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第二章 一元二次函数、方程和不等式
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
榆次一中 数学教研组
课时2 一元二次不等式的应用
学习目标
1.会解一元二次不等式中的恒成立问题.(数学抽象)
2.能够构建一元二次函数模型解决实际问题.(数学建模)
自主预习·悟新知
合作探究·提素养
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某种商品原来定价为每件 元,每月将卖出 件.若定价上涨 成,则每月卖出数量减少 成,而售货金额变成原来的 倍.
1.若定价上涨 成,商品单价为多少元?
[答案] .
2.若定价上涨 成,每月卖出商品的数量为多少件?
[答案] .
预学忆思
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3.若定价上涨 成,每月售货金额为多少元?
[答案] 或 .
4.若 ,求售货金额比原来有所增加的 的取值范围.
[答案] 依题意涨价后的售货金额为 ,
.
, , ,
,整理得 ,
解这个一元二次不等式,得 .
又 , .
故 的取值范围是 .
1.判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1) 不等式 的解集是 .( )
×
(2) 若 ,则关于 的不等式 有解的充要条件是 .( )
√
(3) 若关于 的不等式 在 上恒成立,则 ( )
×
自学检测
2.不等式 的解集为_________________.
[解析] 解得 .
3.某商品在最近30天内的价格 与时间 (单位:天)的函数关系是 ,销售量 与时间 的函数关系是 ,则使这种商品日销售金额不小于 元的 的取值范围是______________________.
[解析] 依题意得 ,其解集为 .
探究1 不等式恒成立问题
前面我们学习了三个“二次”之间的关系,它们之间的关系主要是结合二次函数的图象来分析的.
情境设置
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问题1:.如何判断二次函数 的图象与 轴的相关位置?
[答案] 二次函数 的图象与 轴的相关位置有三种情况,这可以由一元二次方程 的判别式 的三种取值情况 来确定.
问题2:.若一元二次不等式 的解集为 ,则实数 应满足什么条件?
[答案] 结合二次函数图象可知,若一元二次不等式 的解集为 ,则 解得 ,所以不存在实数 使不等式 的解集为 .
新知生成
1.不等式的解集为 (或恒成立)的条件
不等式
, ,
2.有关不等式恒成立求参数的取值范围的方法
设二次函数 若 恒成立
若 恒成立
新知运用
例1 已知不等式 对于所有的实数 都成立,求实数 的取值范围.
方法指导 原不等式对所有的实数 都成立,即原不等式(关于 )的解集为 .注意到二次项的系数为参数 ,故应分 与 两种情况讨论.
[解析] 若 ,则原不等式为 ,即 ,不符合题意,故 .令 ,
∵原不等式对任意 都成立,
∴二次函数 的图象恒在 轴的下方,
且 ,
即 .
【变式探究】
若将本例改为关于 的不等式 的解集为空集,如何求实数 的取值范围?
[解析] 关于 的不等式 的解集为空集,即关于 的不等式 的解集为 ,也就是不等式 对任意的 恒成立,故实数 的取值范围是 .
方法总结 解决恒成立问题一定要搞清谁是主元,谁是参数.一般地,知道谁的范围,谁就是主元,求谁的范围,谁就是参数.
1.若不等式 对任意实数 均成立,则实数 的取值范围是
( @16@ ).
A. B. C. D.
A
[解析] 不等式 ,可化为 .
当 ,即 时,不等式恒成立,符合题意;
当 时,要使不等式恒成立,需满足条件 解得 .
综上所述, .故选A.
巩固训练
2.若不等式 在 上有解,则实数 的取值范围为( @18@ ).
A. B.
C. 或 D.
A
[解析] 由题意知,原不等式可化为 在 上有解,
,即 , .故选A.
探究2 一元二次不等式的应用
某种杂志以每本3元的价格销售,可以售出10万本.根据市场调查,杂志的单价每提高0.1元,销售量就减少1000本.设每本杂志的定价为 元.
问题1:.提价后的销售量是多少?
[答案] 提价后的销售量为 万本.
情境设置
问题2:.要使得提价后的销售总收入不低于42万元,如何建立不等关系?
[答案] 因为销售总收入不低于42万元,
所以列不等式为 .
问题3:.解一元二次不等式应用题的关键是什么?
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,设其中起关键作用的未知量为 ,用 来表示其他未知量,根据题意,列出不等关系再求解.
新知生成
从实际问题中抽象出一元二次不等式模型的步骤:
(1)阅读理解题意,认真审题,分析题目中有哪些已知量和未知量,找准不等关系;
(2)设出起关键作用的未知量,用不等式表示不等关系(或表示成函数关系);
(3)解不等式(或求函数最值);
(4)回归实际问题.
新知运用
例2 某农贸公司按每担200元的价格收购某农产品,并且每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购 万担.政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低 个百分点,预测收购量可增加 个百分点.
(1)写出降税后税收 (万元)与 的关系式;
(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的 ,试确定 的取值范围.
[解析] (1)依题意得,降低税率后的税率为 ,农产品的收购量为 万担,收购总金额为 万元,则 .
(2)原计划税收为 万元,依题意得 ,
化简得 ,解得 ,
又因为 ,所以 ,
故 的取值范围为 .
方法总结 解不等式应用题的步骤
北京、张家口2022年冬奥会申办委员会在俄罗斯索契举办了发布会,某公司为了竞标配套活动的相关代言,决定对旗下的某商品进行一次评估.该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2000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?
巩固训练
(2)为了抓住申奥契机,扩大该商品的影响力,提高年销售量,公司决定立即对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到 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,投入 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品改革后的销售量 至少应达到多少万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和?此时该商品每件定价多少元?
[解析] (1)设每件定价为 元,依题意得 ,
整理得 ,解得 ,
所以要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元.
(2)依题意,当 时,不等式 有解,等价于当 时, 有解.
因为 ,当且仅当 ,即 时等号成立,所以 .
故当该商品改革后的销售量 至少达到10.2万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品每件定价为30元.
1.已知不等式 的解集为空集,则实数 的取值范围是( @25@ ).
A. B.
C. D.
A
[解析] 欲使不等式 的解集为空集,则 , ,即实数 的取值范围是 .
随堂检测·精评价
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2.某商场若将进货单价为8元的商品按每件10元出售,每天可销售100件,现准备提高售价来增加利润.已知这种商品每件售价提高1元,销售量就会减少10件,那么要保证每天的利润在320元以上,每件售价应定为( @27@ ).
A.12元 B.16元 C.12元到16元之间 D.10元到14元之间
C
[解析] 设售价定为每件 元,利润为 ,则 ,
依题意得 ,即 ,解得 ,
所以每件售价应定为12元到16元之间.
3.已知命题“ , ”是真命题,则实数 的取值范围为_ _________.
[解析] 因为命题“ , ”是真命题,所以 ,解得 .
4.某文具店购进一批新型台灯,若按每盏台灯15元的价格销售,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能获得400元以上的销售收入,应怎样制定每盏台灯的销售价格?
[解析] 设每盏台灯的售价为 元,则 ,且日销售收入为 ,由题意知,当 时, ,解得 .
所以为了使这批台灯每天获得400元以上的销售收入,应当制定每盏台灯的销售价格为 .