15,t∈N}.
20.解题思路 (1)设y=kx+b,k≠0,由题图可知,函数图象过点(30,100),(45,70),
所以解得所以y=-2x+160.
由解得0<x<80.
所以该商品每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式是y=-2x+160(0<x<80).
(2)若单价不低于成本价24元,且不高于50元,
则y=-2x+160(24≤x≤50),
则利润y'=(-2x+160)×(x-24)=-2x2+208x-3 840(24≤x≤50),
其图象开口向下,对称轴方程为x=-,即x=52,
所以当x=50时,y'取得最大值,为-2×502+208×50-3 840=1 560,
所以当单价为50元时,利润最大,最大利润为1 560元.
(3)由(2)得利润y'=-2x2+208x-3 840,
又该商品每天获得的利润不低于1 280元,
所以-2x2+208x-3 840≥1 280,
整理得x2-104x+2 560≤0,
即(x-40)(x-64)≤0,解得40≤x≤64,
易知y=-2x+160是减函数,所以当x=64时,每天的销售量最少,最少为-2×64+160=32件.
21.C 已知不等式kx2-kx+>0对任意的实数x恒成立,
①当k=0时,不等式为>0,恒成立,符合题意;
②当k≠0时,解得0<k<3.
综上,实数k的取值范围为{k|0≤k<3}.
故选C.
方法总结 一元二次不等式在R上恒成立问题的解法
(1)如图①,一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)在R上恒成立⇔一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集为R⇔二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象恒在x轴上方⇔ymin>0⇔
(2)如图②,一元二次不等式ax2+bx+c<0(a<0)在R上恒成立⇔一元二次不等式ax2+bx+c<0(a<0)的解集为R⇔二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象恒在x轴下方⇔ymax<0⇔
变式21-1 因为关于x的不等式x2-x+m<0的解集是⌀,
所以关于x的不等式x2-x+m≥0的解集为R,则1-4m≤0,解得m≥,所以实数m的取值范围为.
22.C 依题意可得ax2-ax+17≥0对一切实数x都成立,
当a=0时,17≥0对一切实数x都成立;
当a≠0时,需满足解得0<a≤68.
综上,a的取值范围为{a|0≤a≤68},又a∈Z,所以整数a的个数为69.故选C.
变式22-1 当a=0时,原不等式可化为x<0,不合题意;
当a≠0时,
由题意得或
解得a≥,所以实数a的取值范围为.
变式22-2 由题意得
即解得-<m<0.
所以实数m的取值范围为.
变式22-3 ax2-(2a-1)x+3-a≥0变形为a(x2-2x-1)+x+3≥0,由题意得解得-1≤x≤0或≤x≤4,
所以实数x的取值范围为.
23.答案
解题思路 y<-m+5恒成立,即当1≤x≤3时,m(x2-x+1)-6<0恒成立,易知x2-x+1=+>0,∴m<.易得当1≤x≤3时,h==的最小值为,∴m的取值范围为.
解后反思 若ax2+bx+c>0(或<0)(a≠0,a,b,c可互相表示)在x∈{x|m<x<n}时恒成立,则可通过分离参数,把参数的范围问题转化为函数的最值问题.
24.答案
解题思路 y<0⇔mx2-mx-6+m<0⇔(x2-x+1)m-6<0.
又∵1≤m≤3,∴x2-x+1<恒成立,
∴x2-x+1<⇒x2-x-1<0⇒<x<.
∴实数x的取值范围为.
解后反思 转换思维角度,即把变元与参数变换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围求解.
25.解题思路 (1)不等式ax2-x+1-a≤0可化为a(x2-1)≤x-1,
当3≤x≤4时,8≤x2-1≤15,2≤x-1≤3,
所以a≤恒成立,
易知4≤x+1≤5,所以≥,所以a≤,
所以实数a的取值范围是.
(2)不等式ax2-x+1-a≤0可化为(x-1)(ax-1+a)≤0,
当-1=1,即a=时,不等式为(x-1)2≤0,
解得x=1.
当-1>1,即0<a<时,解不等式得1<x<-1.
当-1<1,即a>时,解不等式得-1<x<1.
综上,当a=时,原不等式的解集为{1};当0<a<时,原不等式的解集为x1<x<-1;当a>时,原不等式的解集为x-1<x<1.
26.B A={x||x|≤2}={x|-2≤x≤2},B={x|x(x-3)≥0}={x|x≤0或x≥3},故A∩B={x|-2≤x≤0},故选B.
27.A 由题意得解得x>3或x<1,
即x的取值范围是{x|x<1或x>3}.故选A.
28.答案 2+
解题思路 由题意得m>0,a,b是关于x的一元二次方程mx2-2x+1=0的两个不同的实数根,则有a+b=,ab=,Δ=4-4m>0,所以0<m<1,a,b是两个不同的正数,
所以=+=2,
则3a+b=(3a+b)·=2++≥2+2=2+,当且仅当a=+,b=+时,等号成立,故3a+b的最小值为2+.
29.答案 {m|45≤m≤65}
解题思路 设每件衬衫提价x元,则每件衬衫的售价为m=(40+x)元,
则每天出售衬衫的净收入(单位:元)为(40+x-30)(40-x)=-(x-15)2+625,
由题可得-(x-15)2+625≥525,
即(x-25)(x-5)≤0,解得5≤x≤25,
∴45≤40+x≤65,∴每件衬衫的售价m(单位:元)的取值范围是{m|45≤m≤65}.
30.答案
解题思路 由题意知ax2+(1-a)x+a-2≥-2对一切实数x恒成立,所以ax2+(1-a)x+a≥0对一切实数x恒成立.
当a=0时,不等式可化为x≥0,不满足题意;
当a≠0时,由题意得解得a≥.
综上,实数a的取值范围是.
31.解题思路 (1)依题意可得调整后研发人员的年人均投入为(1+4x%)a万元,
则(100-x)(1+4x%)a≥100a(a>0),即3x-≥0,解得0≤x≤75,又x∈N且45≤x≤75,
所以调整后的技术人员的人数最多是75.
(2)存在满足题意的m.
①技术人员的年人均投入始终不减少,则a≥a,a>0,解得m≥+1,
②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入,则(100-x)(1+4x%)a≥xa,
两边同时除以ax,得≥m-,
整理得m≤++3,
故+1≤m≤++3,
++3≥2+3=7,当且仅当x=50时,取等号,所以m≤7,
因为45≤x≤75,x∈N,所以当x=75时,+1取得最大值,为7,所以m≥7.
综上,m=7,即存在这样的实数m满足条件.
32.解题思路 (1)当k=3时,由2x2+11x+15<0,
解得-3<x<-,
由x2-x-2>0,解得x<-1或x>2,
所以的解集为,
故满足条件的整数x不存在,所以A=⌀.
(2)由x2-x-2>0,解得x<-1或x>2,
易知有唯一整数解x=-2,
2x2+(2k+5)x+5k=0的两根分别为-k和-,
所以-2<-k≤3,解得-3≤k<2,即实数k的取值范围为{k|-3≤k<2}.
(3)当-k=-,即k=时,A=⌀,不符合题意;
当-k<-,即k>时,A={-3,-4,…,-2 025},
所以-2 026≤-k<-2 025,解得2 025<k≤2 026;
当-k>-,即k<时,A={-2,3,4,…,2 024},
所以2 024<-k≤2 025,解得-2 025≤k<-2 024.
综上,实数k的取值范围为{k|-2 025≤k<-2 024或2 025<k≤2 026}.
33.C 因为M={-2,-1,0,1,2},N={x|x2-x-6≥0}={x|x≤-2或x≥3},所以M∩N={-2},故选C.
34.B A={x|x<-1或x>2},∴∁RA={x|-1≤x≤2}.故选B.
35.C 由x2-x-6<0,得(x-3)(x+2)<0,解得-2<x<3,
即N={x|-2<x<3},又M={x|-4<x<2},
∴M∩N={x|-2<x<2}.故选C.
36.答案
解题思路 3x2+x-2<0⇒(x+1)(3x-2)<0,
所以-1<x<.故x的取值范围为.
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