2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
知识点1 一元二次不等式的概念
1.一元二次不等式的概念
定义 一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般形式 ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
知识点2 一元二次不等式的解法
1.解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式变形,使不等式的右侧为0,使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式的左侧进行因式分解,若不能分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程无实数根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.结合图象写出不等式的解集.
2.含参的一元二次不等式的解法
在解含参数的不等式时常从以下三个方面进行考虑
(1)不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)不等式对应的方程根的讨论:两不同实根(Δ>0),两相同实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x13.分式不等式的解法
(1)对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元二次不等式组求解,但要注意等价变形,保证分母不为零.
(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零的形式,然后再用上述方法求解.
知识点3 二次函数与一元二次方程、不等式的对应关系
1.一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
项目 Δ>0 Δ=0 Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根 有两个不相等的实数根x1,x2(x1ax2+bx+c>0(a>0)的解集 {x|xx2} R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集 {x|x1注意点:
(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)若二次项系数为正数的一元二次不等式能因式分解,可直接利用“大于取两边,小于取中间”的方法得到不等式的解集.
(3)不等式的解集必须写成集合的形式,若不等式无解,则应说解集为空集.
1.一元二次不等式在R上的恒成立问题
转化为一元二次不等式解集为R的情况
ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立 ax2+bx+c≥0(a≠0)恒成立
ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立 ax2+bx+c≤0(a≠0)恒成立
2.在给定范围上的恒成立问题
(1)当a>0时,ax2+bx+c<0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立 y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时小于0.
(2)当a<0时,ax2+bx+c>0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立 y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时大于0.
3.解决简单的能成立问题
(1)结合二次函数图象,将问题转化为端点值的问题.
(2)对一些简单的问题,可转化为m>ymin或m4.解不等式应用题的步骤
题型一 解不含参二次不等式
1.不等式的解集是( )
A. B.或
C. D.
【答案】B
【分析】先将不等式变形为,再求出变形后的一元二次不等式的解,即可得解.
【详解】原不等式可化为,
解得或,
所以不等式的解集为或.
故选:B.
2.若要使有意义,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】由题可得且,解不等式即可求解.
【详解】要使有意义,则有且,解得或,所以的取值范围是或.
故选C.
3.下列不等式的解集为R的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】利用一元二次不等式的解法,结合基本不等式逐项判断即可.
【详解】对于A,由,得,解得,则原不等式的解集为,A错误;
对于B,,且二次项系数大于0,则原不等式的解集为R,B正确;
对于C,由,得,,则原不等式的解集为R ,C正确;
对于D, R,, ,
当且仅当,即时取等号,因此原不等式的解集为R,D正确.
故选:BCD
4.不等式的解集是 .
【答案】
【分析】根据条件,利用一元二次不等式的解法,即可求解.
【详解】由得到,
令,因为,
又图象开口向上,所以图象恒在轴上方,
则的解集为,
故答案为:.
5.解下列不等式:
(1);
(2);
(3);
【答案】(1)或
(2)或
(3)
【分析】(1)先对式子进行配方,然后可解;
(2)根据符号法则转化为两组不等式组求解可得;
(3)根据绝对值的意义求解即可.
【详解】(1)由得,即,解得,
所以不等式的解集为或.
(2)因为,所以或,
解得或,
所以不等式的解集为或.
(3),解得,
所以不等式的解集为.
题型二 解含参二次不等式
6.若,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,比较的大小,进而结合二次函数的图象写出解集.
【详解】当时,,解,得,
所以不等式的解集为.
故选:D
7.关于的不等式的解集可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】二次项系数含有参数,应先讨论是否为0,容易遗漏时为一次不等式的情况.
【详解】当时,不等式可化为,则不等式的解集为,故B正确.
当时,为一元二次不等式,
且可因式分解为.二次项系数影响不等式是否变号,因此再分两种情况.
当时,.
当,即时,不等式的解集为,故C正确.
当,即时,不等式的解集为;
当,即时,不等式的解集为.
当时,,此时显然,
不等式的解集为,故D正确.
故选:BCD
8.解下列关于的不等式:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【分析】三个不等式左侧都不能因式分解,相应一元二次方程解的情况不确定,因此需要分别研究时不等式的解集.
【详解】(1)对于一元二次方程,判别式.
当时,的解集为;
当时,的解集为;
当时,,方程的两根分别为,且,
则的解集为.
综上,当时,不等式的解集为,当时,不等式的解集为.
(2)对于一元二次方程,,判别式.
当时,等价于,解得,
故不等式的解集为;
当时,,方程的两根分别为,且,
则的解集为或;
当时,,不等式的解集为.
综上,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为.
(3)对于一元二次方程,
当时,,的解集为;
当时,的解集为;
当或时,,方程的两根分别为,且,
所以不等式的解集为.
综上,当时,不等式的解集为;
当或时,不等式的解集为.
9.已知关于的不等式的解集为,其中.
(1)若,求的值;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)根据一元二次不等式和一元二次方程的关系,结合韦达定理可得结果.
(2)讨论的范围,解一元二次不等式可得结果.
【详解】(1)当时,关于的方程的两根为,
由韦达定理可得,解得.
(2)原不等式可化为.
当时,原不等式为,解得,;
当时,方程的根为,,
当时,不等式可化为,解得或,
;
当,即时,原不等式为,;
当,即时,不等式可化为,解得,;
当,即时,不等式可化为,解得,.
综上所述,当时,;当时,;
当时,;当时,;当时,.
10.已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)求不等式的解集;
(3)若不等式的解集中恰有三个整数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)答案见解析
(3)
【分析】(1)求出方程的根后可得不等式的解;
(2)就、、分类讨论后可得不等式的解;
(3)根据二次函数的对称轴可得不等式的三个不同的整数解,从而可得实数的取值范围.
【详解】(1)当时,,
所以方程的根为或-3,
所以不等式的解集为.
(2)若,即,此时二次函数的图象在轴上方,
不等式的解集为;
②若,即,此时方程为,
只有一个根,不等式的解集为;
③若,即,
此时方程的两根分别为,,
不等式的解集为.
综上所述,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)因为,故抛物线的对称轴为且开口向上,
而不等式的解集中恰有三个整数解,
故且,在不等式的解集中(、关于对称),
,不在不等式的解集中(、关于对称),
故,
故.
题型三 二次方程根的分布问题
11.已知方程的两根都大于,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.或
【答案】C
【分析】利用二次函数的性质建立不等式,求解参数范围即可.
【详解】令,
因为方程的两根都大于,
所以由题意可得,解得.
故选:C.
12.一元二次方程有一个正根和一个负根的充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由一元二次方程根与系数的关系求解即可;
【详解】∵一元二次方程有一个正根和一个负根,
∴解得.
故满足题意的a的取值集合应是集合的真子集,结合选项可知选C.
故选:C.
13.已知二次函数.甲同学:的解集为或;乙同学:的解集为或,丙同学:函数图象的对称轴在轴右侧.在这三个同学的论述中,只有一个假命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题设描述,由一元二次不等式的解集列不等式求参数的范围,结合假命题个数确定参数范围.
【详解】若的解集为或,则解得;
若的解集为或,则解得;
若函数图象的对称轴在轴右侧,则对称轴,则,得.
又这三个同学的论述中,只有一个假命题,故乙同学为假,综上,.
故选:C.
14.关于x的一元二次方程有一个根小于,另一个根大于1,则a的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据二次函数图像特征,满足,即得a的取值范围.
【详解】设,开口向上,
由题意知,
即,解得,
所以.
故答案为:.
15.关于的方程满足下列条件,求的取值范围.
(1)有两个正根;
(2)一个根大于,一个根小于;
(3)一个根在内,另一个根在内;
(4)一个根小于,一个根大于;
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】令,设的两个根为,结合二次函数的图象与性质,列出相应的不等式组,即可求解.
【详解】(1)解:令,设的两个根为,
则满足,解得,
所以实数的取值范围为.
(2)解:若方程的一个根大于,一个根小于,
则满足,解得,即实数的取值范围为.
(3)解:若方程一个根在内,另一个根在内,
则满足,解得,
所以实数的取值范围为.
(4)解:若方程的一个根小于,一个根大于,
则满足,解得,所以实数的取值范围为.
题型四 由二次方程的解求参数
16.已知关于的不等式的解集为或,则( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
【答案】BCD
【分析】根据一元二次不等式的解集求参数,再依次判断各项的正误.
【详解】A:因为关于的不等式的解集为或,
所以和3是方程的两个实根,且对应的二次函数图象开口向下,则,错;
B:由A得,,所以,,
因为,,所以,对;
C:不等式可化为,因为,所以,对;
D:不等式可化为,又,
所以,即,解得,对.
故选:BCD
17.已知关于的不等式的解集为,则( )
A.有最大值
B.
C.
D.的解集为
【答案】ABD
【分析】根据不等式的解集可得,且,,据此可逐项判断求解.
【详解】对于A,因为不等式的解集为,所以,,
二次函数的图象开口向下,因此有最大值,故A正确;
对于BC,,3是关于的一元二次方程的两根,
则,所以,,则,故B正确,C错误;
对于D,不等式即为,
即,即,
解得(舍去)或,
所以,故D正确;
故选:ABD.
18.已知关于的不等式的解是,则关于的不等式的解为 .
【答案】或
【分析】依题意可得和是方程的两个实根,再根据根与系数的关系得,在分和两种情况讨论即可求解答案.
【详解】由关于的不等式的解是,
则和是方程的两个实根,
由根与系数的关系得,整理得,
则当时,关于的不等式转化为,解得;
当时,关于的不等式转化为,解得.
综上关于的不等式的解为或.
故答案为:或.
19.已知二次函数.
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,且,求的最小值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由不等式的解集为,可得且和是方程的两个实数根,再根据根与系数的关系即可求解;
(2)由,可得,再结合基本不等式即可求解.
【详解】(1)因为不等式的解集为,
所以,且的两根为和,
则根据韦达定理,可得,解得;
(2)由,可得,化简得.
又,所以,
当且仅当时,即时等号成立.
20.若不等式的解集为
(1)求,b,c之间的关系,并判断的正负;
(2)求关于的不等式的解集.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)先由题意及根与系数的关系得到,,可得解;
(2)把不等式转化为,即可求解.
【详解】(1)因为不等式的解集为,
则是方程的两根,
所以,
故,此时;
(2),
解得:或,
所以不等式的解集为或.
题型五 三个“二次”的关系
21.如图是函数的图象,则不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.
【答案】C
【分析】由二次函数与一元二次不等式关系,结合函数图象确定不等式解集.
【详解】由二次函数图象可得:若,则或,
故不等式的解集为或.
故选:C.
22.已知关于一元二次不等式的解集为(其中),关于一元二次不等式的解集为,则( )
A. B.
C. D.当时,的最小值为
【答案】BC
【分析】结合一元二次不等式与二次函数的关系及函数的平移得到,从而得到,即可判断A、B、C,由韦达定理得到,利用基本不等式判断D.
【详解】因为关于一元二次不等式的解集为(其中),
所以二次函数与轴有两个交点且,交点坐标分别为,,
又关于一元二次不等式的解集为,
即二次函数与轴有两个交点且,交点坐标分别为,,,
又二次函数的图象是由向上平移个单位得到的,
又开口向下,对称轴为,
由于无法确的值,以下只能得到与图象的大致情形如下(这里只列出其中一种):
所以,
则,所以,,所以,故A错误,B正确;
又,,所以,故C正确;
因为、为关于的方程的两根,
所以,,
又,所以,所以,
所以,
所以,当且仅当,即时取等号,
显然,所以,故D错误.
故选:BC
23.已知集合有且仅有两个子集,则下面正确的是( )
A.
B.
C.若不等式的解集为,则
D.若不等式的解集为,且,则
【答案】AD
【分析】根据集合子集的个数列方程,求得的关系式,对AB利用二次函数性质可判断;对CD,利用不等式的解集及韦达定理可判断.
【详解】由于集合有且仅有两个子集,
所以,即,由于,所以.
,当时等号成立,
故A正确,B错误.
C,不等式的解集为,所以,故C错误.
D,不等式的解集为,
即不等式的解集为,且,
则,
则,所以,故D正确.
故选:AD
24.若的函数值有正值,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】由二次函数图像性质即可得出结论.
【详解】由的函数值有正值可知函数的图像与轴有两个交点,所以,即或.
故答案为:
25.已知函数.
(1)若不等式的解集为空集,求的取值范围.
(2)若,的解集为,的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由不等式的解集为空集等价于恒成立,结合,即可求解;
(2)根据题意得是方程的两个实根,由根与系数的关系得到,,构造基本不等式即可求解.
【详解】(1)由题意,函数,不等式的解集为空集等价于恒成立,
即,解得,
故m的取值范围为.
(2)若,由的解集为,则有两个不同实根,
即是方程的两个实根,
故,,故同为小于0的实数,
则,
当且仅当时,即,时等号成立,
故的最大值为.
题型六 二次不等式在R上恒成立问题
26.若不等式的解集为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分和,结合二次不等式解集的形式求参数的取值范围.
【详解】若,则原不等式可化为,在上恒成立;
若,因为不等式的解集为,
所以.
综上可得:.
故选:B
27.一元二次不等式的解集为的充要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据一元二次不等式解集,结合对应二次函数的性质列不等式组,即可得答案.
【详解】一元二次不等式的解集为,即恒成立,
得到充要条件是
故选:B
28.若命题“,使得”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【分析】由题意可知没有实根或有重根,根据,求解即可.
【详解】由题意得,“存在,使”是假命题,
没有实根或有重根,
,解得.
故选:A.
29.已知不等式的解集为.
(1)求的值;
(2)若不等式对于均成立,求实数取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据不等式的解集得1和2是方程的两根,然后根据韦达定理建立的方程求解即可.
(2)分和两种情况讨论,时利用判别式法列不等式组求解范围,最后求并集即可.
【详解】(1)由题意知,1和2是方程的两根,.
由韦达定理可得,解得;
(2)由(1)可知,则不等式对于均成立,
则当时,不等式恒成立;
当时,不等式对于均成立,
等价于,解得,
综上,可得.
30.已知函数.
(1)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1);
(2)答案见解析.
【分析】(1)根据一元二次不等式恒成立,讨论、,结合二次函数的性质列不等式求参数范围;
(2)由题设有,应用分类讨论求对应解集.
【详解】(1)由题意,对一切实数恒成立,
当时,不等式可化为,不满足题意;
当时,则有,解得;
故实数的取值范围是.
(2)不等式等价于,即,
当时,不等式可化为,解集为;
当时,与不等式对应的一元二次方程的两根为.
当时,,此时不等式解集为;
当时,,此时不等式解集为或;
当时,,此时不等式解集为;
当时,,此时不等式解集为或.
综上所述,
当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为或;
当时,解集为;
当时,解集为或.
题型七 二次不等式在某区间恒成立问题
31.“”是“不等式在上恒成立”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据不等式恒成立有恒成立,应用基本不等式及充分、必要性定义判断条件间的关系.
【详解】对于,可化为恒成立,
由,当且仅当时取等号,故,
所以“”是“不等式在上恒成立”的充分不必要条件.
故选:A
32.已知,不等式恒成立,则x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】更换主元,根据一次函数性质列不等式组求解可得.
【详解】令,
当时,,不满足题意;
当时,由一次函数性质可知,,
解得或.
故选:C
33.若,不等式恒成立,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】问题化为上恒成立,利用基本不等式及对勾函数的性质求右侧最大值,即可得.
【详解】由时,恒成立,即恒成立,
对于,有,当且仅当时取等号,
又在上单调递减,在上单调递增,且,,
,故的取值范围是.
故答案为:
34.设函数.
(1)若对于一切实数恒成立,求的取值范围.
(2)对于恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)通过两种情况讨论即可;
(2)法一:结合二次函数最值即可求解,法二:通过参变分离求最值即可求解.
【详解】(1)要使恒成立,
若,显然.
若
需满足
综上:.
(2)解法一:要使在上恒成立,
就要使在上恒成立.
令.
当时,在上随的增大而增大,
当时,;
当时,恒成立;
当时,在上随的增大而减小,
当时,得,
.
综上所述:.
解法二:当时,恒成立,
即当时,恒成立.
,
又,.
函数在1上的最小值为,
.
35.已知二次函数,其中.
(1)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)答案见解析.
【分析】(1)条件可转化为,然后利用基本不等式求出的最小值,即可求得实数的取值范围,
(2)不等式等价于,即,然后分,,,和五种情况讨论求解即可
【详解】(1)不等式即为:,
当时,可变形为:,.
即,
又,当且仅当,即时,等号成立,
∴,即.
实数的取值范围是.
(2),
等价于,即,
①当时,不等式整理为,解得:;
当时,方程的两根为:,.
②当时,可得,解不等式得:或;
③当时
(i)当时,因为,解不等式得:;
(ii)当时,因为,不等式的解集为;
(iii)当时,因为,解不等式得:;
综上所述,不等式的解集为:
①当时,不等式解集为;
②当时,不等式解集为;
③当时,不等式解集为;
④当时,不等式解集为;
⑤当时,不等式解集为.
题型八 二次不等式在R上有解性问题
36.已知命题,为真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
【答案】A
【分析】对实数的取值进行分类讨论,当或时,直接验证即可;当时,结合二次不等式能成立可得出关于实数的不等式,解之即可.
【详解】当时,成立;
当时,抛物线开口向上,成立;
当时,由,得或,所以.
综上所述,.
故选:A.
37.若存在实数使得成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】对分类讨论,结合二次函数的性质,即可求解.
【详解】当时,此时当时,即满足,故符合题意,
当时,此时为开口向下的二次函数,一定存在实数使得成立,故符合题意,
当时,此时为开口向上的二次函数,要使存在实数使得成立,则,解得,
综上可得,
故选:A
38.若命题“”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先写出命题的否定,再根据命题的否定为真命题,列不等式解得结果.
【详解】因为命题“”是假命题,
所以“” 是真命题,
因此
即实数的取值范围是.
故选:B.
39.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分,和三种情况分类讨论,其中当时,利用判别式列不等式求解即可,最后求并集.
【详解】当时,不等式为,即,显然在有解,符合题意;
,命题“”为真命题,
当时,对于抛物线,开口向下,
显然在有解,符合题意;
当时,对于抛物线,开口向上,
只需,解得或,
又,所以或,
综上,实数的取值范围是或,即.
故选:D
40.若命题“,使得”为假命题,则实数的取值范围 .
【答案】
【分析】由题意可得“,使得”为真命题,分离参数可得在内有解,利用基本不等式求出即可.
【详解】因为“,使得”为假命题,
所以“,使得”为真命题,
即在内有解,即,
因为
,
当且仅当,即时等号成立,
所以,所以,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
题型九 二次不等式在某区间上有解性问题
41.命题:“使得不等式成立”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,转化为不等式在有解,结合二次函数的性质,求得其最小值,即可求解.
【详解】由使得不等式成立是真命题,
即不等式在有解,
因为,当时,,
所以,即实数的取值范围为.
故选:C.
42.已知关于 x 的不等式在上有解,则实数a的取值可能是( )
A. B. C.1 D.2
【答案】AB
【分析】由,,可得:,求出函数的最大值即可.
【详解】由,,
可得:,设,
当时,,
当且仅当时取等,所以,故AB正确,CD错误.
故选:AB.
43.若命题“”为真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】分离参数后转化为求函数的最小值.
【详解】在时有解,分离参数得在区间上有解,
只需要不小于函数在区间上的最小值即可,
因为,函数图像对称轴,且,
所以当时,在区间上取最小值,,
所以若命题“”为真命题,则,
实数的取值范围是.
故答案为:
44.若“,使得成立”是真命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】首先对不等式进行参数分离,得到关于的不等式,然后利用基本不等式的性质即可求得结果.
【详解】由题意知,“,使得成立”是真命题,
所以,根据基本不等式的性质可得:,当且仅当,即时,等号成立.
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
45.关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意将不等式转化为在能成立即可,再由二次函数性质求出即可得的取值范围是.
【详解】由不等式以及可得,
依题意可知即可,
令,
又,由可得,
利用二次函数性质可知,即可得;
即实数的取值范围是.
故答案为:
题型十 一元二次不等式的应用
46.某网店销售一批新款削笔器,每个削笔器的最低售价为15元.若按最低售价销售,每天能卖出30个,若一个削笔器的售价每提高1元,日销售量将减少2个.为了使这批削笔器每天获得400元以上的销售收入,这批削笔器的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设这批削笔器的销售价格定为元/个,利用题意列不等式,结合定义域解不等式即可求解.
【详解】设这批削笔器的销售价格定为元/个,
由题意得,即,
∵方程的两个实数根为,,
解集为,又,,
故应将这批削笔器的销售价格制定在每个15元到20元之间(包括15元但不包括20元),
才能使这批削笔器每天获得400元以上的销售收入.
故选:B
47.为配制一种药液,进行了二次稀释,先在体积为(单位:升)的桶中盛满纯药液,第一次将桶中药液倒出5升后用水补满,搅拌均匀第二次倒出4升后用水补满,若此时桶中纯药液的含量不超过容积的,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由题目条件,按照稀释药液顺序,逐渐分析.可得,然后解不等式可得答案.
【详解】第一次将桶中药液倒出5升后,桶中药液还有升,
则加满水后药液含量占容积比例为.第二次倒出的4升液体中,
药液有升,则加满水后药液含量占容积比例为,
由题有,,解得,
又因为第一次将桶中药液倒出5升,所以,
故答案为:.
48.单板滑雪是北京冬奥会比赛项目之一,如图,若,某运动员自起跳点起跳后的运动轨迹(虚线部分)可近似看作一元二次函数图象,运动员竖直高度(单位:m)与距离起跳点的水平距离(单位:m)近似满足函数关系式,则运动员竖直高度不低于48m时,水平距离最多为 m.
【答案】97.5
【分析】由题意直接代入后解一元二次不等式即可;
【详解】由题意可得,,
即,
解得,
因此,运动员水平距离最多为97.5m.
故答案为:97.5.
49.如图是一份矩形的宣传单,其排版面积(矩形)为,左右两边都留有宽为的空白,顶部和底部都留有宽为的空白.
(1)若,,且该宣传单的面积不超过,则的最大值是多少?
(2)若,,则当长多少时,宣传单的面积最小?最小的面积是多少?
【答案】(1)
(2),宣传单的面积最小,最小的面积为
【分析】(1)根据题意可得出关于的不等式,结合可得出的取值范围;
(2)设cm,则cm,设宣传单的面积为,根据题意可得出关于的函数关系式,利用基本不等式可求得的最小值及其对应的值,即可得解.
【详解】(1)由宣传单的面积不超过可得:,
化简得,解得,
又,所以,故的最大值为.
(2)设cm,则cm,设宣传单的面积为,
则,
当且仅当,即时取等号.
所以当长为,宣传单的面积最小,最小的面积是
50.美国国家海洋和大气管理局最近发布的一则预测引发全球关注:预计在年月,拉尼娜现象极有可能卷土重来;但尽管其可能带来短暂冷却,却不足以逆转全球变暖的趋势.某企业欲生产一款防暑降温套装,其每月的成本(单位:万元)由两部分构成:
①固定成本(与生产产品的数量无关):万元;
②生产所需材料成本:万元,(单位:万套)为每月生产产品的套数.
(1)该企业每月产量为何值时,平均每万套的成本最低?每万套的最低成本为多少?
(2)若每月生产万套产品,每万套售价为:万元,假设每套产品都能够售出,则该企业应如何制定计划,才能确保该套装每月的利润不低于万元.
【答案】(1)万套时,每万套的最低成本为12万元;
(2)该企业至少要生产30万套,才能确保该套装每月的利润不低于万元.
【分析】(1)根据已知有平均每万套的成本,应用基本不等式求最小值;
(2)由题设得到,解一元二次不等式求解,即可得结论.
【详解】(1)由题设,平均每万套的成本,
当且仅当万套时取等号,平均每万套的成本最低为12万元/万套;
(2)由题设,该套装每月的利润为,
所以,可得,
所以,即该企业至少要生产30万套,才能确保该套装每月的利润不低于万元.2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
知识点1 一元二次不等式的概念
1.一元二次不等式的概念
定义 一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般形式 ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
知识点2 一元二次不等式的解法
1.解不含参数的一元二次不等式的一般步骤
(1)化标准.通过对不等式变形,使不等式的右侧为0,使二次项系数为正.
(2)判别式.对不等式的左侧进行因式分解,若不能分解,则计算对应方程的判别式.
(3)求实根.求出相应的一元二次方程的根或根据判别式说明方程无实数根.
(4)画草图.根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图.
(5)写解集.结合图象写出不等式的解集.
2.含参的一元二次不等式的解法
在解含参数的不等式时常从以下三个方面进行考虑
(1)不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)不等式对应的方程根的讨论:两不同实根(Δ>0),两相同实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x13.分式不等式的解法
(1)对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元二次不等式组求解,但要注意等价变形,保证分母不为零.
(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零的形式,然后再用上述方法求解.
知识点3 二次函数与一元二次方程、不等式的对应关系
1.一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
项目 Δ>0 Δ=0 Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根 有两个不相等的实数根x1,x2(x1ax2+bx+c>0(a>0)的解集 {x|xx2} R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集 {x|x1注意点:
(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)若二次项系数为正数的一元二次不等式能因式分解,可直接利用“大于取两边,小于取中间”的方法得到不等式的解集.
(3)不等式的解集必须写成集合的形式,若不等式无解,则应说解集为空集.
1.一元二次不等式在R上的恒成立问题
转化为一元二次不等式解集为R的情况
ax2+bx+c>0(a≠0)恒成立 ax2+bx+c≥0(a≠0)恒成立
ax2+bx+c<0(a≠0)恒成立 ax2+bx+c≤0(a≠0)恒成立
2.在给定范围上的恒成立问题
(1)当a>0时,ax2+bx+c<0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立 y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时小于0.
(2)当a<0时,ax2+bx+c>0在x∈{x|α≤x≤β}上恒成立 y=ax2+bx+c在x=α,x=β时的函数值同时大于0.
3.解决简单的能成立问题
(1)结合二次函数图象,将问题转化为端点值的问题.
(2)对一些简单的问题,可转化为m>ymin或m4.解不等式应用题的步骤
题型一 解不含参二次不等式
1.不等式的解集是( )
A. B.或
C. D.
2.若要使有意义,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
3.下列不等式的解集为R的是( )
A. B.
C. D.
4.不等式的解集是 .
5.解下列不等式:
(1);
(2);
(3);
题型二 解含参二次不等式
6.若,则关于x的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
7.关于的不等式的解集可能为( )
A. B.
C. D.
8.解下列关于的不等式:
(1);
(2);
(3).
9.已知关于的不等式的解集为,其中.
(1)若,求的值;
(2)求不等式的解集.
10.已知函数.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)求不等式的解集;
(3)若不等式的解集中恰有三个整数解,求实数的取值范围.
题型三 二次方程根的分布问题
11.已知方程的两根都大于,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.或
12.一元二次方程有一个正根和一个负根的充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
13.已知二次函数.甲同学:的解集为或;乙同学:的解集为或,丙同学:函数图象的对称轴在轴右侧.在这三个同学的论述中,只有一个假命题,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
14.关于x的一元二次方程有一个根小于,另一个根大于1,则a的取值范围是 .
15.关于的方程满足下列条件,求的取值范围.
(1)有两个正根;(2)一个根大于,一个根小于;
(3)一个根在内,另一个根在内;(4)一个根小于,一个根大于;
题型四 由二次方程的解求参数
16.已知关于的不等式的解集为或,则( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
17.已知关于的不等式的解集为,则( )
A.有最大值
B.
C.
D.的解集为
18.已知关于的不等式的解是,则关于的不等式的解为 .
19.已知二次函数.
(1)若不等式的解集为,求的值;
(2)若,且,求的最小值.
、
20.若不等式的解集为
(1)求,b,c之间的关系,并判断的正负;
(2)求关于的不等式的解集.
题型五 三个“二次”的关系
21.如图是函数的图象,则不等式的解集为( )
A. B. C.或 D.
22.已知关于一元二次不等式的解集为(其中),关于一元二次不等式的解集为,则( )
A. B.
C. D.当时,的最小值为
23.已知集合有且仅有两个子集,则下面正确的是( )
A.
B.
C.若不等式的解集为,则
D.若不等式的解集为,且,则
24.若的函数值有正值,则的取值范围是 .
25.已知函数.
(1)若不等式的解集为空集,求的取值范围.
(2)若,的解集为,的最大值.
题型六 二次不等式在R上恒成立问题
26.若不等式的解集为,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
27.一元二次不等式的解集为的充要条件是( )
A. B.
C. D.
28.若命题“,使得”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
29.已知不等式的解集为.
(1)求的值;
(2)若不等式对于均成立,求实数取值范围.
30.已知函数.
(1)若对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
题型七 二次不等式在某区间恒成立问题
31.“”是“不等式在上恒成立”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
32.已知,不等式恒成立,则x的取值范围为( )
A. B. C. D.
33.若,不等式恒成立,则的取值范围为 .
34.设函数.
(1)若对于一切实数恒成立,求的取值范围.
(2)对于恒成立,求的取值范围.
35.已知二次函数,其中.
(1)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
题型八 二次不等式在R上有解性问题
36.已知命题,为真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
37.若存在实数使得成立,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
38.若命题“”是假命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
39.若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
40.若命题“,使得”为假命题,则实数的取值范围 .
题型九 二次不等式在某区间上有解性问题
41.命题:“使得不等式成立”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
42.已知关于 x 的不等式在上有解,则实数a的取值可能是( )
A. B. C.1 D.2
43.若命题“”为真命题,则实数的取值范围是 .
44.若“,使得成立”是真命题,则实数的取值范围是 .
45.关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是 .
题型十 一元二次不等式的应用
46.某网店销售一批新款削笔器,每个削笔器的最低售价为15元.若按最低售价销售,每天能卖出30个,若一个削笔器的售价每提高1元,日销售量将减少2个.为了使这批削笔器每天获得400元以上的销售收入,这批削笔器的销售单价(单位:元)的取值范围是( )
A. B. C. D.
47.为配制一种药液,进行了二次稀释,先在体积为(单位:升)的桶中盛满纯药液,第一次将桶中药液倒出5升后用水补满,搅拌均匀第二次倒出4升后用水补满,若此时桶中纯药液的含量不超过容积的,则的取值范围为 .
48.单板滑雪是北京冬奥会比赛项目之一,如图,若,某运动员自起跳点起跳后的运动轨迹(虚线部分)可近似看作一元二次函数图象,运动员竖直高度(单位:m)与距离起跳点的水平距离(单位:m)近似满足函数关系式,则运动员竖直高度不低于48m时,水平距离最多为 m.
49.如图是一份矩形的宣传单,其排版面积(矩形)为,左右两边都留有宽为的空白,顶部和底部都留有宽为的空白.
(1)若,,且该宣传单的面积不超过,则的最大值是多少?
(2)若,,则当长多少时,宣传单的面积最小?最小的面积是多少?
50.美国国家海洋和大气管理局最近发布的一则预测引发全球关注:预计在年月,拉尼娜现象极有可能卷土重来;但尽管其可能带来短暂冷却,却不足以逆转全球变暖的趋势.某企业欲生产一款防暑降温套装,其每月的成本(单位:万元)由两部分构成:
①固定成本(与生产产品的数量无关):万元;
②生产所需材料成本:万元,(单位:万套)为每月生产产品的套数.
(1)该企业每月产量为何值时,平均每万套的成本最低?每万套的最低成本为多少?
(2)若每月生产万套产品,每万套售价为:万元,假设每套产品都能够售出,则该企业应如何制定计划,才能确保该套装每月的利润不低于万元.