高中数学人教A版必修5 一元二次不等式与二次函数(详细解析+考点分析+名师点评)

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名称 高中数学人教A版必修5 一元二次不等式与二次函数(详细解析+考点分析+名师点评)
格式 zip
文件大小 317.3KB
资源类型 试卷
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2014-02-13 17:28:27

文档简介

答案与评分标准
一、选择题(共3小题)
1、若不等式x2+ax+1≥0对一切成立,则a的最小值为(  )
A、0 B、﹣2
C、 D、﹣3
考点:一元二次不等式与二次函数。21*cnjy*com
分析:令f(x)=x2+ax+1,要使得f(x)≥0在区间(0,]恒成立,只要f(x)在区间(0,]上的最小值大于等于0即可得到答案.
解答:解:设f(x)=x2+ax+1,则对称轴为x=21世纪教育网
若≥,即a≤﹣1时,则f(x)在〔0,〕上是减函数,
应有f()≥0?﹣≤a≤﹣1
若≤0,即a≥0时,则f(x)在〔0,〕上是增函数,
应有f(0)=1>0恒成立,
故a≥0
若0≤≤,即﹣1≤a≤0,
则应有f()=恒成立,
故﹣1≤a≤0
综上,有﹣≤a.
故选C
点评:本题主要考查一元二次函数求最值的问题.一元二次函数的最值是高考中必考内容,要注意一元二次函数的开口方向、对称轴、端点值.
2、若f(x)=x2﹣ax+1有负值,则实数a的取值范围是(  )
A、a>2或a<﹣2 B、﹣2<a<2
C、a≠±2 D、1<a<3
点评:本小题主要考查一元二次不等式的应用、函数的解析式、恒成立问题等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想.属于基础题.
3、关于x的不等式px2+qx+r>0的解集是{x|0<α<x<β},那么另一个关于x的不等式rx2﹣qx+p>0的解集应该是(  )
A、 B、
C、 D、
考点:一元二次不等式与二次函数。
专题:计算题。21世纪教育网版权所有
分析:α和 β可看作方程px2+qx+r=0的两个根,从而能求出p,q,r与α,β的关系,代入rx2﹣qx+p>0,能求出不等式的解.
解答:解:因为关于x的不等式px2+qx+r>0的解集是{x|0<α<x<β},
所以α和 β可看作方程px2+qx+r=0的两个根,21cnjy
所以p<0,,,21世纪教21*cnjy*com育网
因为0<α<x<β,p<0,21cnjy
所以r<0.
所以rx2﹣qx+p>0
即为
即α?βx2+(α+β)x+1<0
解得
故选D.
点评:本题考查一元二次不等式,关键是知道不等式的解集和方程的解之间的联系,从而求解.
二、填空题(共4小题)
4、二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如表:
x
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
2
3
4
y
6
0
﹣4
﹣6
﹣6
﹣4
0
6
则不等式ax2+bx+c>0的解集是 {x|x>3或x<﹣2} .
5、已知a∈R+,函数f(x)=ax2+2ax+1,若f(m)<0,比较大小:f(m+2) > 1.(用“<”或“=”或“>”连接).
考点:一元二次不等式与二次函数。
分析:先求出对称轴x=﹣1,再由f(0)=1>0,a>0可知当f(x)<0时一定有﹣2<x<0,确定m的范围进而得到答案.
解答:解:∵f(x)以x=﹣1为对称轴 又f(0)=1>0,f(x)开口向上,f(m)<0∴一定有﹣2<m<0
因此0<m+2<2
又因为f(x)在(﹣1,+∞)上单调递增
所以f(m+2)>f(0)=1
故答案为:>.
点评:本题主要考查一元二次函数的性质﹣﹣对称轴、开口方向的问题.一元二次函数是高考必考内容,一定要熟练掌握其性质.
6、设f(x)=(m+1)x2﹣mx+m﹣1,若f(x)>0的解集为空集,则m的取值范围为  .
考点:一元二次不等式与二次函数。
专题:计算题。
分析:先根据不等式f(x)>0的解集是空集,写出与其等价的条件,再解这个二次不等式组即可得到m的取值范围.
解答:解:不等式f(x)>0的解集是空集等价于:

得21*cnjy*com
即:m∈
则m的取值范围为
故答案为:.
点评:本题是考查二次函数,二次不等式,二次方程间的相互转化和相互应用,这是函数中综合性较强的问题,需熟练掌握.
7、若已知不等式2x﹣1>m(x2﹣1)对满足|m|≤2的一切实数m的取值都成立,则x的取值范围为  .
考点:一元二次不等式与二次函数。
专题:计算题;分类讨论;转化思想;分类法。
分析:构造变量m的函数,对x2﹣1>0,x2﹣1<0,x2﹣1=0,进行分类讨论,利用|m|≤2时函数的取值,分别求出x的范围,然后求并集即可.
点评:本题考查一元二次不等式与二次函数,考查转化思想,分类讨论思想,是中档题.
三、解答题(共10小题)
8、已知f(x)是二次函数,不等式f(x)<0的解集为(0,5),且在区间[﹣1,4]上的最大值为12,
(1)求f(x)的解析式;
(2)解关于x的不等式:.
考点:函数解析式的求解及常用方法;一元二次不等式与二次函数;其他不等式的解法。
专题:计算题。
分析:(1)由不等式解集的形式判断出0,5是f(x)=0的两个根,利用二次函数的两根式设出f(x),求出f(x)在[﹣1,4]上的最大值,列出方程求出f(x).221世纪教育网1世纪教育21*cnjy*com网版权所21cnjy有
(2)将分式不等式转化为整式不等式,通过对两个根的讨论写出不等式的解集.
解答:解:21*cnjy*com21cnjy
m<﹣1时,解集为
当m=﹣1时,解集为(﹣∞,0)21cnjy
当﹣1<m<0时,解集为21cnjy
点评:解决二次不等式时要注意不等式的解集与相应的方程的姐的关系;解决分式不等式时要等价转化为整式不等式.
9、解不等式ax2+3x>3ax+9.
考点:一元二次不等式的应用;一元二次不等式的解法;一元二次不等式与二次函数。
专题:计算题;分类讨论。
分析:当a=0时,得到一个一元一次不等式,求出不等式的解集即为原不等式的解集;当a≠0时,把原不等式的左边分解因式,然后分4种情况考虑:a大于0,a大于﹣1小于0,a小于﹣1和a等于﹣1时,分别利用求不等式解集的方法求出原不等式的解集即可.
点评:此题考查了一元二次不等式的解法,考查了分类讨论的数学思想,是一道综合题.
10、设函数f(x)=x(x﹣a)2,
(I)证明:a<3是函数f(x)在区间(1,2)上递减的必要而不充分的条件;
(II)若x∈[0,|a|+1]时,f(x)<2a2恒成立,且f(0)=0,求实数a的取值范围.
考点:一元二次不等式与二次函数;必要条件。21*cnjy*com
分析:(I)先求函数f(x)在区间(1,2)上递减的充要条件,
f(x)在区间(1,2)上递减?f'(x)=3x2﹣4ax+a2≤0在区间(1,2)上恒成立,处理二次不等式恒成立问题可用实根分布求解.21世纪教育网版权所有21*cnjy*com
(II)x∈[0,|a|+1]时,f(x)<2a2恒成立?f(x)max<2a2,x∈[0,|a|+1],问题转化为求函数的最值问题.
(II)∵f(x)=x(x﹣a)2
当a>0时,函数y=f(x)在()上递增,21世纪教育网
在上递减,在上递增,21cnjy
故有21cnjy
当a<0时,函数y=f(x)在上递增,
∴只要f(1﹣a)<2a2?4a3﹣6a2+5a﹣1>0
令g(a)=4a3﹣6a2+5a﹣1,

所以g(a)在(﹣∞,0)上递增,
又g(0)=﹣1<0∴f(1﹣a)<2a2不能恒成立
故所求的a的取值范围为
点评:本题考查已知函数的单调区间求参数范围问题和不等式恒成立问题,体现分类讨论和化归思想.
11、已知m<n,试写出一个一元二次不等式ax2+bx+c>0,使它的解集为(﹣∞,m)∪(n,+∞),这样的不等式是否唯一?要使不等式能唯一被确立,需添加什么条件?
考点:一元二次不等式与二次函数。
分析:一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为(﹣∞,m)∪(n,+∞),所以可以得到ax2+bx+c=a(x﹣m)(x﹣n),因为a的值无法确定所以不等式不能唯一确定,所以还需要加关于a的值的有关条件.
解答:解:∵ax2+bx+c>0的解集是(﹣∞,m)∪(n,+∞),
∴ax2+bx+c=a(x﹣m)(x﹣n)
∴一元二次不等式可以写成:x2﹣(m+n)x+mn>0
这种不等式并不唯一,要使得不等式唯一还需加a的取值方面的有关条件.
比如a=1.
点评:本题主要考查一元二次不等式的求解问题.21*cnjy*com
12、已知二次函数f(x)的二次项系数为a,且不等式f(x)>﹣4x的解集为(1,3),若f(x)的最大值大于﹣3,求a的取值范围.21世纪教育网版权所有21*cnjy*com
考点:一元二次不等式与二次函数。
专题:计算题。
分析:不等式f(x)>﹣4x的解集为(1,3),得方程f(x)=﹣4x两个根是1,3.由此可得出二次函数f(x)中的系数间的关系,又f(x)的最大值大于﹣3,得二次项系数a<0且可以得到关于a的不等关系.
点评:本题考查不等式与方程之间的内在联系,体现了函数与方程的数学思想,解题的过程中,要有主元素的思想,即要把条件转化成关于a的不等关系.
13、已知函数f(x)=x2+bx+c(b、c∈R)且当x≤1时,f(x)≥0,当1≤x≤3时,f(x)≤0恒成立.
(1)求b、c之间的关系式;21世纪教育网
(2)当c≥3时,是否存在实数m使得g(x)=f(x)﹣m2x在区间(0,+∞)上是单调函数?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
考点:一元二次不等式与二次函数。
分析:(1)由f(1)=0可得答案.21cnjy
(2)先假设存在m满足条件,再写出函数g(x)的解析式故居其在区间(0,+∞)上单调进行解题.
解答:解:(1)由已知f(1)≥0与f(1)≤0同时成立,则必有f(1)=0,故b+c+1=0.21cnjy
(2)假设存在实数m,使满足题设的g(x)存在.
∵g(x)=f(x)﹣m2x=x2+(b﹣m2)x+c开口向上,且在[,+∞)上单调递增,
∴≤0.∴b≥m2≥0.
∵c≥3,∴b=﹣(c+1)≤﹣4.
这与上式矛盾,从而能满足题设的实数m不存在.
点评:本题主要考查一元二次函数的图象与性质.一元二次函数的对称性、最值、单调性是每年高考必考内容,要引起重视.
14、已知二次函数f(x)=x2﹣2(m﹣1)x﹣2m+m2,
(1)如果它的图象经过原点,求m的值;
(2)如果它的图象关于y轴对称,写出该函数的解析式;
(3)是否存在实数m,对x∈[1,3]上的每一个x值,都有f(x)≥3成立,若存在,求出m的范围,若不存在,说明理由.
考点:一元二次不等式与二次函数;偶函数。
分析:(1)将点(0,0)代入即可得到答案.
(2)关于y轴对称知一元二次函数的对称轴为y轴,所以m﹣1=0可得答案.
(3)只要f(x)在x∈[1,3]上的最小值大于等于3就可以满足条件.转化为求二次函数在区间[1,3]的最小值问题.21世纪教育网版权所有
解答:解:(1)过原点(0,0)0=﹣2m+m2∴m=0或2;21*cnjy*com21cnjy
(2)由题意知,二次函数的对称轴为y轴,∴m﹣1=0∴m=121*cnjy*com
函数解析式为:f(x)=x2﹣1.21世纪教育网版权所有
(3)f(x)=[x﹣(m﹣1)]2﹣121cnjy
对称轴x=m﹣1
1°当m﹣1<1即m<2时,f(x)在[1,3]上递增,x=1时f(x)最小,f(1)=(2﹣m)2﹣1≥3∴m≥4或m≤0∴m≤0
2°:当1≤m﹣1≤3,即2≤m≤4,f(x)=[x﹣(m﹣1)]2﹣1,最小值为﹣1,﹣1≥3不成立
3°:m﹣1>3即m>4时f(x)在[1,3]上递减,x=3时最小 f(3)=(4﹣m)2﹣1≥3∴m≤2或m≥6
由以上可知:m≤0或m≥6.
点评:本题主要考查一元二次函数的图象、解析式和最值.一元二次函数是高考中必考内容,对其满足的性质要熟练掌握.
15、已知二次函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c均为实数),满足a﹣b+c=0,对于任意实数x都有f(x)﹣x≥0,并且当x∈(0,2)时,有,21世纪教育网
(1)求f(1)的值;
(2)求ac的最小值;
(3)当x∈[﹣2,2]且a+c取得最小值时,函数F(x)=f(x)﹣mx(m为实数)是单调的,求m取值范围.
考点:一元二次不等式与二次函数。
分析:(1)根据1≤f(1)≤2可得答案.
(2)由f(1)=a+b+c=1,a﹣b+c=0解出b=a+c=,再由基本不等式得到答案.
(3)根据(2)求出abc的值确定f(x)的解析式可得到F(x)的解析式,再根据F(x)在[﹣2,2]单调可求出m的值.
解答:解:(1)∵对于任意x∈R,都有f(x)﹣x≥0,且当x∈(0,2)时,
有f(x)≤,
令x=1
∴1≤f(1)≤,
即f(1)=1;
(2)由a﹣b+c=0及f(1)=1,
有,可得b=a+c=,
又对任意x,f(x)﹣x≥0,
即ax2﹣x+c≥0,
∴a>0且△≤0,
即﹣4ac≤0,解得ac≥,
即ac的最小值为;
(3)由(2)可知a>0,c>0,
a+c≥2≥2?=,
当且仅当时等号成立,21世纪教21*cnjy*com育网版权所有
此时a=c=,
∴f(x)=x2+x+,21*cnjy*com
F(x)=f(x)﹣mx=[x2+(2﹣4m)x+1],
当x∈[﹣2,2]时,f(x)是单调的,
所以F(x)的顶点一定在[﹣2,2]的外边,
∴≥2、解得m≤﹣或m≥.
点评:本题主要考查一元二次函数的解析式问题,其中还用到基本不等式的有关问题.一元二次函数的单调性是每年必考内容,当开口向上是对称轴右边增左边减,当开口向下时对称轴左边增右边减.
16、已知二次函数f(x)=ax2+bx+c的图象与直线y=25有公共点,且不等式ax2+bx+c>0的解是﹣<x<,求a、b、c的取值范围.
考点:一元二次不等式与二次函数。
专题:应用题。
分析:根据题意,f(x)=ax2+bx+c的图象与直线y=25有公共点,即ax2+bx+c﹣25=0有解,可得△=b2﹣4a(c﹣25)≥0,再根据不等式ax2+bx+c>0的解是﹣<x<,结合一元二次不等式的解集的性质,可得b、c与a的关系,代入△=b2﹣4a(c﹣25)≥0中,可得答案.
解答:解:依题意ax2+bx+c﹣25=0有解,故△=b2﹣4a(c﹣25)≥0,
又不等式ax2+bx+c>0的解是﹣<x<,
∴a<0且有﹣=﹣,=﹣.
∴b=a,c=﹣a.
∴b=﹣c,代入△≥0得c2+24c(c﹣25)≥0.
∴c≥24.故得a、b、c的取值范围为a≤﹣144,b≤﹣24,c≥24.
点评:二次方程ax2+bx+c=0,二次不等式ax2+bx+c>0(或<0)与二次函数y=ax2+bx+c的图象联系比较密切,要注意利用图象的直观性来解二次不等式和二次方程的问题.
17、已知二次函数f(x)=x2﹣ax+a(x∈R)同时满足:①不等式f(x)≤0的解集有且只有一个元素;②在定义域内存在0<x1<x2,使得不等式f(x1)>f(x2)成立,设数列{an}的前n项和Sn=f(n).
(I)求函数f(x)的表达式;
(II)设各项均不为0的数列{bn}中,所有满足bi?bi+1<0的整数i的个数称为这个数列{bn}的变号数,令(n∈N*),求数列{bn}的变号数.
考点:数列的应用;一元二次不等式与二次函数。
专题:计算题;新定义。
分析:(Ⅰ)由题意可知a=0或a=4.再结合题设条件可知a=4,即f(x)=x2﹣4x+4.
(Ⅱ)结合题设条件由数列的性质知,由题设可得,由此入手能够求出21世纪教育网版权所有21世纪教育网
数列{bn}的变号数.21*cnjy*com
一元二次不等式与二次函数
一、选择题(共3小题)
1、若不等式x2+ax+1≥0对一切成立,则a的最小值为(  )21cnjy
A、0 B、﹣2
C、 D、﹣3
2、若f(x)=x2﹣ax+1有负值,则实数a的取值范围是(  )
A、a>2或a<﹣2 B、﹣2<a<2
C、a≠±2 D、1<a<321世纪教育网
3、关于x的不等式px2+qx+r>0的解集是{x|0<α<x<β},那么另一个关于x的不等式rx2﹣qx+p>0的解集应该是(  )
A、 B、21cnjy
C、 D、
二、填空题(共4小题)21cnjy
4、二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如表:
x
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
2
3
4
y
6
0
﹣4
﹣6
﹣6
﹣4
0
6
则不等式ax2+bx+c>0的解集是 _________ .
5、已知a∈R+,函数f(x)=ax2+2ax+1,若f(m)<0,比较大小:f(m+2) _________ 1.(用“<”或“=”或“>” 连接).
6、设f(x)=(m+1)x2﹣mx+m﹣1,若f(x)>0的解集为空集,则m的取值范围为 _________ .
7、若已知不等式2x﹣1>m(x2﹣1)对满足|m|≤2的一切实数m的取值都成立,则x的取值范围为 _________ .
三、解答题(共10小题)
8、已知f(x)是二次函数,不等式f(x)<0的解集为(0,5),且在区间[﹣1,4]上的最大值为12,
(1)求f(x)的解析式;
(2)解关于x的不等式:.
9、解不等式ax2+3x>3ax+9.
10、设函数f(x)=x(x﹣a)2,
(I)证明:a<3是函数f(x)在区间(1,2)上递减的必要而不充分的条件;
(II)若x∈[0,|a|+1]时,f(x)<2a2恒成立,且f(0)=0,求实数a的取值范围.
11、已知m<n,试写出一个一元二次不等式ax2+bx+c>0,使它的解集为(﹣∞,m)∪(n,+∞),这样的不等式是否唯一?要使不等式能唯一被确立,需添加什么条件?
12、已知二次函数f(x)的二次项系数为a,且不等式f(x)>﹣4x的解集为(1,3),若f(x)的最大值大于﹣3,求a的取值范围.
13、已知函数f(x)=x2+bx+c(b、c∈R)且当x≤1时,f(x)≥0,当1≤x≤3时,f(x)≤0恒成立.
(1)求b、c之间的关系式;
(2)当c≥3时,是否存在实数m使得g(x)=f(x)﹣m2x在区间(0,+∞)上是单调函
数?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
14、已知二次函数f(x)=x2﹣2(m﹣1)x﹣2m+m2,
(1)如果它的图象经过原点,求m的值;
(2)如果它的图象关于y轴对称,写出该函数的解析式;
(3)是否存在实数m,对x∈[1,3]上的每一个x值,都有f(x)≥3成立,若存在,求
出m的范围,若不存在,说明理由.
15、已知二次函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c均为实数),满足a﹣b+c=0,对于任意实数x都有f(x)﹣x≥0,并且当x∈(0,2)时,有,
(1)求f(1)的值;21世纪教育网
(2)求ac的最小值;21*cnjy*com
(3)当x∈[﹣2,2]且a+c取得最小值时,函数F(x)=f(x)﹣mx(m为实数)是单调
的,求m取值范围.
16、已知二次函数f(x)=ax2+bx+c的图象与直线y=25有公共点,且不等式ax2+bx+c>0的解是﹣<x<,求a、b、c的取值范围.21*cnjy*com
17、已知二次函数f(x)=x2﹣ax+a(x∈R)同时满足:①不等式f(x)≤0的解集有且只有一个元素;②在定义域内存在0<x1<x2,使得不等式f(x1)>f(x2)成立,设数列{an}的前n项和Sn=f(n).
(I)求函数f(x)的表达式;
(II)设各项均不为0的数列{bn}中,所有满足bi?bi+1<0的整数i的个数称为这个数列{bn}的变号数,令(n∈N*),求数列{bn}的变号数.