一元二次方程、不等式 讲义(含解析)-2026届高三数学一轮复习

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名称 一元二次方程、不等式 讲义(含解析)-2026届高三数学一轮复习
格式 zip
文件大小 190.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-10-29 12:18:02

文档简介

一元二次方程、不等式
【基础回顾】
知识点1.
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)与一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0),不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解的对应关系
方程的判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数 的图象
方程的根 有两个不相等的实数根x1,x2(x1不等式 的解集 {x|xx2} R
知识点2.分式不等式与整式不等式
(1) >0(<0) f(x)g(x)>0(<0);
(2) ≥0(≤0) f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
知识点3.简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞),|x|0)的解集为(-a,a).
【必备知识】
1.一元二次不等式恒成立问题
(1)不等式ax2+bx+c>0(a≠0),x∈R恒成立 a>0且Δ<0;
(2)不等式ax2+bx+c<0(a≠0),x∈R恒成立 a<0且Δ<0;
(3)若a可以为0,需要分类讨论,一般优先考虑a=0的情形.
2.对于不等式ax2+bx+c>0,需要讨论a=0时的情形.
题型一 求解一元二次不等式
对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
【例题精讲】
1.集合A={x|﹣2≤x<3},B={x|x2﹣5x+6≤0},则A∩B=(  )
A.{x|﹣2≤x<3} B.{x|﹣2≤x≤3} C.{x|2≤x<3} D.{x|2<x≤3}
【答案】C
【解答】解:已知集合A={x|﹣2≤x<3},B={x|x2﹣5x+6≤0}={x|2≤x≤3},
故A∩B={x|﹣2≤x<3}∩{x|2≤x≤3}={x|2≤x<3}.
故选:C.
2.已知集合A={x|x2﹣5x﹣6<0},B={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},则( RA)∩B=(  )
A.{﹣3,﹣2,﹣1} B.{﹣3,﹣2} C.{1,2,3} D.{2,3}
【答案】A
【解答】解:因为集合A={x|x2﹣5x﹣6<0}={x|﹣1<x<6},B={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},
所以 RA={x|x≤﹣1或x≥6},
则( RA)∩B={﹣3,﹣2,﹣1}.
故选:A.
3.已知集合A={x|x≥0},B={x|x2﹣2x﹣3≤0},则A∪B=(  )
A.(﹣1,+∞) B.[﹣1,+∞) C.[0,3] D.[﹣1,3]
【答案】B
【解答】解:集合A={x|x≥0},B={x|x2﹣2x﹣3≤0}={x|﹣1≤x≤3},
所以A∪B={x|x≥﹣1}=[﹣1,+∞).
故选:B.
4.不等式x2﹣ax+b<0的解集是{x|﹣1<x<3},则bx2﹣ax+1>0的解集是(  )
A.{x|﹣3<x<﹣1} B.
C.{x|x<﹣3或x>﹣1} D.
【答案】B
【解答】解:已知不等式x2﹣ax+b<0的解集是{x|﹣1<x<3},
即﹣1,3是方程x2﹣ax+b=0的两根,则,
则bx2﹣ax+1=﹣3x2﹣2x+1>0,得﹣1,
则bx2﹣ax+1>0的解集是{x|﹣1}.
故选:B.
5.关于x的不等式2x2+(1﹣2a)x﹣a<0的解集中整数有且只有2个,则正数a的取值范围为(  )
A.[1,2) B.(1,2] C.(1,2) D.[1,2]
【答案】B
【解答】解:关于x的不等式2x2+(1﹣2a)x﹣a<0的解集中整数有且只有2个,
因为a>0,由2x2+(1﹣2a)x﹣a<0得(2x+1)(x﹣a)<0,解得,
所以0、,,故1<a≤2.
因此正数a的取值范围是(1,2].
故选:B.
题型二 一元二次方程根的分布
一元二次方程根的分布
解决由一个一元二次方程根的分布情况,确定方程中系数的取值范围问题,主要从以下三个方面建立关于系数的不等式(组)进行求解.
(1)判别式Δ的符号.
(2)对称轴x=-与所给区间的位置关系.
(3)区间端点处函数值的符号.
【例题精讲】
1.若关于x的方程x2﹣ax+4=0有两相异实根x1,x2,且0<x1<x2<4,则实数a的取值范围是(  )
A.(﹣∞,﹣4)∪(4,+∞) B.(0,5)
C.(4,5) D.(4,8)
【答案】C
【解答】解:根据题意,方程x2﹣ax+4=0有两相异实根x1,x2,且0<x1<x2<4,
则,
得4<a<5,
则a的取值范围为(4,5).
故选:C.
2.若关于x的方程x2+(2k+1)x+k2﹣2=0的两个实数根的平方和等于11,则k等于(  )
A.k=﹣3或k=1 B.k=﹣3 C.k=1 D.k=3
【答案】C
【解答】解:设方程x2+(2k+1)x+k2﹣2=0的两个实数根为x1,x2,
则Δ=(2k+1)2﹣4(k2﹣2)≥0,即,
由方程根与系数关系可得,,
因为方程x2+(2k+1)x+k2﹣2=0的两个实数根的平方和等于11,
则,
则(2k+1)2﹣2(k2﹣2)=11,解得k=﹣3(舍去)或k=1.
故选:C.
3.若关于x的方程ax2﹣2x+a=0有两个不相等的实数根x1,x2,则的取值范围为(  )
A.[1,+∞) B.[2,+∞) C.(1,+∞) D.(2,+∞)
【答案】D
【解答】解:若关于x的方程ax2﹣2x+a=0有两个不相等的实数根x1,x2,
则a≠0,且Δ=4﹣4a2>0,
解得a∈(﹣1,0)∪(0,1),
由韦达定理,
则,
因为a∈(﹣1,0)∪(0,1),
所以a2∈(0,1),,,
则的取值范围为(2,+∞).
故选:D.
(多选)4.下列说法正确的是(  )
A.方程组的解集是{4,2}
B.若集合A={x|ax2+x+1=0}中只有一个元素,则
C.“ac<0”是“一元二次方程ax2+bx+c=0有一正一负根”的充要条件
D.已知集合M={0,4},则满足条件M∪N=M的集合N的个数为4
【答案】CD
【解答】解:对于A,因为,解得,所以解集为{(4,2)},故A错误;
对于B,当a=0时,x+1=0,解得x=﹣1,此时集合A={﹣1},满足题意;
当a≠0时,需满足Δ=1﹣4a=0,可得,因此a=0或,故B错误;
对于C,若一元二次方程ax2+bx+c=0有一正一负根,可知两根之积为负,
即,也即ac<0,所以必要性成立,
由ac<0可知一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式Δ=b2﹣4ac>0,
即该方程有两根,且两根之积,即两根异号,所以充分性成立;
故C正确;
对于D,由M∪N=M可知N是集合M={0,4}的子集,
所以集合N可以是 ,{0},{4},{0,4}共4个,故D正确.
故选:CD.
(多选)5.下列说法正确的是(  )
A.命题: x∈R,x2>﹣1的否定是: x∈R,x2≤﹣1
B.一元二次不等式对一切实数x都成立,则实数k的取值范围是(﹣3,0]
C.x2>y2是x>y的必要而不充分条件
D.m<0是关于x的方程x2﹣2x+m=0有一正一负根的充要条件
【答案】AD
【解答】解:对于A,命题“ x∈R,x2>﹣1”的否定是“ x∈R,x2≤﹣1”,故A正确;
对于B,因为是一元二次不等式,故k≠0,
因为一元二次不等式对一切实数x都成立,
所以,解得﹣3<k<0,故B错误;
对于C,由x2>y2,可得|x|>|y|,例如(﹣2)2>(﹣1)2,但﹣2<﹣1;
x>y也不能推出x2>y2,例如1>﹣2,而12<(﹣2)2;
所以“x2>y2”是“x>y”的既不充分也不必要条件,故C错误;
对于D,关于x的方程x2﹣2x+m=0有一正一负根,则两根之积m<0,
所以“m<0”是“关于x的方程x2﹣2x+m=0有一正一负根”的充要条件,故D正确.
故选:AD.
题型三 二次函数(含参)单调性值域最值
画图像,根据定义域,画图像。如果有参数,则分别讨论“轴定区间动”还是“轴动区间定”。二次项如果有参数,需要讨论参数是否为0。
【例题精讲】
1.若函数y=﹣x2+(m+3)x+1在区间(2,3)内存在最大值,则m的取值范围是(  )
A.(﹣2,0) B.(﹣3,﹣1) C.(0,2) D.(1,3)
【答案】D
【解答】解:因为函数y=﹣x2+(m+3)x+1图象的对称轴为直线,开口向下,
由函数在区间(2,3)内存在最大值,
得,解得1<m<3.
故选:D.
2.已知函数y=x2﹣2x+3在闭区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则m的取值范围是(  )
A.[1,+∞) B.[0,2] C.(﹣∞,2] D.[1,2]
【答案】D
【解答】解:y=x2﹣2x+3=(x﹣1)2+2,作函数图象如图所示,
由图可得,若y=x2﹣2x+3在闭区间[0,m]上有最大值3,最小值2,
则m的取值范围是[1,2].
故选:D.
3.若函数f(x)=x2﹣4x+8,x∈[1,a],它的最大值为f(a),则实数a的取值范围是(  )
A.(1,2] B.(1,3) C.(3,+∞) D.[3,+∞)
【答案】D
【解答】解:函数f(x)=x2﹣4x+8,对称轴为x=2,
x∈[1,a],它的最大值为f(a),
则|a﹣2|≥|1﹣2|且a>1,解得a≥3,
故实数a的取值范围是[3,+∞).
故选:D.
(多选)4.函数f(x)=x2﹣ax+2在(﹣2,4)上是单调函数,则实数a的取值范围可以是(  )
A.a≥8 B.a=9 C.a≥﹣4 D.a≤﹣4
【答案】ABD
【解答】解:根据题意,函数f(x)=x2﹣ax+2开口向上,对称轴为,
因为函数f(x)=x2﹣ax+2在(﹣2,4)上是单调函数,
所以或,解得a≤﹣4或a≥8.
故选:ABD.
(多选)5.已知函数f(x)=x2+2x+1在区间[﹣2,a)上既有最大值又有最小值,则实数a的值可以是(  )
A.﹣1 B. C.0 D.1
【答案】BC
【解答】解:f(x)=(x+1)2,结合函数f(x)的图象可知,f(0)=f(﹣2),
当a∈(﹣1,0]时,f(x)有最大值f(﹣2),有最小值f(﹣1).
故选:BC.
题型四 一元二次不等式恒成立问题
恒成立问题求参数的范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
(2)一元二次不等式在R上恒成立,可用判别式Δ;一元二次不等式在给定区间上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值或分类讨论.
【例题精讲】
1. x∈R,都有x2+4x+2k≥0恒成立,则实数k的取值范围是(  )
A.k≤2 B.k≥2 C.k<2 D.k>2
【答案】B
【解答】解:根据题意,二次方程x2+4x+2k=0至多有一个实数解,
则Δ=42﹣4×1×2k=8(2﹣k)≤0,解不等式得k≥2.
故选:B.
2.若关于x的不等式mx2﹣5x+m≤0的解集为R,则实数m的取值范围是(  )
A.(﹣∞,] B.(﹣∞,) C.[,0) D.(,0)
【答案】A
【解答】解:当m=0时,不等式﹣5x≤0,解得x≥0,显然解集不是R,不符合题意;
当m≠0,由不等式的解集为R,
则m<0,且方程mx2﹣5x+m=0时,Δ=(﹣5)2﹣4m2≤0,
可得m,
即m的范围为(﹣∞,].
故选:A.
3.已知不等式ax2+bx+1>0的解集,若对 x∈[4,+∞),不等式bx2﹣mx﹣2a≥0成立,则实数m的最大值为(  )
A.3 B.4 C.5 D.8
【答案】C
【解答】解:不等式ax2+bx+1>0的解集为,则方程ax2+bx+1=0的两根为,1,且a<0,
由根与系数的关系可得,解得,
不等式bx2﹣mx﹣2a≥0,即为x2﹣mx+4≥0,
不等式x2﹣mx+4≥0对 x∈[4,+∞)恒成立,
可得,①
或,②
解①得m≤5;解②得,不等式组无解.
综上所述:m≤5,则实数m的最大值为5.
故选:C.
(多选)4.下列说法正确的是(  )
A.当x∈R时,不等式kx2﹣kx+1>0恒成立,则k的取值范围是[0,4)
B.“a>b>0”是“”的充分不必要条件
C.命题“”的否定是假命题
D.“集合A={x|ax2+x+1=0}”中只有一个元素是“”的必要不充分条件
【答案】ABD
【解答】解:对于A,当k=0时,1>0恒成立,符合题意;
当k≠0时,则,解得0<k<4.
综上,k的取值范围是[0,4),故选项A正确;
对于B,若,当ab>0时可得a>b>0或b<a<0;当ab<0时可得a<0<b,
即或b<a<0或a<0<b,
故“a>b>0”是“”的充分不必要条件,选项B正确;
对于C,由于,
所以命题“”为假命题,其否定为真命题,故选项C错误;
对于D,当a=0时,A={x|ax2+x+1=0}={﹣1},集合A中只有一个元素,符合题意;
当a≠0时,若集合A={x|ax2+x+1=0}中只有一个元素,
则Δ=1﹣4a=0,解得.
则a=0或.
故“集合A={x|ax2+x+1=0}”中只有一个元素是“”的必要不充分条件,选项D正确.
故选:ABD.
(多选)5.下列命题正确的是(  )
A.要使关于x的方程x2+(a2﹣1)x+a﹣2=0的一根比1大且另一根比1小,则a的取值范围是﹣2<a<1
B.x2﹣kx+k﹣1<0在(1,2)上恒成立,则实数k的取值范围是k>3
C.关于x的不等式ax﹣b>0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式的解集是{x|x≤﹣1或x≥2}
D.若不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x<﹣2或x>4},则abc>0
【答案】AD
【解答】解:对于A,令f(x)=x2+(a2﹣1)x+a﹣2,则有f(1)=1+(a2﹣1)+a﹣2<0,
解得﹣2<a<1,故A正确;
对于B,令g(x)=x2﹣kx+k﹣1,
则,解得k≥3,故B错误;
对于C,∵关于x的不等式ax﹣b>0的解集是(1,+∞),∴a=b>0,
则关于x的不等式的不等式等价于,即,
解得x≤﹣1或x>2,故C错误;
对于D,若不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x<﹣2或x>4},则,
得a>0,b=﹣2a<0,c=﹣8a<0,所以abc>0,故D正确.
故选:AD.
课时精练
一.选择题(共8小题)
1.已知不等式ax2﹣bx﹣1≥0的解集是,则a+b=(  )
A.1 B.0 C.﹣1 D.﹣2
【答案】C
【解答】解:由原不等式的解集是,
可知是方程ax2﹣bx﹣1=0的两个实根,且a<0,
则,
解得,所以a+b=﹣1.
故选:C.
2.若关于x的不等式﹣x2+mx﹣1 0有解,则实数m的取值范围是(  )
A.{m|m ﹣2或m 2} B.{m|﹣2 m 2}
C.{m|m<﹣2或m>2} D.{m|﹣2<m<2}
【答案】A
【解答】解:因为关于x的不等式﹣x2+mx﹣1 0有解,
所以Δ=m2﹣4 0,解得m 2或m ﹣2,
则实数m的取值范围为{m|m 2或m ﹣2}.
故选:A.
3.已知集合A={x|x2﹣5x﹣6<0},B={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},则( RA)∩B=(  )
A.{﹣3,﹣2,﹣1} B.{﹣3,﹣2} C.{1,2,3} D.{2,3}
【答案】A
【解答】解:因为集合A={x|x2﹣5x﹣6<0}={x|﹣1<x<6},B={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},
所以 RA={x|x≤﹣1或x≥6},
则( RA)∩B={﹣3,﹣2,﹣1}.
故选:A.
4.已知x>1,y>0,x+y=3,则(x﹣1) y的最大值是(  )
A. B. C. D.1
【答案】D
【解答】解:∵x>1,y>0,x+y=3,
∴y=3﹣x>0,
∴1<x<3,
∴(x﹣1) y=(x﹣1)(3﹣x)1(当且仅当x﹣1=3﹣x,即x=2时取等号),
∴(x﹣1) y的最大值是1.
故选:D.
5.关于x的不等式x2﹣2ax﹣8a2<0(a<0)的解集为(x1,x2),且x2﹣x1=15,则a=(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:关于x的不等式x2﹣2ax﹣8a2<0(a<0)的解集为(x1,x2),且x2﹣x1=15,
不等式x2﹣2ax﹣8a2<0可转化为(x﹣4a)(x+2a)<0,
因为a<0,所以4a<﹣2a,所以可解得4a<x<﹣2a,
即不等式x2﹣2ax﹣8a2<0(a<0)的解集为(4a,﹣2a),
从而x1=4a,x2=﹣2a,
因为x2﹣x1=15,所以﹣2a﹣4a=15,解得.
故选:A.
6.若函数f(x)=x2+(1+a)x+2在区间(3,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是(  )
A.(﹣∞,7] B.[7,+∞) C.[﹣7,+∞) D.(﹣∞,﹣7]
【答案】C
【解答】解:因为f(x)=x2+(1+a)x+2在区间(3,+∞)上单调递增,
所以3,解得a≥﹣7.
故选:C.
7.已知函数f(x)=﹣x2+4x+5在区间[0,m]上的值域为[5,9],则实数m的取值范围是(  )
A.[2,4] B.[0,4] C.[0,2] D.[1,4]
【答案】A
【解答】解:已知函数f(x)=﹣x2+4x+5在区间[0,m]上的值域为[5,9],
又f(x)=﹣x2+4x+5的图象开口向下,对称轴为x=2,且f(0)=f(4)=5,f(2)=9,
∵函数f(x)=﹣x2+4x+5在区间[0,m]上的值域为[5,9],
∴由图可知,2≤m≤4,即实数m的取值范围是[2,4].
故选:A.
8.若a≠b,且a2﹣4a+1=0,b2﹣4b+1=0,则的值为(  )
A. B.1 C.4 D.3
【答案】B
【解答】解:∵a≠b,且a2﹣4a+1=0,b2﹣4b+1=0,
∴a,b是一元二次方程x2﹣4x+1=0的两个根,
∴a+b=4,ab=1,

1.
故选:B.
二.多选题(共3小题)
(多选)9.下列命题中,正确的是(  )
A.若a<b,则a2<b2
B.若b>a>0,m>0,则
C.若实数x,y满足2x+9﹣y<3﹣x+4y,则x﹣2y<0
D.关于x的方程x2+(a2﹣1)x+a﹣2=0的一个根比2大,另一个根比2小,则实数a的取值范围是(,0)
【答案】BCD
【解答】解:对于A,当a<b<0,不成立,故A不正确;
对于B,当b>a>0,m>0,则,故B正确;
对于C.令,易知f(x)在定义域上单调递增,
因为2x+9﹣y<3﹣x+4y,
所以f(x)=2x﹣3﹣x<22y﹣3﹣2y=f(2y),即x<2y,可得x﹣2y<0,故C正确;
对于D,令f(x)=x2+(a2﹣1)x+a﹣2,
方程x2+(a2﹣1)x+a﹣2=0的一个根比2大,另一个根比2小,等价于f(2)=2a2+a<0,可得,故D正确.
故选:BCD.
(多选)10.已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|﹣2<x<3},则下列结论正确的是(  )
A.a<0
B.a+b+c>0
C.不等式cx2﹣bx+a<0的解集为
D.c>0
【答案】ABD
【解答】解:已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|﹣2<x<3},则当x=1时,a+b+c>0,故B正确;
则a<0且﹣2和3是方程ax2+bx+c=0的两根,故A正确;
即有,则b=﹣a,c=﹣6a>0,故D正确;
又不等式cx2﹣bx+a<0等价于﹣6ax2+ax+a<0,即6x2﹣x﹣1<0,得,故C错误.
故选:ABD.
(多选)11.下列不等式的解集正确的是(  )
A.﹣x2+4x﹣4<0的解集是{x|x≠2}
B.|x+3|≤2的解集是[﹣5,﹣1]
C.的解集是{x|﹣2≤x≤1}
D.|x﹣1|>|2x﹣3|的解集是
【答案】ABD
【解答】解:对于A,由﹣x2+4x﹣4<0得﹣(x﹣2)2<0,则x≠2,故A正确;
对于B,由|x+3|≤2得﹣2≤x+3≤2,解得﹣5≤x≤﹣1,故B正确;
对于C,由得,则,解得﹣2≤x<1,故C错误;
对于D,由|x﹣1|>|2x﹣3|得(x﹣1)2>(2x﹣3)2,即(2x﹣3)2﹣(x﹣1)2<0,
则[(2x﹣3)﹣(x﹣1)][(2x﹣3)+(x﹣1)]<0,即(x﹣2)(3x﹣4)<0,
解得,故D正确.
故选:ABD.
三.填空题(共3小题)
12.若关于x的不等式[(k2+2)x+1] (2kx+5k+1)>0的解集是A,且集合A中有且仅有1个整数,则实数k的取值范围是   .
【答案】.
【解答】解:当不等式为一次不等式即k=0时,由[(k2+2)x+1] (2kx+5k+1)>0,得到2x+1>0,解得,
又集合A中有且仅有1个整数,所以k=0不合题意,
当不等式为二次不等式即k≠0时,由[(k2+2)x+1] (2kx+5k+1)=0,得到x或,
又,若k>0,则[(k2+2)x+1] (2kx+5k+1)>0的解集为或,显然不合题意,
若k<0,要使集合A中有且仅有1个整数,则或,
解得或,即k的取值范围是.
故答案为:.
13.若对任意实数都有意义,则实数k的取值范围是 [0,16]  .
【答案】[0,16].
【解答】解:由题意对任意实数都有意义,
即 ∈R,2kx2﹣kx+2≥0成立,
①当k=0,2≥0恒成立,符合题意;
②当k≠0时,要使2kx2﹣kx+2≥0,x∈R恒成立,
只需,
综上,实数k的取值范围是[0,16].
故答案为:[0,16].
14.若存在0≤x≤3,使不等式mx+m≤﹣x2成立,则m的取值范围是 (﹣∞,0]  .
【答案】(﹣∞,0].
【解答】解:由不等式mx+m≤﹣x2,x∈[0,3],可得m(x+1)≤﹣x2,
因x∈[0,3],故x+1∈[1,4],即x+1>0,于是,
令t=x+1,则x=t﹣1,t∈[1,4],代入得,
函数在[1,4]上单调递增,故在[1,4]上单调递减,
当t=1时,取得最大值0,故m≤0.
故答案为:(﹣∞,0].
四.解答题(共5小题)
15.设函数f(x)=ax2+(1﹣a)x+a﹣2(a∈R).
(1)若a=﹣2,求f(x)<0的解集;
(2)若不等式f(x)≥2x﹣3对一切实数恒成立,求a的取值范围;
(3)解关于x的不等式:f(x)<a﹣1.
【答案】(1)R;
(2);
(3)当a<﹣1时,原不等式的解集为{x|x>1或;
当a=﹣1时,原不等式的解集为{x|x≠1};
当﹣1<a<0时,原不等式的解集为或x<1};
当a=0时,原不等式的解集为{x|x<1};
当a>0时,原不等式的解集为.
【解答】解:(1)若a=﹣2,可得f(x)=﹣2x2+3x﹣4<0,即2x2﹣3x+4>0,
因为Δ=9﹣4×2×4<0,且函数对应的抛物线开口向上,
所以不等式2x2﹣3x+4>0的解集为R,即f(x)<0的解集为R.
(2)因为f(x)≥2x﹣3对一切实数恒成立,
所以ax2+(1﹣a)x+a﹣2﹣2x+3=ax2﹣(a+1)x+a+1≥0恒成立,
若a=0,x≤1不恒成立,不符合题意;
若a≠0,则,解得;
综上,;
(3)f(x)<a﹣1等价于ax2+(1﹣a)x﹣1<0,
当a=0时,不等式可化为x<1,所以不等式的解集为{x|x<1}.
当a>0时,不等式可化为(ax+1)(x﹣1)<0,此时,
所以不等式的解集为.
当a<0时,不等式化为(ax+1)(x﹣1)<0,
①当a=﹣1时,,不等式的解集为{x|x≠1};
②当﹣1<a<0时,,不等式的解集为或x<1};
③当a<﹣1时,,不等式的解集为{x|x>1或;
综上,当a<﹣1时,原不等式的解集为{x|x>1或;
当a=﹣1时,原不等式的解集为{x|x≠1};
当﹣1<a<0时,原不等式的解集为或x<1};
当a=0时,原不等式的解集为{x|x<1};
当a>0时,原不等式的解集为.
16.已知函数f(x)=ax2+bx﹣12,(a,b∈R).
(1)若不等式f(x)>0的解集为(﹣3,﹣1),求实数a,b的值;
(2)若b=4,对任意x∈R,f(x)≤0恒成立,求a的范围;
(3)当b=3a﹣4时,求解关于x的不等式f(x)≥0.
【答案】(1)a=﹣4,b=﹣16;
(2);
(3)当时,不等式f(x)≥0的解集为;
当时,不等式f(x)≥0的解集为{﹣3};
当时,不等式f(x)≥0的解集为;
当a=0时,不等式f(x)≥0的解集为(﹣∞,﹣3];
当a>0时,不等式f(x)≥0的解集为.
【解答】解:(1)由题意,不等式f(x)>0的解集为(﹣3,﹣1),即方程ax2+bx﹣12=0的两根为﹣3和﹣1,
则由一元二次方程根与系数的关系,得,解得a=﹣4,b=﹣16;
(2)当b=4时,函数f(x)=ax2+4x﹣12,
因为对任意x∈R,f(x)≤0恒成立,即对任意x∈R,ax2+4x﹣12≤0恒成立,
当a>0时,函数f(x)=ax2+4x﹣12,为开口向上的二次函数,不成立;
当a=0时,则4x﹣12≤0,解不等式得x≤3,不成立;
当a<0时,函数f(x)=ax2+4x﹣12,为开口向下的二次函数,
则f(x)≤0恒成立,即Δ=42﹣4a×(﹣12)≤0,解不等式得;
综上所述,若b=4,对任意x∈R,f(x)≤0恒成立,则a的范围为.
(3)当a=0时,则b=﹣4,f(x)=﹣4x﹣12,则f(x)≥0,即﹣4x﹣12≥0,解不等式得x≤﹣3;
当a<0时不等式化为.
当,即时,解得,
当,即时,解得x=﹣3,
当,即时,解得;
当a≠0时,b=3a﹣4,则f(x)=ax2+(3a﹣4)x﹣12=(x+3)(ax﹣4),
令f(x)=0,解得x=﹣3或,
当a>0时,则,解得x≤﹣3或;
综上所述,当时,不等式f(x)≥0的解集为;
当时,不等式f(x)≥0的解集为{﹣3};
当时,不等式f(x)≥0的解集为;
当a=0时,不等式f(x)≥0的解集为(﹣∞,﹣3];
当a>0时,不等式f(x)≥0的解集为.
17.已知a∈R,命题p:方程x2﹣2x+a=0无实根;命题q:对任意x∈R,不等式ax2﹣ax+1>0恒成立.
(1)若p为真命题,求a的取值范围;
(2)若p、q中有且只有一个为真命题,求a的取值范围.
【答案】(1)(1,+∞);
(2)[0,1]∪[4,+∞).
【解答】解:(1)若p为真命题,即方程x2﹣2x+a=0无实根,则Δ=4﹣4a<0,即a>1,
故a的取值范围是(1,+∞);
(2)若命题q:对任意x∈R,不等式ax2﹣ax+1>0恒成立为真命题,
则a=0或,解得0≤a<4.
若p、q中有且只有一个为真命题,包括p真q假或p假q真,
则或,解得a≥4或0≤a≤1.
则a的取值范围是[0,1]∪[4,+∞).
18.高斯,著名的数学家、物理学家、天文学家、是近代数学奠基者之一,享有“数学王子”之称.函数y=[x]成为高斯函数,其中[x]表示不超过实数x的最大整数,如[1.2]=1,[﹣1.2]=﹣2.
(1)求的解集和2[x]2﹣11[x]+15≤0的解集.
(2)若,[x]2﹣m[x]+4>0恒成立,求m取值范围.
(3)若[x]2﹣2[x]﹣a2+1≤0的解集为{x|0≤x<3},求a的范围.
【答案】(1){x|﹣2≤x<3};{x|3≤x<4};
(2)(﹣∞,4);
(3)(﹣2,﹣1]∪[1,2).
【解答】解:(1)由题意得[x]≤x<[x]+1,且[x]∈Z,
由,即﹣2≤[x]≤2,所以﹣2≤x<3,
故的解集为{x|﹣2≤x<3};
由2[x]2﹣11[x]+15≤0,得,则[x]=3,所以3≤x<4.
所以原不等式的解集为{x|3≤x<4}.
(2),[x]2﹣m[x]+4>0恒成立,此时1≤[x]≤3,
即,恒成立,
又,当且仅当[x],即[x]=2时,即2≤x<3时等号成立.
所以要使恒成立,则m<4.
故m的取值范围为(﹣∞,4).
(3)不等式[x]2﹣2[x]﹣a2+1≤0,即([x]+a﹣1)([x]﹣a﹣1)≤0,
①若a=0,不等式为[x]2﹣2[x]+1≤0,
即[x]=1,所以0≤x<1,显然不符合题意;
②若a>0,1﹣a<1+a,
由([x]+a﹣1)([x]﹣a﹣1)≤0,解得1﹣a≤[x]≤1+a,
因为不等式的解集为{x|1﹣a≤[x]≤1+a}={x|0≤x<3}={x|﹣1<[x]<3},
所以,解得1≤a<2,
③若a<0,1+a<1﹣a,
由([x]+a﹣1)([x]﹣a﹣1)≤0,解得1+a≤[x]≤1﹣a,
因为不等式解集为{x|1+a≤[x]≤1﹣a}={x|0≤x<3}={x|﹣1<[x]<3},
所以,解得﹣2<a≤﹣1.
综上所述,﹣2<a≤﹣1或1≤a<2.
故a的范围为(﹣2,﹣1]∪[1,2).
19.已知函数y=ax2+(1﹣a)x+a(a∈R).
(1)若ax2+(1﹣a)x+a≥0对一切实数x恒成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式ax2+(1﹣a)x+a<3a+2;
(3)若存在使关于x的方程ax2+(1﹣a)|x|=m有四个不同的实根,求实数a的取值范围.
【答案】(1);
(2)当a=0时,解集为(﹣∞,2);当a>0时,解集为;当时,解集为;当时,解集为(﹣∞,2)∪(2,+∞);当时,解集为;
(3).
【解答】解:(1)当a=0时,不等式为x≥0,不满足对一切实数x恒成立.
当a≠0时,需,
解(1﹣a)2﹣4a2≤0,即3a2+2a﹣1≥0,(3a﹣1)(a+1)≥0,结合a>0,得.
(2)不等式整理为ax2+(1﹣a)x﹣2a﹣2<0,因式分解为(ax+a+1)(x﹣2)<0.
当a=0时,不等式为x﹣2<0,解得x<2;
当a>0时,不等式为,因,解得;
当a<0时,不等式为;
若,,解得x<2或;
若,,解得x≠2;
若,,解得或x>2.
综上所述,当a=0时,解集为(﹣∞,2);当a>0时,解集为;当时,解集为;
当时,解集为(﹣∞,2)∪(2,+∞);当时,解集为.
(3)方程有四个不同实根,即at2+(1﹣a)t﹣m=0(t=|x|>0)有两个不同正根,
需,解得a>1.
又存在使4am+(1﹣a)2>0,即a2﹣3a+1>0,解得,
所以a的取值范围是.一元二次方程、不等式
【基础回顾】
知识点1.
二次函数y=ax2+bx+c(a>0)与一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0),不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解的对应关系
方程的判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数 的图象
方程的根 有两个不相等的实数根x1,x2(x1不等式 的解集 {x|xx2} R
知识点2.分式不等式与整式不等式
(1) >0(<0) f(x)g(x)>0(<0);
(2) ≥0(≤0) f(x)g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.
知识点3.简单的绝对值不等式
|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞),|x|0)的解集为(-a,a).
【必备知识】
1.一元二次不等式恒成立问题
(1)不等式ax2+bx+c>0(a≠0),x∈R恒成立 a>0且Δ<0;
(2)不等式ax2+bx+c<0(a≠0),x∈R恒成立 a<0且Δ<0;
(3)若a可以为0,需要分类讨论,一般优先考虑a=0的情形.
2.对于不等式ax2+bx+c>0,需要讨论a=0时的情形.
题型一 求解一元二次不等式
对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
【例题精讲】
1.集合A={x|﹣2≤x<3},B={x|x2﹣5x+6≤0},则A∩B=(  )
A.{x|﹣2≤x<3} B.{x|﹣2≤x≤3} C.{x|2≤x<3} D.{x|2<x≤3}
2.已知集合A={x|x2﹣5x﹣6<0},B={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},则( RA)∩B=(  )
A.{﹣3,﹣2,﹣1} B.{﹣3,﹣2} C.{1,2,3} D.{2,3}
3.已知集合A={x|x≥0},B={x|x2﹣2x﹣3≤0},则A∪B=(  )
A.(﹣1,+∞) B.[﹣1,+∞) C.[0,3] D.[﹣1,3]
4.不等式x2﹣ax+b<0的解集是{x|﹣1<x<3},则bx2﹣ax+1>0的解集是(  )
A.{x|﹣3<x<﹣1} B.
C.{x|x<﹣3或x>﹣1} D.
5.关于x的不等式2x2+(1﹣2a)x﹣a<0的解集中整数有且只有2个,则正数a的取值范围为(  )
A.[1,2) B.(1,2] C.(1,2) D.[1,2]
题型二 一元二次方程根的分布
一元二次方程根的分布
解决由一个一元二次方程根的分布情况,确定方程中系数的取值范围问题,主要从以下三个方面建立关于系数的不等式(组)进行求解.
(1)判别式Δ的符号.
(2)对称轴x=-与所给区间的位置关系.
(3)区间端点处函数值的符号.
【例题精讲】
1.若关于x的方程x2﹣ax+4=0有两相异实根x1,x2,且0<x1<x2<4,则实数a的取值范围是(  )
A.(﹣∞,﹣4)∪(4,+∞) B.(0,5)
C.(4,5) D.(4,8)
2.若关于x的方程x2+(2k+1)x+k2﹣2=0的两个实数根的平方和等于11,则k等于(  )
A.k=﹣3或k=1 B.k=﹣3 C.k=1 D.k=3
3.若关于x的方程ax2﹣2x+a=0有两个不相等的实数根x1,x2,则的取值范围为(  )
A.[1,+∞) B.[2,+∞) C.(1,+∞) D.(2,+∞)
(多选)4.下列说法正确的是(  )
A.方程组的解集是{4,2}
B.若集合A={x|ax2+x+1=0}中只有一个元素,则
C.“ac<0”是“一元二次方程ax2+bx+c=0有一正一负根”的充要条件
D.已知集合M={0,4},则满足条件M∪N=M的集合N的个数为4
(多选)5.下列说法正确的是(  )
A.命题: x∈R,x2>﹣1的否定是: x∈R,x2≤﹣1
B.一元二次不等式对一切实数x都成立,则实数k的取值范围是(﹣3,0]
C.x2>y2是x>y的必要而不充分条件
D.m<0是关于x的方程x2﹣2x+m=0有一正一负根的充要条件
题型三 二次函数(含参)单调性值域最值
画图像,根据定义域,画图像。如果有参数,则分别讨论“轴定区间动”还是“轴动区间定”。二次项如果有参数,需要讨论参数是否为0。
【例题精讲】
1.若函数y=﹣x2+(m+3)x+1在区间(2,3)内存在最大值,则m的取值范围是(  )
A.(﹣2,0) B.(﹣3,﹣1) C.(0,2) D.(1,3)
2.已知函数y=x2﹣2x+3在闭区间[0,m]上有最大值3,最小值2,则m的取值范围是(  )
A.[1,+∞) B.[0,2] C.(﹣∞,2] D.[1,2]
3.若函数f(x)=x2﹣4x+8,x∈[1,a],它的最大值为f(a),则实数a的取值范围是(  )
A.(1,2] B.(1,3) C.(3,+∞) D.[3,+∞)
(多选)4.函数f(x)=x2﹣ax+2在(﹣2,4)上是单调函数,则实数a的取值范围可以是(  )
A.a≥8 B.a=9 C.a≥﹣4 D.a≤﹣4
(多选)5.已知函数f(x)=x2+2x+1在区间[﹣2,a)上既有最大值又有最小值,则实数a的值可以是(  )
A.﹣1 B. C.0 D.1
题型四 一元二次不等式恒成立问题
恒成立问题求参数的范围的解题策略
(1)弄清楚自变量、参数.一般情况下,求谁的范围,谁就是参数.
(2)一元二次不等式在R上恒成立,可用判别式Δ;一元二次不等式在给定区间上恒成立,不能用判别式Δ,一般分离参数求最值或分类讨论.
【例题精讲】
1. x∈R,都有x2+4x+2k≥0恒成立,则实数k的取值范围是(  )
A.k≤2 B.k≥2 C.k<2 D.k>2
2.若关于x的不等式mx2﹣5x+m≤0的解集为R,则实数m的取值范围是(  )
A.(﹣∞,] B.(﹣∞,) C.[,0) D.(,0)
3.已知不等式ax2+bx+1>0的解集,若对 x∈[4,+∞),不等式bx2﹣mx﹣2a≥0成立,则实数m的最大值为(  )
A.3 B.4 C.5 D.8
(多选)4.下列说法正确的是(  )
A.当x∈R时,不等式kx2﹣kx+1>0恒成立,则k的取值范围是[0,4)
B.“a>b>0”是“”的充分不必要条件
C.命题“”的否定是假命题
D.“集合A={x|ax2+x+1=0}”中只有一个元素是“”的必要不充分条件
(多选)5.下列命题正确的是(  )
A.要使关于x的方程x2+(a2﹣1)x+a﹣2=0的一根比1大且另一根比1小,则a的取值范围是﹣2<a<1
B.x2﹣kx+k﹣1<0在(1,2)上恒成立,则实数k的取值范围是k>3
C.关于x的不等式ax﹣b>0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式的解集是{x|x≤﹣1或x≥2}
D.若不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x<﹣2或x>4},则abc>0
课时精练
1.已知不等式ax2﹣bx﹣1≥0的解集是,则a+b=(  )
A.1 B.0 C.﹣1 D.﹣2
2.若关于x的不等式﹣x2+mx﹣1 0有解,则实数m的取值范围是(  )
A.{m|m ﹣2或m 2} B.{m|﹣2 m 2}
C.{m|m<﹣2或m>2} D.{m|﹣2<m<2}
3.已知集合A={x|x2﹣5x﹣6<0},B={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},则( RA)∩B=(  )
A.{﹣3,﹣2,﹣1} B.{﹣3,﹣2} C.{1,2,3} D.{2,3}
4.已知x>1,y>0,x+y=3,则(x﹣1) y的最大值是(  )
A. B. C. D.1
5.关于x的不等式x2﹣2ax﹣8a2<0(a<0)的解集为(x1,x2),且x2﹣x1=15,则a=(  )
A. B. C. D.
6.若函数f(x)=x2+(1+a)x+2在区间(3,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是(  )
A.(﹣∞,7] B.[7,+∞) C.[﹣7,+∞) D.(﹣∞,﹣7]
7.已知函数f(x)=﹣x2+4x+5在区间[0,m]上的值域为[5,9],则实数m的取值范围是(  )
A.[2,4] B.[0,4] C.[0,2] D.[1,4]
8.若a≠b,且a2﹣4a+1=0,b2﹣4b+1=0,则的值为(  )
A. B.1 C.4 D.3
二.多选题(共3小题)
(多选)9.下列命题中,正确的是(  )
A.若a<b,则a2<b2
B.若b>a>0,m>0,则
C.若实数x,y满足2x+9﹣y<3﹣x+4y,则x﹣2y<0
D.关于x的方程x2+(a2﹣1)x+a﹣2=0的一个根比2大,另一个根比2小,则实数a的取值范围是(,0)
(多选)10.已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|﹣2<x<3},则下列结论正确的是(  )
A.a<0
B.a+b+c>0
C.不等式cx2﹣bx+a<0的解集为
D.c>0
(多选)11.下列不等式的解集正确的是(  )
A.﹣x2+4x﹣4<0的解集是{x|x≠2}
B.|x+3|≤2的解集是[﹣5,﹣1]
C.的解集是{x|﹣2≤x≤1}
D.|x﹣1|>|2x﹣3|的解集是
三.填空题(共3小题)
12.若关于x的不等式[(k2+2)x+1] (2kx+5k+1)>0的解集是A,且集合A中有且仅有1个整数,则实数k的取值范围是    .
13.若对任意实数都有意义,则实数k的取值范围是    .
14.若存在0≤x≤3,使不等式mx+m≤﹣x2成立,则m的取值范围是    .
四.解答题(共5小题)
15.设函数f(x)=ax2+(1﹣a)x+a﹣2(a∈R).
(1)若a=﹣2,求f(x)<0的解集;
(2)若不等式f(x)≥2x﹣3对一切实数恒成立,求a的取值范围;
(3)解关于x的不等式:f(x)<a﹣1.
16.已知函数f(x)=ax2+bx﹣12,(a,b∈R).
(1)若不等式f(x)>0的解集为(﹣3,﹣1),求实数a,b的值;
(2)若b=4,对任意x∈R,f(x)≤0恒成立,求a的范围;
(3)当b=3a﹣4时,求解关于x的不等式f(x)≥0.
17.已知a∈R,命题p:方程x2﹣2x+a=0无实根;命题q:对任意x∈R,不等式ax2﹣ax+1>0恒成立.
(1)若p为真命题,求a的取值范围;
(2)若p、q中有且只有一个为真命题,求a的取值范围.
18.高斯,著名的数学家、物理学家、天文学家、是近代数学奠基者之一,享有“数学王子”之称.函数y=[x]成为高斯函数,其中[x]表示不超过实数x的最大整数,如[1.2]=1,[﹣1.2]=﹣2.
(1)求的解集和2[x]2﹣11[x]+15≤0的解集.
(2)若,[x]2﹣m[x]+4>0恒成立,求m取值范围.
(3)若[x]2﹣2[x]﹣a2+1≤0的解集为{x|0≤x<3},求a的范围.
19.已知函数y=ax2+(1﹣a)x+a(a∈R).
(1)若ax2+(1﹣a)x+a≥0对一切实数x恒成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式ax2+(1﹣a)x+a<3a+2;
(3)若存在使关于x的方程ax2+(1﹣a)|x|=m有四个不同的实根,求实数a的取值范围.
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