内容正文:
高中数学·题型专项训练系列
专题03 二次函数与一元二次方程、不等式(8大题型44题)(原卷版)
高一数学上学期 人教A版(2019)
题型归纳 · 内容导航
题型一 解不含参数的一元二次不等式(常考点)
题型二 解含参数的一元二次不等式(重点)
题型三 分式不等式(重点)
题型四 一元二次方程的根与韦达定理(常考点)
题型五 一元二次方程根的分布(难点)
题型六 二次函数与不等式(重点)
题型七 一元二次不等式恒成立问题(难点)
题型八 综合应用(解答)(拔高)
题型通关 · 靶向提分
题型一 解不含参数的一元二次不等式(共8小题)
【知识积累】
步骤:把不等式化为标准形式 ;求根;画草图(或用两根把数轴分成三段)确定解集。
解集写法:写成不等式或集合,如 。
特殊情形:判别式小于 0 时,若 ,则 的解集为 。
【典例】
1.不等式的解集为( )(26-27高一上·甘肃白银·阶段检测)
A. B.或
C. D.或
【变式训练】
2.不等式的解集为( )(26-27高一上·山东临沂·阶段检测)
A. B.
C. D.
3.不等式的解集是( )(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
A. B.或
C. D.或
4.“”是“”的( )(26-27高一上·河北邯郸·阶段检测)
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
5.解下列不等式:(26-27高一上·江苏无锡·阶段检测)
(1);
(2);
(3).
6.若成立,则实数的取值范围是( )(26-27高一上·云南保山·开学考试)
A. B. C. D.
7.已知关于的一元二次不等式的解集为,则下列说法正确的是( )(25-26高一上·江西南昌·阶段检测)
A.若,则且
B.若,则关于的不等式的解集也为
C.若,则关于的不等式的解集为或
D.若为常数,且,则的最小值为8
8.不等式的解集是_____________ .(25-26高一上·上海松江·阶段检测)
题型二 解含参数的一元二次不等式(共7小题)
【知识积累】
先讨论二次项系数: 时退化为一次(或恒成立/无解), 时再讨论判别式。
由解集求参数:已知解集为某范围,转化为两根位置或开口方向与判别式条件。
端点:解集端点能否取到,对应原不等式是“”还是“”。
【典例】
9.已知,若关于的不等式解集中的整数恰有3个,则( )(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)
A. B. C. D.
【变式训练】
10.已知关于x的不等式恰有一个整数解,则a的取值范围是( )(25-26高一上·浙江杭州·期中)
A. B. C. D.或
11.若,则关于的不等式的解集为( )(26-27高一上·江西·期中)
A.
B.
C.或
D.或
12.已知关于的一元二次不等式的解中有且仅有4个整数,则实数的取值集合是( )(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
A. B.
C. D.
13.已知关于的不等式的解集为或,则下列说法正确的是( )(26-27高一上·江苏无锡·阶段检测)
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为或
14.已知关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为( )(26-27高一上·江苏淮安·阶段检测)
A.
B.
C.或
D.或
15.已知不等式的解集中恰有三个整数,则实数的取值范围为______.(26-27高一上·浙江宁波·阶段检测)
题型三 分式不等式(共6小题)
【知识积累】
移项通分:把不等式化为 (或 )的形式,注意 。
等价转化:(且 ),再用一次/二次不等式求解。
易错点:去分母时不能直接两边乘分母(分母可能为负);不要漏掉使分母为 0 的点。
【典例】
16.不等式的解集为( )(26-27高一上·山东临沂·阶段检测)
A.或 B.或
C. D.
【变式训练】
17.不等式的解集是( )(26-27高一上·辽宁·期中)
A.
B.
C.{或}
D.{或}
18.若,则的取值范围为( )(26-27高一上·河南开封·阶段检测)
A. B.
C. D.
19.不等式的解集是( )(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
A. B.
C. D.或
20.不等式的解集是( )(26-27高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)
A. B.
C. D.
21.不等式的解集是( )(26-27高一上·全国·课后作业)
A. B.
C. D.
题型四 一元二次方程的根与韦达定理(共4小题)
【知识积累】
判别式:;两根为实数时 (有重根时 )。
韦达定理:,()。
符号判断:由两根之和、之积的符号判断两根同号或异号。
【典例】
22.已知,是方程的两个根,则 ( )(26-27高一上·全国·期中)
A.3 B. C.7 D.
【变式训练】
23.对于一元二次方程,下列说法正确的个数是( )(26-27高一上·北京东城·阶段检测)
①若方程的两个根为和1,则.②若,则方程一定有解.③若,则.④若,且,则方程的两实数解一定互为相反数.
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
24.已知,且,若对于任意的,恒成立,则的取值可以为( )(26-27高一上·陕西西安·阶段检测)
A. B. C. D.
25.已知关于的一元二次方程的两个实根分别是,,则以,为根且二次项系数是1的一元二次方程为________________.(26-27高一上·上海·阶段检测)
题型五 一元二次方程根的分布(共3小题)
【知识积累】
根的分布:把条件(如两根分居 1 的两侧)转化为 (开口向上)等。
常见条件:两根都大于 ;一个大于 一个小于 ;两根都在 与 之间等。
步骤:先保证有实根(),再写对称轴、函数值符号等条件。
【典例】
26.关于的方程的两个实根,满足,则实数的取值范围为( )(26-27高一上·宁夏银川·阶段检测)
A. B.
C. D.
【变式训练】
27.若方程(,)在上有实根,则的最大值为______.(25-26高一上·辽宁大连·期中)
28.已知关于的一元二次不等式的解集为或,则不等式的解集是( )(25-26高一上·福建莆田·阶段检测)
A. B.或
C. D.或
题型六 二次函数与不等式(共5小题)
【知识积累】
函数与方程:二次函数图象与 轴交点即对应方程的根;与不等式解集对应图象在 轴上方或下方的部分。
实际问题:设出变量,列出二次函数或不等式,结合定义域求范围。
最值:开口与顶点决定最值;注意自变量的取值范围。
【典例】
29.在如图所示的锐角三角形空地中,要建一个面积不小于的内接矩形花园(阴影部分),则图中矩形花园的其中一边的边长(单位:)的取值范围是( )(26-27高一上·云南玉溪·阶段检测)
A. B.
C. D.
【变式训练】
30.已知二次函数的大致图象如图所示,则( )(26-27高一上·陕西西安·阶段检测)
A. B. C. D.
31.如图,一元二次函数的图象与轴交于,两点,则下列结论正确的是( )(26-27高一上·甘肃·阶段检测)
A. B.
C. D.
32.不等式的解集为________.(26-27高一上·山西大同·阶段检测)
33.关于的不等式的解集为__________.(26-27高一上·四川遂宁·开学考试)
题型七 一元二次不等式恒成立问题(共5小题)
【知识积累】
恒成立: 对任意实数 恒成立 且 (严格大于时不能取等)。
在某范围内恒成立:转化为对应二次函数在该范围内的最值与 0 比较。
结果写法:参数范围写成不等式或集合。
【典例】
34.已知,且,记为的最大值,记为的最大值.已知,对任意,恒成立,则的最大值为( )(26-27高一上·河北石家庄·阶段检测)
A. B.1 C. D.2
【变式训练】
35.若“,都有”是真命题,则实数可能的值是( )(26-27高一上·广东梅州·阶段检测)
A.1 B. C.-1 D.
36.设实数x,y满足:,则的最小值为____________.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段检测)
37.已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是_________.(26-27高一上·陕西商洛·阶段检测)
38.若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为__________.(26-27高一上·上海·阶段检测)
题型八 综合应用(解答)(共6小题)
【知识积累】
多小问:先解不含参的不等式或求函数最值,再解含参问题或恒成立。
分类讨论:二次项系数、判别式、根的大小关系要分类,最后合并。
书写:解集用不等式或集合表示;说明“当且仅当”“由题意得”等。
【典例】
39.已知函数.(26-27高一上·河北邯郸·阶段检测)
(1)若,恒成立,求实数的取值范围;
(2)若,使得,求实数的取值范围;
(3)若关于的不等式恰有3个正整数解,求实数的取值范围.
【变式训练】
40.解下列关于的不等式:(26-27高一上·四川资阳·阶段检测)
(1);
(2)
41.已知关于x的不等式的解集为.(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
(1)求实数a,b的值;
(2)若不等式对任意的恒成立,求实数x的取值范围;
(3)若,求关于x的不等式的解集.
42.已知函数,(26-27高一上·陕西西安·阶段检测)
(1)恒成立,求实数的取值范围;
(2)求不等式的解集;
(3)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
43.求下列不等式的解集.(26-27高一上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)
(1);
(2);
(3) .
44.解下列不等式:(26-27高一上·甘肃白银·阶段检测)
(1);
(2);
(3)
(4)
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专题03 二次函数与一元二次方程、不等式(8大题型44题)(解析版)
高一数学上学期 人教A版(2019)
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题型一 解不含参数的一元二次不等式(常考点)
题型二 解含参数的一元二次不等式(重点)
题型三 分式不等式(重点)
题型四 一元二次方程的根与韦达定理(常考点)
题型五 一元二次方程根的分布(难点)
题型六 二次函数与不等式(重点)
题型七 一元二次不等式恒成立问题(难点)
题型八 综合应用(解答)(拔高)
题型通关 · 靶向提分
题型一 解不含参数的一元二次不等式(共8小题)
【知识积累】
步骤:把不等式化为标准形式 ;求根;画草图(或用两根把数轴分成三段)确定解集。
解集写法:写成不等式或集合,如 。
特殊情形:判别式小于 0 时,若 ,则 的解集为 。
【典例】
1.不等式的解集为( )(26-27高一上·甘肃白银·阶段检测)
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【分析】先把不等式变形为标准的一元二次不等式,再利用一元二次不等式的解法即可求解.
【详解】因为,所以,
由一元二次不等式解得,
所以不等式的解集为.
【变式训练】
2.不等式的解集为( )(26-27高一上·山东临沂·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】等价于,
令,
即,
解得,,
所以不等式的解集为,
即原不等式解集为.
3.不等式的解集是( )(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
A. B.或
C. D.或
【答案】A
【详解】当时,等价于,
即,解得:,
当时,等价于,恒成立;
当时,等价于,
即,解得:;
综上,的解集为.
4.“”是“”的( )(26-27高一上·河北邯郸·阶段检测)
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
【答案】A
【详解】,解得或,
又是或的真子集,
故“”是“”的充分不必要条件
5.解下列不等式:(26-27高一上·江苏无锡·阶段检测)
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)不等式化为,即,
解得或,所以原不等式解集为.
(2)不等式移项得,即 ,
得,解得,所以原不等式解集为.
(3)由不等式可知,,故,
时,,不等式即,
解得,满足,所以原不等式解集为.
6.若成立,则实数的取值范围是( )(26-27高一上·云南保山·开学考试)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由绝对值的性质得到,解其等价不等式组得到的取值范围.
【详解】因为成立,
所以,等价于,
解得,
所以实数的取值范围是.
7.已知关于的一元二次不等式的解集为,则下列说法正确的是( )(25-26高一上·江西南昌·阶段检测)
A.若,则且
B.若,则关于的不等式的解集也为
C.若,则关于的不等式的解集为或
D.若为常数,且,则的最小值为8
【答案】ACD
【分析】A项,利用二次函数的图象可知A正确;B项,令(),当时,不等式的解集不为,B不正确;C项,根据将用表示,代入所求不等式求出解集,可知C正确;D项,根据得到,代入所求式,然后换元利用基本不等式可求出最小值可得.
【详解】A选项,若,即一元二次不等式无解,则一元二次不等式恒成立,且,A正确;
B选项,令,则、、,
∴不等式可转化为,当时,得,其解集不等于原来的,故B错误;
C选项,若,则,且和是一元二次方程的两根,且,,
所以,,
把代入可得,
因为,所以不等式的解集为或,C正确;
D选项,因为,所以开口向上且,即,
又,得,把代入得,
令,则,
,当且仅当等号成立,
所以的最小值为,D正确.
8.不等式的解集是_____________ .(25-26高一上·上海松江·阶段检测)
【答案】
【分析】根据一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】不等式可化为,
即或,解得.
所以不等式的解集为.
题型二 解含参数的一元二次不等式(共7小题)
【知识积累】
先讨论二次项系数: 时退化为一次(或恒成立/无解), 时再讨论判别式。
由解集求参数:已知解集为某范围,转化为两根位置或开口方向与判别式条件。
端点:解集端点能否取到,对应原不等式是“”还是“”。
【典例】
9.已知,若关于的不等式解集中的整数恰有3个,则( )(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】不等式化为,由题设分析可得,解出不等式,进而得到,进而求解即可.
【详解】由,则,
即,则,
由于不等式的解集中的整数恰有3个,
因此该不等式一定为一元二次不等式,且,
又,则,
而不等式可变形为,解得,
而,则,即,
所以,则.
【变式训练】
10.已知关于x的不等式恰有一个整数解,则a的取值范围是( )(25-26高一上·浙江杭州·期中)
A. B. C. D.或
【答案】A
【分析】对二次不等式左边进行因式分解,先讨论二次项系数,分析得到不符合题意;再讨论二次项系数得到解集,进而得到解集中的一个整数元素,从而得到不等式,解得的取值范围.
【详解】∵
当,即,不等式解集为或,
存在无数个整数解,不符合题意,故舍去;
当,即,不等式解集为,
存在无数个整数解,不符合题意,故舍去;
当,即,
当时,,
不等式解集为,
∴原不等式没有整数解,不符合题意,故舍去;
当时,,即,
不等式解集为空集,∴不符合题意,故舍去;
当时,,
不等式解集为,
∴原不等式的个整数解为:,
∴,则;
综上所述:.
11.若,则关于的不等式的解集为( )(26-27高一上·江西·期中)
A.
B.
C.或
D.或
【答案】C
【分析】由不等式的性质化简,然后由相应二次方程根的大小得出不等式的解.
【详解】因为,,
所以 ,
又不等式对应方程的根为:,且,
所以不等式的解集为或.
12.已知关于的一元二次不等式的解中有且仅有4个整数,则实数的取值集合是( )(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先由一元二次不等式及仅有 4 个整数解排除,确定得到解集,再分两类讨论解集内的 4 组连续整数,通过端点不等式求出范围.
【详解】因为不等式为关于的一元二次不等式,所以,
若,则不等式的解集为{x|x<x₁ 或 x>x₂}(x₁<x₂ 为对应方程的两根),含无数个整数,不满足解中有且仅有4个整数;
若,则不等式的解集为,
因为不等式的解中有且仅有4个整数,且则4个整数可能是或,
若4个整数是,则,解得,即;
若4个整数是,则,解得,即,
综上,实数的取值集合是.
13.已知关于的不等式的解集为或,则下列说法正确的是( )(26-27高一上·江苏无锡·阶段检测)
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为或
【答案】ABD
【分析】先利用一元二次不等式与二次函数的关系得到,.再代入各选项验证即可.
【详解】对于A,因为不等式的解集为或,
由二次函数的性质可知,,故A正确.
对于B,利用零点式可得一元二次不等式为.
对比,可得.
,故B正确.
对于C,,因为,
所以,故C错误.
对于D,,因为,
所以不等式等价于,所以解集为或,D正确.
14.已知关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为( )(26-27高一上·江苏淮安·阶段检测)
A.
B.
C.或
D.或
【答案】B
【分析】先由条件求出,的数量关系,代入一元二次不等式消元,求解即得.
【详解】因为不等式的解集为,
所以且,所以,
所以不等式即为,
即,解得,
所以不等式的解集为.
15.已知不等式的解集中恰有三个整数,则实数的取值范围为______.(26-27高一上·浙江宁波·阶段检测)
【答案】
【分析】首先对进行因式分解,化简成;再讨论、、;然后在的前提下,再分类讨论、、.
【详解】因式分解
当时,不等式,化成,
解得,有无数个整数解,不符合题意,舍去;
当时,方程,解得,
当时,,,
所以不等式的解为或,
有无数个整数解,不符合题意,舍去;
当时,
若,即, ,此时不等式,
化成,无解,舍去;
若,即, ,此时不等式的解为,
因为不等式的解集中恰有三个整数,
所以,解得
若,即, ,此时不等式的解为,
因为,所以不可能有三个整数解,不符合题意,舍去;
综上所述,实数的取值范围为.
题型三 分式不等式(共6小题)
【知识积累】
移项通分:把不等式化为 (或 )的形式,注意 。
等价转化:(且 ),再用一次/二次不等式求解。
易错点:去分母时不能直接两边乘分母(分母可能为负);不要漏掉使分母为 0 的点。
【典例】
16.不等式的解集为( )(26-27高一上·山东临沂·阶段检测)
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【详解】由得,
等价于,解得或,
故原不等式的解集为或.
【变式训练】
17.不等式的解集是( )(26-27高一上·辽宁·期中)
A.
B.
C.{或}
D.{或}
【答案】A
【详解】等价于且,得,
故不等式的解集是.
18.若,则的取值范围为( )(26-27高一上·河南开封·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】即为,所以,
所以.
19.不等式的解集是( )(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
A. B.
C. D.或
【答案】C
【分析】根据分式不等式的解法求解即可.
【详解】因为,即,
即,
所以,
所以,
解得,
所以原不等式的解集为.
20.不等式的解集是( )(26-27高一上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】通过移项通分原不等式可化为,再转化为或,进一步求解即可.
【详解】因为不等式满足,所以,所以,即,
所以或,
故或,即,
所以该不等式的解集为.
21.不等式的解集是( )(26-27高一上·全国·课后作业)
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为不等式满足,所以,
所以,即,即,解得.
所以不等式的解集为.
题型四 一元二次方程的根与韦达定理(共4小题)
【知识积累】
判别式:;两根为实数时 (有重根时 )。
韦达定理:,()。
符号判断:由两根之和、之积的符号判断两根同号或异号。
【典例】
22.已知,是方程的两个根,则 ( )(26-27高一上·全国·期中)
A.3 B. C.7 D.
【答案】D
【详解】因为,是方程的两个根,
所以 ,所以 .
【变式训练】
23.对于一元二次方程,下列说法正确的个数是( )(26-27高一上·北京东城·阶段检测)
①若方程的两个根为和1,则.②若,则方程一定有解.③若,则.④若,且,则方程的两实数解一定互为相反数.
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
【答案】D
【分析】利用韦达定理即可判断①;由可得,即可判断②;由已知条件可知,为方程的两个解,不能确定是否相等,从而判断③;先根据已知条件可得,再由判别式可得方程有两个不相等实数解,最后由韦达定理即可判断④.
【详解】对于①,由题可知为方程的两个解,则,所以,
因此,①正确;
对于②,由,则,所以为方程的解,因此方程一定有解,②正确;
对于③,由,则为方程的两个解,而可以不等于,③错误;
对于④,由,则,又,则,即与异号,所以,因此,所以,
则方程有两个不相等的实数解,又,所以方程的两个实数解一定互为相反数,④正确.
24.已知,且,若对于任意的,恒成立,则的取值可以为( )(26-27高一上·陕西西安·阶段检测)
A. B. C. D.
【答案】BCD
【详解】因为 ,所以或(舍去).
由 或,都有.
当时,恒成立,可得,所以(当时取等号).
所以BCD选项满足条件,A选项不满足条件.
25.已知关于的一元二次方程的两个实根分别是,,则以,为根且二次项系数是1的一元二次方程为________________.(26-27高一上·上海·阶段检测)
【答案】
【分析】根据根与系数的关系(韦达定理)求解.
【详解】因为,是一元二次方程的两个实根,
所以,,
所以,,
所以所求一元二次方程为.
题型五 一元二次方程根的分布(共3小题)
【知识积累】
根的分布:把条件(如两根分居 1 的两侧)转化为 (开口向上)等。
常见条件:两根都大于 ;一个大于 一个小于 ;两根都在 与 之间等。
步骤:先保证有实根(),再写对称轴、函数值符号等条件。
【典例】
26.关于的方程的两个实根,满足,则实数的取值范围为( )(26-27高一上·宁夏银川·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】令函数,结合题意得出,求解即可.
【详解】令函数,这是一个开口向上的二次函数,
根据题意可知,方程的两个实根、满足,
所以函数只需满足,即,解得,
所以实数的取值范围为,故C正确.
【变式训练】
27.若方程(,)在上有实根,则的最大值为______.(25-26高一上·辽宁大连·期中)
【答案】
【分析】通过不断构造函数利用一元二次函数性质求解最值.
【详解】设实根,则,
,所以.
由二次函数特性可知,时取得最大值.
,
又当时取得最大值,且.
所以.
28.已知关于的一元二次不等式的解集为或,则不等式的解集是( )(25-26高一上·福建莆田·阶段检测)
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】根据已知一元二次不等式的解集,结合韦达定理得到与的关系,代入所求不等式化简后即可求解.
【详解】因为关于的一元二次不等式的解集为或,
所以,且是方程的两个实根.
由韦达定理得:,
整理得,,其中.
将代入不等式,
可得:,
因为,可得:,即:,
则,解得或,
即所求不等式的解集为或.
题型六 二次函数与不等式(共5小题)
【知识积累】
函数与方程:二次函数图象与 轴交点即对应方程的根;与不等式解集对应图象在 轴上方或下方的部分。
实际问题:设出变量,列出二次函数或不等式,结合定义域求范围。
最值:开口与顶点决定最值;注意自变量的取值范围。
【典例】
29.在如图所示的锐角三角形空地中,要建一个面积不小于的内接矩形花园(阴影部分),则图中矩形花园的其中一边的边长(单位:)的取值范围是( )(26-27高一上·云南玉溪·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先由可得矩形的高,进而可得矩形的面积,再结合面积的范围可得边的范围.
【详解】如图,过作于,交于,则.
因为,所以,因此,即,
得,,所以矩形花园的面积,
又因为矩形的面积不小于,所以,
即,,解得.
因此的取值范围为.
【变式训练】
30.已知二次函数的大致图象如图所示,则( )(26-27高一上·陕西西安·阶段检测)
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据开口方向判断的正负,利用对称轴得到与的关系,根据图象对称轴判断与的大小.
【详解】因为抛物线的开口向上,所以,故A正确.
由,得,故B错误.
因为,所以,则,即,故C正确.
因为当时,,所以.又,所以,故D正确.
31.如图,一元二次函数的图象与轴交于,两点,则下列结论正确的是( )(26-27高一上·甘肃·阶段检测)
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】由图象开口方向确定 的符号;由图象与 轴交于 、 两点,设 展开,把 、 都用 表示,再逐项判断四个结论.
【详解】设 ,则 ,. 因为图象开口向上,所以 .
对于 A,,判断错误.
对于 B,,判断正确.
对于 C,,判断正确.
对于 D,,判断正确.
32.不等式的解集为________.(26-27高一上·山西大同·阶段检测)
【答案】(或)
【详解】结合二次函数图象可得的解集为
33.关于的不等式的解集为__________.(26-27高一上·四川遂宁·开学考试)
【答案】
【分析】将绝对值不等式通过两边同时平方,转化成一元二次不等式进行求解.
【详解】因为,
所以,
整理得,即,
所以,
所以不等式的解集为.
题型七 一元二次不等式恒成立问题(共5小题)
【知识积累】
恒成立: 对任意实数 恒成立 且 (严格大于时不能取等)。
在某范围内恒成立:转化为对应二次函数在该范围内的最值与 0 比较。
结果写法:参数范围写成不等式或集合。
【典例】
34.已知,且,记为的最大值,记为的最大值.已知,对任意,恒成立,则的最大值为( )(26-27高一上·河北石家庄·阶段检测)
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【分析】根据基本不等式求出,的值,则恒成立可化为恒成立;令,得到;再根据一元二次不等式恒成立求解即可.
【详解】因为,,所以,
因为,所以,
因为,所以,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,故的最大值为1,即.
因为,所以,
所以,即,当且仅当时取等号,
所以的最大值为2,即.
则对,恒成立,
可化为对,恒成立.
令,则,故.
对,恒成立,
可化为对,恒成立.
因为,所以,
所以,此时,
所以,
当,,时,等号成立.
此时成立,
所以的最大值为.
【变式训练】
35.若“,都有”是真命题,则实数可能的值是( )(26-27高一上·广东梅州·阶段检测)
A.1 B. C.-1 D.
【答案】ABC
【分析】由题意,都有,等价于一元二次方程的判别式,由此求解即可.
【详解】若“,都有”是真命题,
则,都有,
等价于一元二次方程的判别式,
即,
解得,
所以实数可能的值是,1,.
36.设实数x,y满足:,则的最小值为____________.(24-25高一上·安徽芜湖·阶段检测)
【答案】
【分析】换元,,,利用二次不等式求出的最小值,进而求出的最小值.
【详解】化简 (①),
其中,
设,,则,,
代入①式得 (②),
即,
所以的最小值即为的最小值,
令,
由,代入②得: ,
因为,故,即0,结合解不等式得 ,
故 .
37.已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是_________.(26-27高一上·陕西商洛·阶段检测)
【答案】
【详解】当时,不等式恒成立,满足题设,
当时,要使不等式恒成立,则,解得,
综上,的取值范围为.
38.若关于的不等式的解集为,则实数的取值范围为__________.(26-27高一上·上海·阶段检测)
【答案】
【分析】先对二次项系数为0和不为0分类讨论,再结合一元二次不等式的性质建立不等式组,求解参数范围即可.
【详解】当时,解得,此时,符合题意,
当时,解得,
若不等式的解集为,
可得,解得满足,
综上可得实数的取值范围为.
题型八 综合应用(解答)(共6小题)
【知识积累】
多小问:先解不含参的不等式或求函数最值,再解含参问题或恒成立。
分类讨论:二次项系数、判别式、根的大小关系要分类,最后合并。
书写:解集用不等式或集合表示;说明“当且仅当”“由题意得”等。
【典例】
39.已知函数.(26-27高一上·河北邯郸·阶段检测)
(1)若,恒成立,求实数的取值范围;
(2)若,使得,求实数的取值范围;
(3)若关于的不等式恰有3个正整数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1) ,恒成立,则恒成立,求在定义域上的最小值,
(2) ,使得,代入整理得,即,当时,令,则,,
所以,根据基本不等式可求,
(3)原不等式代入整理,即,恰有3个正整数解,分情况讨论,,,其中只有最后一种情况可满足条件,再根据时,原不等式的解集为,因为解集中恰有3个正整数,所以必须满足,最终求得实数的取值范围.
【详解】(1)由题意,,恒成立,则恒成立
又当时,,当且仅当时,取等号
所以,即实数的取值范围为
(2)由,得,
即,
因为,所以,
则,使得,
等价于
当时,
当时,令,则,,
所以,
当且仅当,即时,等号成立.
综上,当时,,
所以,即实数的取值范围为
(3)由题意,,
即,
即
①当,即时,原不等式的解集为,显然不满足题意,舍去;
②当,即时,原不等式的解集为,
此时,不等式的解集中不可能有3个正整数,舍去;
③当,即时,原不等式的解集为,
因为解集中恰有3个正整数,所以,解得,
当时,,此时解集中的3个正整数分别为3,4,5,所以,即,
所以;
当时,,此时解集中的3个整数分别为4,5,6,所以,
所以.
综上,实数的取值范围是或.
【变式训练】
40.解下列关于的不等式:(26-27高一上·四川资阳·阶段检测)
(1);
(2)
【答案】(1)
(2)当时,;
当时,或;
当时,;
当时,;
当时,.
【分析】(1)原不等式可化为,结合一元二次不等式解法可求结论;
(2)将所求不等式变形为,对实数 a的取值进行分类讨论,结合一次、二次不等式的解法解原不等式,即可得解.
【详解】(1)由,得,即,
所以,解得,
所以不等式的解集为.
(2)
当时,原不等式为:
当时,则或
①当时,,或
②当时,,
③当时,,
④当时,,
综上:当时,;
当时,或;
当时,;
当时,;
当时,.
41.已知关于x的不等式的解集为.(26-27高一上·河北邢台·阶段检测)
(1)求实数a,b的值;
(2)若不等式对任意的恒成立,求实数x的取值范围;
(3)若,求关于x的不等式的解集.
【答案】(1),
(2)
(3)当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为.
【分析】(1)由题意知,和3是方程的两根,且,再利用韦达定理即可得解;
(2)将看成主元,构造关于的函数,则,进而可得出答案;
(3)先因式分解,再讨论的范围,结合一元二次不等式的解法求解即可.
【详解】(1)由题意知,和3是方程的两根,且,
所以解得;
(2)因为,所以不等式对任意的恒成立,
可化为,即对任意的恒成立,
令,
则,即,解得,
所以实数的取值范围为;
(3)因为,所以不等式可化为,
即.
当时,不等式可化为,解得;
当时,不等式可化为,
若,即时,则不等式的解集为;
若,即时,则不等式的解集为;
若,即时,则不等式的解集为.
综上,当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为;
当时,所求不等式的解集为.
42.已知函数,(26-27高一上·陕西西安·阶段检测)
(1)恒成立,求实数的取值范围;
(2)求不等式的解集;
(3)若存在使关于的方程有四个不同的实根,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)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.
(3)
【分析】(1)分和两种情况讨论,根据二次函数的性质进行求解即可.
(2)先将式子进行化简,分、、三种情况进行讨论,求出不等式的解集即可;
(3)利用换元法将原式转化成一元二次方程,然后根据二次函数的性质进行求解即可.
【详解】(1)由题有恒成立,即恒成立,
当时,恒成立,符合题意;
当时,则,得,得,
综上可得,的取值范围是.
(2)由题,即,
当时,,所以不等式的解集为
当时,由,得或.
①当时,,不等式的解集为;
②当时,原不等式即为,不等式的解集为;
③当时,,不等式的解集为;
当时,则,不等式的解集为.
综上可得: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.
(3)当时,令,当且仅当时取等号,
关于的方程有四个不等实根,
令,则转化为存在使得关于的方程有两个不同正根,
则 ,得,
由知,存在使不等式成立,
把看成主元代入,故,即,
解得或,综合可得.
故实数的取值范围是.
43.求下列不等式的解集.(26-27高一上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)
(1);
(2);
(3) .
【答案】(1)
(2)
(3)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.
【分析】(1)根据一元二次不等式的求解方法求解即可.
(2)根据一元二次不等式的求解方法求解即可.
(3)分为,,,,五种情况,分别求解即可.
【详解】(1)可化为.
方程的根为,.
二次函数开口向上,
所以不等式的解集为.
(2)可化为.
方程的根为,.
二次函数开口向下,
所以不等式的解集为.
(3)当时,不等式可化为,解得,此时解集为.
当时,不等式可化为,
方程的根为,.
当时,函数开口向下,此时,
所以不等式的解集为.
当时,函数开口向上,
当,即时,不等式的解集为;
当,即时,不等式的解集为;
当,即时,不等式的解集为.
综上,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.
44.解下列不等式:(26-27高一上·甘肃白银·阶段检测)
(1);
(2);
(3)
(4)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由得,故或,
解集为;
(2)由得,故,解集为;
(3)由得,即,故或,
解集为;
(4)由得,
即且,故或,
解集为.
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