内容正文:
高一数学●2024苏教版必修一
第三章 不等式
本节学习理解二次函数、一元二次方程与不等式的内在联系,会借助二次函数图像求解一元二次不等式,提升数形结合能力,能解决简单实际问题,发展数学直观与逻辑推理素养。
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
致读者
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图解课标要点
3
理知识 新知课丨必备知识解读
知识点1 从函数观点看一元二次方程
1 二次函数零点的概念
一般地,一元二次方程 的根就是二次函数
当函数值取零时自变量 的值,即二次函数
的图象与 轴交点的横坐标,也称为二次函数
的零点.(【关键点】函数的零点是实数,而不是点)
. .
4
2 一元二次方程的根、二次函数图象、二次函数零点之间的关系
判别式
方程
的根 有两个相异的实数根
有两个相等的实数
根 没有实数根
二次函数
的图象
二次函数
的零点 有两个零点
有一个零点
无零点
当 时,以此类推.
5
学思用·典例详解
例1-1 [教材改编P64 T3]函数 的零点是____.
1,2
【解析】令,解得或 ,
故函数 的零点是1,2.
例1-2 函数没有零点,则 的取值范围为( )
B
A. B. C. D.
【解析】 函数没有零点, 一元二次方程 没有实
数根,则,即 .
6
【想一想丨问题质疑】
二次函数 有零点可等价于哪些说法?
提示 二次函数的图象与 轴有交点;一元二次方程
有实数根.
7
知识点2 从函数观点看一元二次不等式
1 一元二次不等式的概念
只含有一个未知数,并且未知数最高次数是2的整式不等式叫作一元二次不等式.
2 一元二次不等式与二次函数之间的联系
判别式
方程
的根 有两个相异
的实数根 ,
有两个相等的实数根
没有实数
根
8
判别式
二次函数
的图
象
的解
集
的解
集
当 时,以此类推.#1.1
续表
9
知识剖析
三个“二次”之间的关系如下:#2.1
10
3 解一元二次不等式的一般步骤
当时,解形如或 的一元二次
不等式的一般步骤如下:
11
特别提醒
(1)在通过图象获取解集时,注意不等式中的不等号方向、是否为严格不等关
系及 时的特殊情况.
(2)当 时,解一元二次不等式可以从两个方面入手:①画出对应图象进
行直接判定(此时图象开口向下);②两边同乘以,把转变为 再解.
. .
. .
. .
. .
12
4 利用符号法则研究一元二次不等式的解法
考虑到解一元二次不等式的速度,结合之前所学的有关因式积的符号法则
(【用法】若,则同号;若,则 异号),我们可以将二次三项式进
行分解,然后利用上述符号法则来研究一元二次不等式的解法.即对于一个二次三项
式,若 ,则
或;若,则 .
知识剖析
利用符号法则的前提是能熟练地对多项式进行因式分解.符号法则能够进行推广,可
以进一步研究分式不等式和高次不等式.这也告诉我们,如果能对一个多项式进行因
式分解,那么解不等式时运用符号法则可快速得到答案.
. .
13
学思用·典例详解
例2-3 [教材改编P67 T3(1)]解不等式: .
【解析】 ,方程的实根为, .
(求出对应方程的根)
14
图3.3-1
函数的图象是开口向下的抛物线,与 轴交于
点和 ,如图3.3-1所示.(作出对应函数的图象)
由图象得不等式的解集是或 .(结合函数图象
写出解集)
在不等式两边同乘以 ,
可得 .(将问题转化为二次项系数为正的情形)
方程的实根为, ,(求出对应方程的根)
所以不等式的解集为或 .(利用方程与不等式的关系写出解集)
15
例2-4 若不等式的解集为,则函数 的图象为
( )
B
A. B. C. D.
【解析】因为不等式的解集为,所以 ,且函数
的图象与轴的交点坐标分别为, ,结合选项可知B正确.
16
例2-5 不等式 的解集为__________________.
或
【解析】原不等式变形为,解方程,得, .
原不等式的解集为或 .
警示 对于或 型的不等式,除了用上述方法求解之外,
还可用开方法,但开方时,要加绝对值,即 ,
,千万不能写成或 的错误形式.
17
方法帮 解题课丨关键能力构建
题型1 解一元二次不等式
1 解不含参数的一元二次不等式
例6 解下列不等式:
(1) ;
【解析】因为,所以方程 有两个不等
实根,.又二次函数 的图象开口向上,所以原不等
式的解集为或 .
18
(2) ;
【解析】原不等式可化为,所以原不等式的解集为 .
(3) .
【解析】原不等式可化为,因为 ,所以
方程无实根,又二次函数 的图象开口向上,所以原
不等式的解集为 .
思路点拨 利用一元二次不等式的解法求解.
名师点评
判别式是判断一元二次方程是否有实根的理论依据,故应先计算.一般地,若不等
式对应的方程的根的判别式,则相应不等式的解集为R或者为 .
19
解一元二次不等式的步骤
20
【学会了吗丨变式题】
1.[教材改编P67 T5(1)]设集合 ,
,则 ( )
C
A. B. C. D.
【解析】 ,
,则
.
21
2 解含参数的一元二次不等式
例7(1)解关于的不等式: .
【解析】将不等式变形为 .
当(【会分类】根据与的关系分类讨论),即或 时,原不等式
的解集为或 ;
当,即或时,原不等式的解集为 ;
当,即时,原不等式的解集为或 .
. .
22
(2)(2026·广东省惠州市月考)解关于的不等式: .
【解析】①若,(【明易错】题干并未强调是关于 的一元二次不等式,故需
讨论的情况)则原不等式为,故解集为 .
②若 ,
当,即时,方程的两根为, ,
原不等式的解集为 }.
当,即时,原不等式的解集为 .
当,即时,原不等式的解集为 .
. .
23
③若 ,
当,即时,原不等式的解集为或 }.
当,即时,原不等式可化为 ,
原不等式的解集为 .
当,即时,原不等式的解集为 .
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 ;
当时,原不等式的解集为或 };
当时,原不等式的解集为 ;
当时,原不等式的解集为 .
24
名师点评
若与不等式对应的方程的根的大小不确定,则必须讨论根的大小;若一元二次方程
根的判别式符号不确定,则应分,, 三种情况讨论.
25
解含参一元二次不等式分类讨论的着手点
在解答含有参数的一元二次不等式时,能分解因式的尽量分解因式,不能分解因式
的,要对参数进行分类讨论.在对参数进行分类讨论时,为了做到“不重不漏”,一般
从以下三步进行考虑:
26
【学会了吗丨变式题】
2.[多选题]关于的不等式 的解集可能是( )
ACD
A.或 B.或 C. D.
【解析】当时,原不等式解集为 .
当时,原不等式等价于 ,
若,则不等式的解集为 ;
若,则不等式的解集为 ;
若,则不等式化为,其解集为 .
27
当时,原不等式等价于,解得或 .
综上,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 ;
当时,不等式的解集为或.故选 .
28
题型2 三个“二次”之间的关系
例8 [教材改编P74 T6]若不等式的解集为 ,则不等
式 的解集为( )
A
A. B.或
C. D.或
29
【解析】因为不等式的解集为 ,
所以且和2是方程 的解,(三个“二次”之间的关系)
由根与系数的关系知,
解得
所以不等式可化为 ,即
,(之所以变号是因为 ,此处易错)
即,解得,所以不等式 的
解集为 .
30
一般地,若已知一元二次不等式的解集,则由一元二次不等式解集可逆向推知它的
系数所满足的条件(即相应的一元二次方程的根或根的判别式的情况及二次项系数
的正负性等),再利用根与系数的关系即可解决问题.
31
【学会了吗丨变式题】
3.[多选题](2026·江苏省南通市调研)已知关于的不等式 的解集为
或 ,则下列说法正确的是( )
AC
A.
B.不等式的解集为
C.不等式的解集为或 }
D.
32
【解析】 关于的不等式的解集为或, 二次函
数 的图象开口向上,
即 ,选项A正确;
由题可知方程的两个实数根为 ,4,
解得
则等价于 ,
又,, 不等式的解集为, 选项B错误;
不等式等价于 ,
33
即,解得或 ,
不等式的解集为或, 选项C正确;
, 选项D错误.故选 .
题型3 一元二次不等式恒(能)成立问题
1 在 上恒成立问题
例9 若对任意实数,关于的不等式恒成立,则实数
的取值范围为_ _______________.
35
【解析】(1)若,(【明易错】此处易被忽略,当 时,所给
不等式对应的方程并不是一元二次方程)则 .
当时,原不等式为,解集为R,满足题意;当 时,原不等式为
,解集为 },与题意不符.
(2)若,即 ,
则当时,不等式的解集为,解得 .
综上,实数的取值范围是 .
. .
36
2 在给定范围内恒成立问题
例10 当时,恒成立,求 的取值范围.
【解析】 当时, 恒成立,
即当时, 恒成立,
所以有或
或
解得或 .
综上可得,的取值范围为 .
37
当时, 恒成立,
即恒成立,即 恒成立,
因为,当且仅当,即 时等号成立,
所以,即的取值范围为 .
38
3 在 上能成立问题
例11 若存在实数,使得成立,则实数 的取值范围为
( )
C
A. B.或 }
C.} D.
思路点拨 分别在,和 的情况下,结合二次函数的性质讨论得到
结果.
39
【解析】①当时,不等式化为 ,
解得 ,符合题意.
②当时, 的图象为开口向上的抛物线,只需
,即 .
③当时, 的图象为开口向下的抛物线,则必存在实
数,使得 成立.
综上所述,实数的取值范围为 }.
40
4 在给定范围内能成立(有解)问题
例12 (2026·天津市第四十七中学月考)若关于的不等式 在
时有解,则实数 的取值范围是( )
A
A. B. C. D.
41
【解析】不等式在时有解,等价于当 时,
.
图3.3-2
由二次函数 的图象(如图3.3-2所示)知,当
时,,所以 .
42
1.在 上的恒成立问题
不等式
, , , ,
2.在 上能成立问题
(1)不等式不同时为0能成立(有解)的条件是 或
43
(2)不等式不同时为0能成立(有解)的条件是 或
3.在给定区间内恒成立(有解)问题
转化为相应二次函数在该范围内的最值问题(令 ),对任意
,
(1)恒成立 ;
有解 ;
(2)恒成立 ;
有解 ;
4.当不等式中的参数容易分离时,也可采用分离参数法求参数的取值范围.一般情况
下,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数.
. .
45
【学会了吗丨变式题】
4.(2026·陕西省西安市月考)“”是“, 是假
命题”的( )
B
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
46
【解析】由“,是假命题”可得“ ,
是真命题”.(巧妙转化)
当,即时,不等式 恒成立;
当,即 时,
则满足解得 .
综上可得, .
又“”是“”的必要不充分条件,所以“”是“ ,
是假命题”的必要不充分条件.
47
5.若对于任意的,恒成立,则实数 的取值范围为
( )
D
A. B. }
C.或} D. }
48
【解析】令, ,
若, 恒成立;
当时,函数图象的对称轴方程为 ,
若,当时最大,且 ,
解得, ;
若,当时最大,且 ,
解得, .
综上所述,实数的取值范围为 }.
6.设,若关于的不等式在上有解,则 的取值范围为
( )
B
A. B. C.} D. }
【解析】 在上有解,即当 时,函数
的最小值小于或等于0.
二次函数图象的对称轴方程为 ,
当,即时,,则 ,无解;
当,即时,,则 ,
所以 ;
50
当,即时,,解得或 ,
所以 .
综上所述,的取值范围为 ,故选B.
(分离参数法)转化可得在 上有解,只需
,又,当且仅当时等号成立,所以 的取
值范围为 ,故选B.
题型4 可转化为一元二次不等式(组)的不等式的解法
1 利用转化法转化为一元二次不等式求解
例13 解下列不等式:
(1) ;
【解析】原不等式可化为,解得,又 ,
,
.
故原不等式的解集为 }.
52
(2) ;
【解析】原不等式可化为 ,
解得,又, .
故原不等式的解集为 .
(3) .
【解析】原不等式可化为 ,
解得或(舍去),或 .
故原不等式的解集为或 .
53
2 分式不等式的解法
例14 不等式 的解集为________________.
思路点拨 先把不等式转化为 的形式,再把不等式转化为不等式组或整
式不等式求解.
【解析】 原不等式可化为,即 .
原不等式等价于或 (【明易错】分类讨论,避免分母为0的错
误)
解得 .
故原不等式的解集为 .
. .
54
原不等式可化为,即 .
原不等式等价于即 (【明易错】由分式不等式转化为整
式不等式时,若不等式中含等号,在转化为整式不等式时,需保证分母不为0)
解得 .
故原不等式的解集为 .
. .
55
解分式不等式的基本思路
解分式不等式的思路——转化为整式不等式求解.
化分式不等式为标准形式的方法:移项,通分,不等式右边化为0,左边化为 的形
式.#2.3
56
将分式不等式转化为整式同解不等式的变形如下表:#2.4
分式不等式 整式同解不等式
与或 同解;
与 同解
与或 同解;
与 同解
与 同解
57
分式不等式 整式同解不等式
与 同解
续表
特别地,形如的分式不等式,可同解变形为 ,故可转化为解
.#2.5
3 一元高次不等式的解法
例15 解不等式 .
【解析】 (不等式组法) 原不等式可化为 或
(【关键点】利用不等式的性质将一元高次不等式转化为不等式组)
即或
解得或 .
故原不等式的解集为或 .
59
(列表法) 原不等式可化为 .
-
- -
- - -
- -
由上表可知,原不等式的解集为或 .
60
(穿根引线法) 方程
的根为, .
图3.3-3
将, ,4标在数轴上,然后用一条光滑的曲线从数
轴右端的上方起,依次穿过这些点,则不等式的解集即
为曲线在数轴上方的部分对应的 的取值范围(如图3.3-3
所示).
故原不等式的解集为或 .
61
用穿根引线法解一元高次不等式的解题步骤#1.1
分解
因式 将不等式转化为一端为0,另一端为若干个因式(一次或二次不可约因式)
的乘积的形式,并将各因式中最高次数的项的系数的符号化为“ ”.
求根 求各因式对应方程的根,并在数轴上表示出来.
穿线 由数轴右上方穿线,经过数轴上表示各根的点.
穿线时要遵循“奇穿偶回”的原则(即某个因式是奇数次时,就从数轴的一
侧穿到数轴的另一侧;某个因式是偶数次时,则不穿过数轴).简称“奇过偶
不过”.
62
得解 若不等式最高次数的项的系数符号化为“”后的右边是“ ”,则找“线”
在数轴上方部分对应的的取值范围;若不等式的右边是“ ”,则找“线”
在数轴下方部分对应的 的取值范围.
续表
注意:不等式若带“ ”,点画为实心,解集边界处应有等号.#1.2.1
题型5 一元二次不等式的应用问题
图3.3-4
例16 (2026·四川省华蓥中学月考)某物流公司购买了一块长
,宽的矩形地块 ,计划在图3.3-4中
矩形 处建一个仓库,其余地方为道路和停车场,要求顶点
在地块对角线上,,分别在边,上,假设 的长度
为 .
(1)求仓库占地面积关于 的函数解析式;
【解析】依题意,得,所以,即 ,解得
,(【破题点】利用三角形相似将用 表示出来)
所以仓库占地面积关于的函数解析式为, .
64
(2)要使仓库占地面积(矩形的面积)不少于, 的长度应在什么范
围内?
【解析】仓库占地面积不少于,即 ,
化简得,解得 ,
所以的长度应在 内.
65
解决一元二次不等式应用问题的关键和步骤
解一元二次不等式应用题的关键在于构造一元二次不等式模型,即分析题目中有哪些
未知量,然后选择关键量并设出此关键量,再根据题目中的不等关系列不等式.
解决一元二次不等式的应用问题,一般可以按照以下四步进行:
(1)阅读题干,认真审题,把握问题中的关键词,找准不等关系;
(2)引进数学符号,用不等式表示不等关系;
(3)解不等式;
(4)回归实际问题.
66
【学会了吗丨变式题】
7.(2026·宁夏银川市第二中学月考)某文具店购进一批新型台灯,每盏最低售价为15
元,若按最低售价销售,每天能卖出30盏;若售价每提高1元,日销售量将减少2盏.
为了使这批台灯每天获得400元以上(不含400元)的销售收入,则这批台灯的销售
单价 (单位:元)的取值范围是( )
B
A. B. C. D.
【解析】由题意可知,,即 ,解得
, 每盏最低售价为15元, 所求取值范围为 .
67
高考帮 考试课丨核心素养聚焦
考情揭秘
一元二次不等式具有较强的基础性和工具性,高考主要考查不等式的计算,或在解
决其他问题时,利用解不等式这一工具,难度中等偏下.
核心素养:数学运算(求解集).
68
考向1 不等式的计算
例17(1)(2025·上海)不等式 的解集为______.
【解析】原不等式等价于解得 .
(2)(2025· 全国二卷)不等式 的解集是( )
C
A. B. C. D.
【解析】由,得,得,得 得
,故选C.
69
考向2 不等式与其他知识的综合
例18(1)(2023· 新课标Ⅰ卷)已知集合, ,
则 ( )
C
A. B. C. D.
【解析】因为或,所以 .
(2)(全国Ⅰ卷)已知集合,,则 ( )
D
A. B. C. D.
【解析】由,得,即集合 ,又集合
,所以 .
70
高考新题型专练
1.[多选题](2026·江苏省南京市期中)已知关于的不等式 的解集为
,则下列说法正确的是( )
BCD
A.
B.
C.不等式的解集为或 }
D. 的最小值为6
71
【解析】 不等式的解集为 ,
,故A错误;
,,即,,且 ,
,故B正确;
可化为,即 ,故不等式的解集
为或 ,故C正确;
(虽然都带负号,但它们都是正的,因为 ),
当且仅当 时,等号成立,故D正确.
故选 .
. .
72
2.[多选题](2026·上海七宝中学开学考试)设集合 ,
,下列说法正确的有( )
ABD
A.当,若中恰有一个整数,则 }
B.若 ,则
C.若,则
D.,有
73
【解析】或 ,
}.
当,若中恰有一个整数,则(集合关于 时称,
集合关于对称,因为,所以 ),解得
,故A正确;
若 ,则解得 ,故B正确;
若,则 无解,故C错误;
由或知,,, (只有 时,
) 故D正确.故选 .
. .
. .
. .
74
练习帮 习题课丨学业质量测评
A 基础练丨知识测评
建议时间:20分钟
1.已知集合,,则 ( )
C
A.或 B.或
C.或 D.或
【解析】 ,
则或 ,
或 ,
则或 .
75
2.函数 的零点为( )
C
A. B. C.2,3 D.,
【解析】解方程,得或 ,所以函数的零点为2,3,故选C.
3.(2026·福建省顺昌第一中学开学考试)关于的一元二次不等式 对一
切实数都成立,则实数 满足( )
C
A. B. C. D.
【解析】因为一元二次不等式对一切实数 都成立,所以
,解得.故实数的取值范围为 .
76
4.(2026·山东省威海市实验高级中学诊断)已知不等式 的解集为
,下列结论正确的是( )
A
A. B. C. D.
【解析】由于不等式的解集为,所以,且
和2是的两根,所以即
则,,故B,C,D错误,所以当时, ,故A正确.
77
5.(2026·广东省广雅中学月考)甲、乙分别解关于的不等式 .甲抄错
了常数,得到解集为;乙抄错了常数,得到解集为 .如
果甲、乙两人解不等式的过程都是正确的,那么原不等式解集应为( )
A
A. B.
C. D.
【解析】由题意得,,所以, ,故原不等式为
,解得.故所求解集为 .
78
6.[多选题] (2026·福建省漳州第一中学月考)对于给定的实数 ,不等式
的解集可能是( )
AB
A.} B. C. D.R
【解析】当时,不等式可化为,解得 .
当时,原不等式可化为 ,
当时,解得 ;
当时,解得或 ;
当时,解得 ;
当时,解得或.故选 .
79
7.不等式 的解集为____________________________.
或
【解析】原不等式可化为,等价于 ,
即
如图D 3.3-1所示,则不等式的解集为或 .
图D 3.3-1
80
8.新考法 结构不良 在①,②关于 的不等式
的解集为,③一次函数的图象过 ,
两点,这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中并解答.
问题:已知 ______________,求关于 的不等式 的解集.#8.1.1
【解析】 选①.若,解得 ,不符合条件;
若,解得,则 符合条件.
将代入不等式整理得,解得或 ,故原不等式的解
集为 .
81
选②.因为不等式的解集为,所以 解得
将代入不等式整理得,解得或 ,
故原不等式的解集为 .
选③.由题得解得
将代入不等式整理得 ,
解得或,故原不等式的解集为 .
B 综合练丨高考模拟
建议时间:20分钟
9.(2026·四川省巴中市月考)若不等式的解集为 ,
则不等式 的解集为( )
B
A. B.或
C. D.或
【解析】由不等式的解集为,得 是
的一个根, .
不等式即为,移项通分得 ,
,解得或 .
故所求不等式的解集为或 .
83
10.新考法 开放探究 对于实数,当且仅当时, ,则
能满足不等式的 的解集为( )
A
A. B. C. D.
【解析】由,得 ,又当且仅当
时,,所以 ,3,4,5,6,7,所以不等式的解集为
.
84
11.[多选题] 已知关于的不等式的解集是 ,其中
,则下列结论中正确的是( )
ACD
A. B. C. D.
【解析】由关于的不等式的解集是 ,其中
,所以,且,是一元二次方程 的解,所以
,,所以, ,选
项A,D正确.因为 ,
所以选项C正确.由方程的解是 和1,因为不等式
的解集为,数形结合可知 ,选项B
错误.故选 .
85
12.若函数的一个零点在区间上,另一个零点在区间 上,
则实数 的取值范围为______.
【解析】由题意知,当时,,当时,,当时, ,当
时,,则
解得 .
86
13.已知不等式的解集非空,则实数 的取值范围是
_ ____________.
【解析】当,即时,原不等式可化为,解得 满足题
意;
当,即时,不等式 的解集非空,只需
,
解得 ;
当,即 时,
不等式 解集非空一定成立.
综上,实数的取值范围为 .
87
14.(2026·湖南省邵阳市第二中学周测)某种商品原来每件售价为25元,年销售8万件.
(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使年销售收入
不低于原收入,该商品每件定价最多为多少?
【答案】设该商品每件定价为元,则 ,
整理得,解得 .
故要使年销售收入不低于原收入,该商品每件定价最多为40元.
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(2)为了扩大商品的影响力,提高年销售量,公司决定明年对该商品进行全面技术
革新和营销策略改革,并提高价格到元,公司拟投入 万元作为技改费
用,投入50万元作为固定宣传费用.试问:该商品明年的销售量 至少达到多少万件
时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时每件商品的
定价.
【答案】由题意得,当时, 有解,等价于当
时, 有解,
又,当且仅当,即时等号成立, .
故当该商品明年的销售量 至少达到10万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收
入与总投入之和,此时每件商品的定价为30元.
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C 培优练丨能力提升
15.设,若时均有成立,则 _ _.
【解析】由知方程 有两个不同的实
数根,设为,.由,知,异号,不妨设 .
(1)当时,不等式即,对任意 未必成立,不符合题意.
(2)当时,由知,而当时, ,从而
,不符合题意.
(3)当时, .
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图D 3.3-2
①当时,,则 .
如图D 3.3-2,当 时,未必恒有
成立,不符合题意.
图D 3.3-3
②当时,,则 .
如图D 3.3-3,当 时,未必恒有
成立,不符合题意.
图D 3.3-4
③当时,,则 .
如图D 3.3-4,当时,恒有 成
立,满足条件.
综上可知,所求实数的值为 .
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