3.3 一元二次不等式及其解法
1.不等式x(2-x)>3的解集是( )
A.{x|-1B.{x|-3C.{x|x<-3或x>1}
D.
2.不等式x2+2x+4≥0的解集为( )
A.{x|x<-4或x>4}
B.
C.{x|x≠-4}
D.R
3.不等式ax2+4x+a>1-2x2对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是__________.
4.下面哪些不等式是关于x的一元二次不等式?
(1)x2>0;(2)-x-x2≤5;(3)ax2>2;(4)x3+5x-6>0;(5)mx2-5x<0;(6)ax2+bx+c>0.
答案:1.D 原不等式可化为x2-2x+3<0.因为方程x2-2x+3=0无实数解,函数y=x2-2x+3的图象是开口向上的抛物线,与x轴无交点,所以不等式的解集为 .
2.D 方程x2+2x+4=0有两个相同实数解:x1=x2=-4.因为函数y=x2+2x+4的图象是开口向上的抛物线,与x轴仅有一个公共点(-4,0),所以不等式的解集为R.
3.a>2 ax2+4x+a>1-2x2对一切x∈R恒成立,即(a+2)x2+4x+a-1>0对一切x∈R恒成立.
若a+2=0,显然不成立.
若a+2≠0,则
∴a>2.
4.解:(1)是;(2)是;
(3)不是,因a=0时,不符合定义;
(4)不是,因为x的最高次数为3次,不符合定义;
(5)不是,因为当m=0时,它为一元一次不等式;
(6)不是,因为a=0时,不符合一元二次不等式的定义.
课堂巩固
1.函数y=的定义域是( )
A.{x|x<-4或x>3}
B.{x|-4C.{x|x≤-4或x≥3}
D.{x|-4≤x≤3}
2.(山东高考,文5)在R上定义运算⊙:a⊙b=ab+2a+b,则满足x⊙(x-2)<0的实数x的取值范围为( )
A.(0,2)
B.(-2,1)
C.(-∞,-2)∪(1,+∞)
D.(-1,2)
3.不等式x(x-1)(1-2x)>0的解集是__________.
4.已知三个不等式x2-4x+3<0①,x2-6x+8<0②,2x2-9x+m<0③,要使同时满足①和②的所有x都满足③,则实数m的取值范围是__________.
5.m是什么实数时,关于x的一元二次方程mx2-(1-m)x+m=0没有实数根?
6.求下列函数的定义域:
(1)f(x)=;
(2)f(x)=log2(x2-x+)+;
(3)f(x)=.
答案:1.C 要使函数有意义,只需x2+x-12≥0.
方程x2+x-12=0的解为x1=-4,x2=3.函数y=x2+x-12的开口向上且与x轴有两交点(-4,0),(3,0).
∴原不等式的解集为{x|x≤-4或x≥3}.
2.B x⊙(x-2)=x(x-2)+2x+x-2<0 x2+x-2<0 -23.{x|x<0或4.m≤9 方法一:由
得2③对于2∴m≤9.
方法二: 2设f(x)=2x2-9x+m,
当x∈(2,3)时,f(x)<0恒成立.
由二次函数图象与性质,得即解得m≤9.
5.解:由Δ=(1-m)2-4m2<0,整理,得3m2+2m-1>0.
因为方程3m2+2m-1=0有两个实数根-1和,
所以m<-1或m>.
所以m的取值范围是{m|m<-1或m>}.
6.解:(1)由函数的解析式有意义,得-3x2+2x-1≥0.
因为Δ=22-4×(-3)×(-1)=-8<0,所以不等式的解集为 ,即函数的定义域为 .
(2)由函数的解析式有意义,
得即
因此x≤-1或x≥1.
所以所求函数的定义域为{x|x≤-1或x≥1}.
(3)由函数的解析式有意义,
得即
因此-41.
故所求函数的定义域为{x|-41}.
1.不等式f(x)=ax2-x-c>0的解集为{x|-21.答案:C 由已知 y=f(-x)=ax2+x-c,即y=-x2+x+2,其图象为C.
2.不等式≥2的解集为( )
A.[-3,]
B.[-,3]
C.[,1)∪(1,3]
D.[-,1)∪(1,3]
2.答案:D ≥2
∴x∈[-,1)∪(1,3].
3.不等式2x2+mx+n>0的解集是x>3或x<-2,则二次函数y=2x2+mx+n的表达式是( )
A.y=2x2+2x+12
B.y=2x2-2x+12
C.y=2x2+2x-12
D.y=2x2-2x-12
3.答案:D 依题意知x=3或x=-2是方程2x2+mx+n=0的两个根,
所以
解之,得m=-2,n=-12.
故二次函数的表达式为y=2x2-2x-12.
4.(天津高考,文8)设函数f(x)=则不等式f(x)>f(1)的解集是( )
A.(-3,1)∪(3,+∞)
B.(-3,1)∪(2,+∞)
C.(-1,1)∪(3,+∞)
D.(-∞,-3)∪(1,3)
4.答案:A 由题意知f(1)=3,则当x≥0时,f(x)>f(1)=3,即x2-4x+6>3,可解得x>3或0≤x<1;当x<0时,f(x)>f(1)=3,即x+6>3,解得-3<x<0.故原不等式的解集为(-3,1)∪(3,+∞).故选A.
5.不等式x2+(a+b)x+ab<0(a5.答案:{x|-b又∵a-b.
从而不等式的解集为-b6.函数f(x)=lg的定义域为__________.
6.答案:10,
即(1-x)(x-4)>0 (x-1)(x-4)<0 17.解下列不等式:
(1)14-4x2≥x;
(2)(2x-1)2-(3x+2)2>11.
7.答案:解:(1)原不等式化为4x2+x-14≤0.
因为Δ>0,方程4x2+x-14=0的根是x1=-2,x2=,
所以不等式的解集为{x|-2≤x≤}.
(2)原不等式化为5x2+16x+14<0.
因为Δ<0,方程5x2+16x+14=0无实根,所以不等式的解集为 .
点评:解一元二次不等式的一般步骤是:
(1)化为标准形式;
(2)确定判别式Δ的符号;
(3)结合二次函数的图象得出不等式的解集.
8.若关于x的不等式<2对任意实数x恒成立,求实数m的取值范围.
8.答案:解法一:∵x2-2x+3=(x-1)2+2>0,
∴不等式<2同解于4x+m<2x2-4x+6,
即2x2-8x+6-m>0.
要使原不等式对任意实数x恒成立,只要2x2-8x+6-m>0对任意实数x恒成立.
∴Δ<0,即64-8(6-m)<0.
整理并解得m<-2.
∴实数m的取值范围是(-∞,-2).
解法二:承接解法一,要使<2对任意实数x恒成立,只要2x2-8x+6-m>0恒成立即可.
变形为m<2x2-8x+6.
设h(x)=2x2-8x+6,要使m<2x2-8x+6恒成立,只要m而h(x)=2x2-8x+6=2(x-2)2-2≥-2,
∴h(x)min=-2.
∴m<-2.
∴实数m的取值范围是m<-2.
点评:本题是关于含参数不等式恒成立的题目,有两种解法.解法一是针对含参数的一元二次不等式的特殊解法.解法二是分离变量法,是通法,通过分离变量,反客为主,使不等式恒成立问题转化为求函数最值问题.以后做题过程中常用到两个结论:m>f(x)恒成立 m>f(x)max;m9.有纯农药液一桶,倒出8升后用水补满.然后又倒出4升后再用水补满,此时桶中的农药不超过容积的28%,问桶的容积最大为多少?
9.答案:解:设桶的容积为x升,显然x>0,
依题意,得(x-8)-≤28%·x.
由于x>0,因而原不等式化简为9x2-150x+400≤0,
即(3x-10)(3x-40)≤0.
因此≤x≤.
所以桶的最大容积为升.3.3
一元二次不等式及其解法
课后训练
1.下列四个不等式:
①-x2+x+1≥0;②;③x2+6x+10>0;④2x2-3x+4<1.
其中解集为R的是______.
A.①
B.②
C.③
D.④
2.若{x|2<x<3}为x2+ax+b<0的解集,则bx2+ax+1>0的解集为( ).
A.{x|x<2或x>3}
B.{x|2<x<3}
C.
D.
3.已知不等式x2+px+q<0的解集为{x|1<x<2},则不等式的解集是( ).
A.(1,2)
B.(-∞,-1)∪(1,2)∪(6,+∞)
C.(-1,1)∪(2,6)
D.(-∞,-1)∪(6,+∞)
4.不等式f(x)=ax2-x-c>0的解集为{x|-2<x<1},则函数y=f(-x)的图象为图中的( ).
5.设则不等式f(x)>2的解集为( ).
A.(1,2)∪(3,+∞)
B.(,+∞)
C.(1,2)∪(,+∞)
D.(1,2)
6.函数的定义域为______.
7.设x满足不等式组则点P(x+2,x-2)在第______象限.
.
8.求函数的定义域.
9.已知f(x)=x2-2ax+2,当x∈[-1,+∞)时,f(x)≥a恒成立,求a的取值范围.
设集合A为函数y=ln(-x2-2x+8)的定义域,集合B为函数的值域,集合C为不等式(x+4)≤0的解集,
(1)求A∩B;
(2)要使,求a的取值范围.
参考答案
1.
答案:C
解析:①④显然不可能;②中△=>0,解集不是R;③中△=62-4×10<0,∴选C.
2.
答案:D
解析:由题意知,2,3是方程x2+ax+b=0的两根,
由韦达定理,得
解得a=-5,b=6.
代入所求不等式,得6x2-5x+1>0,
即(2x-1)(3x-1)>0.解得或.
∴不等式的解集为.
3.
答案:B
解析:由题意知,x2+px+q=(x-1)(x-2),
∴原不等式化为,由穿根法,得
x<-1或1<x<2或x>6.
4.
答案:C
解析:由题意,-2和1是方程ax2-x-c=0的两根且a<0,
∴
解得
∴f(-x)=-x2+x+2,图象过点(-1,0),(2,0)且开口向下.
5.
答案:C
解析:不等式化为或
解得1<x<2或x>.
6.
答案:[-4,0)∪(0,1)
解析:由已知得
x∈[-4,0)∪(0,1).
7.
答案:三
解析:原不等式组等价于 x<-6,
∴x+2<-4,x-2<-8,
∴点P(x+2,x-2)在第三象限
8.
解:解法一:要使函数有意义,需
①等价于(Ⅰ)或
(Ⅱ)
解不等式组(Ⅰ)得:x<-2或x>5,
解不等式组(Ⅱ)得:1≤x<5,解②式得x≠-2且x≠5,
∴原函数的定义域为{x|x<-2或x≥1且x≠5}.
解法二:接解法一,分解因式得:
解之,得x<-2或x≥1且x≠5.
∴原函数的定义域为{x|x<-2或x≥1且x≠5}.
9.
解:解法一:f(x)=(x-a)2+2-a2,此二次函数图象的对称轴为x=a.
当a∈(-∞,-1)时,结合图象知f(x)在[-1,+∞)上单调递增,f(x)min=f(-1)=2a+3,
∴要使f(x)≥a恒成立,
只需f(x)min≥a,即2a+3≥a,解得a≥-3,
∴-3≤a<-1.①
当a∈[-1,+∞)时,f(x)min=f(a)=2-a2,
由2-a2≥a,
解得-2≤a≤1,
∴-1≤a≤1.②
综上所述,所求a的取值范围为-3≤a≤1.
解法二:由f(x)≥a变形得x2+2≥a(2x+1).③
当2x+1=0,即时,③式为x2+2≥0恒成立,此时a∈R;
当2x+1>0,即时,③式为恒成立,其中x∈,
即恒成立,
这样就转化到了求x∈时函数的最小值问题,可得a≤1.
当2x+1<0,即-1≤x<时,③式为恒成立,即恒成立.
其中x∈,这样就转化到了求x∈时函数的最大值问题,可得a≥-3.
综上所述,-3≤a≤1.
解法三:由已知得x2-2ax+2-a≥0在[-1,+∞)上恒成立,即
△=4a2-4(2-a)≤0,或
解得-3≤a≤1.
10.解关于x的不等式ax2-2(a+1)x+4>0.
解:(1)当a=0时,原不等式化为x-2<0,解集为{x|x<2}.
(2)当a<0时,原不等式化为(x-2)<0,这时两根的大小顺序为,
所以解集为.
(3)当a>0时,原不等式化为(x-2)>0.
①当0<a<1时,两根的大小顺序为,
所以原不等式的解集为.
②当a=1时,,
所以原不等式的解集为{x|x∈R且x≠2}.
③当a>1时,两根的大小顺序为,
解集为.
综上所述,不等式的解集为:a=0时,{x|x<2};
a=1时,{x|x∈R且x≠2};
a<0时,;
0<a<1时,;
a>1时,.
10.
解:(1)由-x2-2x+8>0,解得A=(-4,2),
又y=x+=(x+1)+-1,所以B=(-∞,-3]∪[1,+∞).
所以A∩B=(-4,-3]∪[1,2).
(2)因为 RA=(-∞,-4]∪[2,+∞).
由(x+4)≤0,知a≠0.
①当a>0时,由(x+4)≤0,得,不满足;
②当a<0时,由(x+4)≥0,得C=(-∞,-4]∪,欲使,则,
解得或,
又a<0,所以.
综上所述,
所求a的取值范围是.3.3
一元二次不等式及其解法
自我小测
1.下列不等式中,解集是R的是( )
A.x2+2x+1>0
B.>0
C.eq
\b\lc\(\rc\)()x+1>0
D.-2<
2.已知2a+1<0,则关于x的不等式x2-4ax-5a2>0的解集是( )
A.{x|x>5a或x<-a}
B.{x|x<5a或x>-a}
C.{x|-a<x<5a}
D.{x|5a<x<-a}
3.已知不等式ax2+bx+c>0的解集为,则不等式cx2+bx+a<0的解集为( )
A.
B.
C.
D.
4.设f(x)=则不等式f(x)>2的解集为( )
A.(1,2)∪(3,+∞)
B.(,+∞)
C.(1,2)∪(,+∞)
D.(1,2)
5.关于x的方程x2+(a2-1)x+a-2=0的一根比1小且另一根比1大的充要条件是( )
A.-1<a<1
B.a<-1或a>1
C.-2<a<1
D.a<-2或a>1
6.若方程x2+(k-2)x+2k-1=0的两根中,一根在0和1之间,另一根在1和2之间,则实数k的取值范围是________.
7.已知三个不等式①x2-4x+3<0,②x2-6x+8<0,③2x2-9x+m<0,要使同时满足①和②的所有x都满足③,则实数m的取值范围是________.
8.已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=x2-4x,则不等式f(x)>x的解集用区间表示为__________.
9.解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0.
10.若关于x的不等式<2对任意实数x恒成立,求实数m的取值范围.
参考答案
1.解析:因为x2+2x+1=(x+1)2≥0,所以选项A不正确;又=|x|≥0,所以选项B也不正确;选项D中x≠0;而x>0,所以x+1>1>0,x∈R,故选C.
答案:C
2.解析:x2-4ax-5a2>0 (x-5a)(x+a)>0.∵a<-,∴5a<-a.∴x>-a或x<5a.故选B.
答案:B
3.解析:方法一:ax2+bx+c>0的解集为3x2-5x-2<0-3x2+5x+2>0.设a=-3k,b=5k,c=2k(k>0),则cx2+bx+a<02kx2+5kx-3k<02x2+5x-3<0-3<x<,故选A.
方法二:由题意知a<0,且-=eq
\b\lc\(\rc\)()+2,=eq
\b\lc\(\rc\)()×2,即=-,=-,而cx2+bx+a<0 x2+x+1>0-x2-x+1>02x2+5x-3<0-3<x<,故选A.
答案:A
4.解析:当x<2时,令2ex-1>2,解得1<x<2.当x≥2时,令log3(x2-1)>2,解得x∈(,+∞).故x∈(1,2)∪(,+∞).
答案:C
5.解析:令f(x)=x2+(a2-1)x+a-2,则它是开口向上的二次函数,方程的根即是函数与x轴的交点的横坐标,因此只需f(1)<0,即1+a2-1+a-2<0,∴-2<a<1.
答案:C
6.答案:
7.解析:方法一:由,
解得2③对于2∴m≤9.
方法二:2设f(x)=2x2-9x+m.
当x∈(2,3)时,f(x)<0恒成立.
由二次函数的图象与性质,得即解得m≤9.
答案:(-∞,9]
8.解析:∵函数f(x)为奇函数,且x>0时,f(x)=x2-4x,则f(x)=∴原不等式等价于或
由此可解得x>5或-5故应填(-5,0)∪(5,+∞).
答案:(-5,0)∪(5,+∞)
9.解:(1)当a=0时,原不等式化为-x+1<0,
∴不等式的解集是{x|x>1}.
(
2)当a≠0时,原不等式可化为a(x-1)·eq
\b\lc\(\rc\)()<0.
若a<0,则(x-1)eq
\b\lc\(\rc\)()>0.
∵<1,
∴原不等式的解集为;
若a>0时,原不等式化为(x-1)eq
\b\lc\(\rc\)()<0.
①当<1,即a>1时,不等式的解集为.
②当=1,即a=1时,不等式即为(x-1)2<0,显然不等式的解集为 .
③当>1,即0<a<1时,不等式的解集为.
综上,原不等式的解集如下:
当a<0时,解集为;
当a=0时,解集为{x|x>1};
当0<a<1时,解集为;
当a=1时,解集为;
当a>1时,解集为.
10.解:解法一:∵x2-2x+3=(x-1)2+2>0,
∴不等式<2同解于4x+m<2x2-4x+6,
即2x2-8x+6-m>0.
要使原不等式对任意实数x恒成立,只要2x2-8x+6-m>0对任意实数x恒成立.
∴<0,即64-8(6-m)<0.
整理并解得m<-2.
∴实数m的取值范围是(-∞,-2).
解法二:要使<2对任意实数x恒成立,只要2x2-8x+6-m>0恒成立即可.
变形为m<2x2-8x+6.
设h(x)=2x2-8x+6,要使m<2x2-8x+6恒成立,只要m而h(x)=2x2-8x+6=2(x-2)2-2≥-2,
∴h(x)min=-2.
∴m<-2.
∴实数m的取值范围是(-∞,-2).3.3
一元二次不等式及其解法
自主广场
我夯基
我达标
1.不等式6x2+5x<4的解集是(
)
A.(-∞,)∪(,+∞)
B.(,)
C.(,)
D.(-∞,)∪(,+∞)
思路解析:首先把不等式化成一般形式6x2+5x-4<0,然后可以采用分解因式的方法得到作为方程的两个根和,即可得出不等式的解集为(,).注意一般写成集合的形式.
答案:B
2.设函数已知f(a)>1,则a的取值范围是(
)
A.(-∞,-2)∪(,+∞)
B.(,)
C.(-∞,-2)∪(,1)
D.(-2,)∪(1,+∞)
思路解析:由f(x)及f(a)>1,可得
①或②或
③
解①得a<-2,解②得<a<1,解③得a∈.
∴a的取值范围是(-∞,-2)∪(-,1),
答案:C
3.关于x的方程x2+(a2-1)x+a-2=0的一根比1小且另一根比1大的充要条件是(
)
A.-1<a<1
B.a<-1或a>1
C.-2<a<1
D.a<-2或a>1
思路解析:令f(x)=x2+(a2-1)x+a-2,则它是开口向上的二次函数,方程的根即是函数与x轴的交点的横坐标,因此只需f(1)<0,即1+a2-1+a-2<0-2<a<1.
答案:C
4.已知f(x)、g(x)都是奇函数,f(x)>0的解集是(a2,b),g(x)>0的解集是(,),则f(x)·g(x)>0的解集是.
思路解析:由已知,得b>a2,∵f(x),g(x)均为奇函数,∴f(x)<0的解集是(-b,-a2),g(x)<0的解集是(-,-).由f(x)·g(x)>0,可得
f(x)>0,g(x)>0或f(x)<0,g(x)<0,即a2<x<b,<x<或-b<x<-a2,-<x<-.
∴x∈(a2,)∪(-,-a2).
答案:(a2,)∪(-,-a2)
5.如果{x|2ax2+(2-ab)x-b>0}{x|x<-2或x>3},其中b>0,求a、b的取值范围.
思路分析:需先解2ax2+(2-ab)x-b>0关于x的不等式,变形为(ax+1)(2x-b)>0,要分解成形如(x-α)(x-β)的形式时,需确定a的符号,故对a进行分类讨论.
解:记A={x|2ax2+(2-ab)x-b>0}={x|(ax+1)(2x-b)>0},记B={x|x<-2或x>3}.①若a=0,则A={x|x>},不可能有AB;②当a<0时,由(ax+1)(2x-b)=2a(x+)(x-)>0,知(x+)(x-)<0,此不等式的解集是介于与之间的有限区间,故也不可能有AB;③当a>0时,A={x|x<或x>}.∵AB,
∴-≥-2且≤3.∴a≥,0<b≤6.
6.解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0.
思路分析:由于二次项系数含字母,所以应分类讨论,分为a=0或a≠0两种情形分别求解,而在a≠0时,通过分解因式,求出不等式对应的两根后,还要比较两根大小及开口方向,所以综合来讲应分三个层次讨论.
解:(1)当a=0时,原不等式化为-x+1<0,
∴不等式的解集是{x|x>1}.
(2)当a≠0时,原不等式可化为a(x-1)(x-)<0.
若a<0,则(x-1)(x-)>0.
∵<1,
∴原不等式的解集为{x|x<或x>1};
若a>0时,原不等式化为(x-1)(x-)<0.
①当<1,即a>1时,不等式的解集为{x|<x<1}.
②当=1,即a=1时,不等式即为(x-1)2<0,显然不等式的解集为.
③当>1,即0<a<1时,不等式的解集为{x|1<x<}.
综合上述,原不等式的解集如下:
当a<0时,为{x|x<或x>1};
当a=0时,为{x|x>1};
当0<a<1时,为{x|1<x<};
当a=1时,为;
当a>1时,为{x|<x<1}.
7.解不等式:(1)2x3-x2-15x>0;
(2)(x+4)(x+5)2(2-x)3<0.
思路分析:如果多项式f(x)可分解为n个一次式的积,则一元高次不等式f(x)>0(或f(x)<0)可用“穿根法”求解,但要注意处理好有重根的情况.
解:(1)原不等式可化为x(2x+5)(x-3)>0,
把方程x(2x+5)(x-3)=0的三个根x1=,x2=0,x3=3顺次标在数轴上.然后从右上开始画线顺次经过三个根,其解集如图中阴影部分所示.
图3-3-5
∴原不等式解集为{x|<x<0或x>3}.
(2)原不等式等价于
(x+4)(x+5)2(x-2)3>0
∴原不等式解集为{x|x<-5或-5<x<-4或x>2}.
8.已知不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|α<x<β},其中0<α<β,求不等式cx2+bx+a<0的解集.
思路分析:主要考虑二次方程根与系数的关系,即根据韦达定理求解.
解:由已知不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|α<x<β},可得a<0.∴不等式ax2+bx+c>0可化为x2+<0,
则=-(α+β)<0,=αβ>0,∴c<0.
从而不等式cx2+bx+a<0可化为x2+>0.
∴.
∴cx2+bx+a<0等价于x2-()x+>0.
又0<,∴cx2+bx+a<0的解集为{x|x>或x<}.
我综合
我发展
9.设则不等式f(x)>2的解集为(
)
A.(1,2)∪(3,+∞)
B.(,+∞)
C.(1,2)∪(,+∞)
D.(1,2)
思路解析:令2ex-1>2(x<2),解得1<x<2.令log3(x2-1)>2(x≥2),解得x∈(,+∞).
答案:C
10.若关于x的不等式(1+k2)x≤k4+4的解集是M,则对任意实常数k,总有(
)
A.2∈M,0∈M
B.2M,0M
C.2∈M,0M
D.2M,0∈M.
思路解析:方法一:代入判断法,将x=2,x=0分别代入不等式中,判断关于k的不等式解集是否为R;
方法二:(1+k2)x≤k4+4x≤=(k2+1)+-2x≤[(k2+1)+-2]min=.
∵2<,0<,∴2∈M,0∈M.
答案:A
11.已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若m、n∈[-1,1],m+n≠0时,.
(1)用定义证明f(x)在[-1,1]上是增函数;
(2)解不等式f(x+)<f();
(3)若f(x)≤t2-2at+1对所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,求实数t的取值范围.
思路分析:把所求问题分解转化,是函数中的热点问题;问题要求的都是变量的取值范围,不等式的思想起到了关键作用.
(1)证明:任取x1<x2,且x1,x2∈[-1,1],则f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=·(x1-x2).
∵-1≤x1<x2≤1,
∴x1+(-x2)≠0,
由已知>0,
又x1-x2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在[-1,1]上为增函数.
(2)解:∵f(x)在[-1,1]上为增函数,
∴
解得{x|-≤x<-1,x∈R}.
(3)解:由(1)可知f(x)在[-1,1]上为增函数,且f(1)=1,故对x∈[-1,1],恒有f(x)≤1,所以要f(x)≤t2-2at+1对所有x∈[-1,1],a∈[-1,1]恒成立,即要t2-2at+1≥1成立,故t2-2at≥0.记g(a)=t2-2at,对a∈[-1,1],g(a)≥0,只需g(a)在[-1,1]上的最小值大于等于0,g(-1)≥0且g(1)≥0,解得t≤-2或t=0或t≥2.∴t的取值范围是{t|t≤-2或t=0或t≥2}.3.3一元二次不等式及其解法
5分钟训练(预习类训练,可用于课前)
1.已知2a+1<0,关于x的不等式x2-4ax-5a2>0的解集是(
)
A.{x|x>5a或x<-a}
B.{x|x<5a或x>-a}
C.{x|-a<x<5a}
D.{x|5a<x<-a}
解析:x2-4ax-5a2>0(x-5a)(x+a)>0.∵a<,∴5a<-a.∴x>-a或x<5a.故选B.
答案:B
2.不等式x2-x-2<0的解集是___________.
解析:原不等式可以变化为(x+1)(x-2)<0,可知方程x2-x-2=0的解为-1和2,所以,解集为:{x|-1<x<2}.
答案:{x|-1<x<2}
3.不等式≤1的解集是___________.
解析:≤1,即-1≤0,≤0.
因为两实数的积与商是同号的,所以上述不等式同解于如下的不等式组:
即所以,原不等式的解集为{x|x<2或x≥}.
答案:{x|x<2或x≥}
4.<0的解集为____________.
解析:根据条件有即0<x<1,解集为:{x|0<x<1}.
答案:{x|0<x<1}
10分钟训练(强化类训练,可用于课中)
1.已知不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|<x<2},则不等式cx2+bx+a<0的解集为(
)
A.{x|-3<x<}
B.{x|x<-3或x>}
C.{x|-2<x<}
D.{x|x<-2或x>}
解法一:ax2+bx+c>0的解集为{x|<x<2}3x2-5x-2<0-3x2+5x+2>0.设a=-3k,b=5k,c=2k(k>0),则cx2+bx+a<02kx2+5kx-3k<02x2+5x-3<0-3<x<,故选A.
解法二:由题意知a<0,且=()+2,=()×2,即=,=,而cx2+bx+a<0x2+x+1>0x2x+1>02x2+5x-3<0-3<x<,所以应该选A.
答案:A
2.下列不等式中,解集是R的是(
)
A.x2+2x+1>0
B.>0
C.()x+1>0
D.
解析:因为x2+2x+1=(x+1)2≥0,所以A不正确,又=|x|≥0,所以B也不正确,而()x>0,所以()x+1>1>0(x∈R).
答案:C
3.不等式>0的解集是______________.
解析:>0(x+1)(x-2)>0x<-1或x>2.
答案:{x|x<-1或x>2}
4.解下列不等式
(1)x2-x-2>0
(2)-2x2+x+3>0
解:(1)∵Δ>0,对应方程x2-x-2=0的根分别为-1,2.
∴不等式x2-x-2>0的解集:{x|x<-1
或x>2};
(2)原不等式可以变为2x2-x-3<0.
∴对应方程2x2-x-3=0的根分别为-1,.
∴原不等式的解集为{x|-1<x<}.
5.解关于x的不等式(m+3)x2+2mx+m-2>0(m∈R).
解:(1)当m+3=0,即m=-3时,原不等式可化为-6x-3-2>0,即x<;
(2)当m+3>0,即m>-3时,Δ=4m2-4(m+3)(m-2)=4(6-m).
当Δ≥0,即-3<m≤6时,原不等式的解为:x<或x>;
当Δ<0,即m>6时,原不等式的解集为R;
(3)当m+3<0,即m<-3时,Δ=4(6-m)>0
所以,解为:
<x<.
综上所述,当m<-3时,不等式的解集为:{x|<x<};m=-3时,不等式的解集为{x|x<};当-3<m≤6时,不等式的解集为{x|x<}或x>.
6.已知a>1,P:a(x-2)+1>0,Q:(x-1)2>a(x-2)+1.试寻求使得P、Q都成立的x的集合.
解:由题意得
若1<a<2,则有而a-(2-)=a+-2>0,所以a>2-.故x∈{x|x>2或2-<x<a}.
若a=2,则有x∈{x|x>且x≠2}.
若a>2,则有
故x∈{x|x>a或2-<x<2}.
30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)
1.函数f(x)=则不等式xf(x)-x≤2的解集为(
)
A.[-2,2]
B.[-2,-1]∪[1,2]
C.[1,2]
D.[-1,2]
解法一:(排除法)∵x=0时,xf(x)-x=0≤2成立,而B、C中均不含有0,故排除B、C.只需验证x=-2即可,当x=-2时,xf(x)-x=(-2)·(-1)+2=4>2,∴排除A而选D.
解法二:(直接法)①当x>1时,xf(x)-x≤2可化为x2-x≤2,即x2-x-2≤0,解得-1≤x≤2.又x>1,∴1<x≤2.②当x≤1时,xf(x)-x≤2可化为-2x≤2,∴x≥-1.此时有-1≤x≤1,故适合原不等式的解集为①②两部分的并集,为[-1,2].
答案:D
2.不等式>x+1的解集为(
)
A.{x|x<-3}
B.{x|x>1}
C.{x|x<|∪{x|1<x<}
D.{x|<x<}
解析:原不等式可以化为-(x+1)>0,即>0,即(x+)(x)(x-1)<0,由高次不等式的标根法可得C正确.
答案:C
3.已知集合M={x|x2-3x-28≤0},N={x|x2-x-6>0},则M∩N为(
)
A.{x|-4≤x<-2或3<x≤7}
B.{x|-4<x≤-2或3≤x<7}
C.{x|x≤-2或x>3}
D.{x|x<-2或x≥3}
解析:M={x|-4≤x≤7},N={x|x<-2或?x>3},再把M、N两个集合对应的范围在数轴上表示出来即可看出答案.
答案:A
4.二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,对称轴为x=1,图象与x轴的两个交点中,一个交点的横坐标x1∈(2,3),则有(
)
A.a-b-c>0
B.a+b+c<0
C.a+c<b
D.3b<2c
解析:由题意知另一交点必在(-1,0)之间,且f(-1)>0,即a-b+c>0(
).又知=1,得a=,代入(
)式得b-b+c>0,即3b<2c.故选D.
答案:D
5.若x1、x2是方程x2-2kx+1-k2=0的两个实根,则x12+x22的最小值是(
)
A.-2
B.0
C.1
D.2
解析:由题意得
∴x12+x22=(x1+x2)2-2x1x2=4k2-2(1-k2)=6k2-2.由①式得k2≥,
∴6k2-2≥6×-2=1.∴x12+x22的最小值为1.
答案:C
6.二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如下表:
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___________________.
解析:根据所给数表中函数的单调性可以看出?a>0,且方程ax2+bx+c=0的两个解分别为-2和3.
答案:(-∞,-2)∪(3,+∞)
7.某大楼共有20层,有19人在第一层上了电梯,他们分别要去第二至第二十层,每层1人,而电梯只允许停?1次,只可使1人满意,其余18人都要步行上楼或下楼,假定乘客每向下走1层的不满意度为1,每向上走?1层的不满意度为2,所有人的不满意度的和为S,为使S最小,电梯应当停在第_______________层.
解析:设电梯停在第x层(2≤x≤20),则
S=[1+2+…+(x-3)+(x-2)]×1+[1+2+…+(19-x)+(20-x)]×2
=×(20-x)
=.∵x取正整数,∴取x=14即可.
答案:14
8.据气象部门预报,在距离某码头南偏东45°方向600
km处的热带风暴中心正以20
km/h的速度向正北方向移动,距风暴中心450
km以内的地区都受到影响(见右图).从现在小时__________后,该码头将受到热带风暴的影响,影响时间大约为__________.
解析:设风暴中心坐标为(a,b),则a=300,所以<450,
即-150<b<150.而=15.
所以经过(-1)小时码头将受到风暴的影响,影响时间为15小时.
答案:(-1)
15小时
9.已知函数f(x)=(a,b为常数)且方程f(x)-x+12=0有两个实根为x1=3,
x2=4.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设k>1,解关于x的不等式:
f(x)<.
解:(1)将x1=3,x2=4分别代入方程-x+12=0得
解得所以f(x)=(x≠2).
(2)不等式即为,可化为<0,
即(x-2)(x-1)(x-k)>0.
①当1<k<2,解集为x∈(1,k)∪(2+∞).
②当k=2时,不等式为(x-2)2(x-1)>0解集为x∈(1,2)∪(2,+∞).
③当k>2时,解集为x∈(1,2)∪(k,+∞).
10.若不等式的解集为(4,b),求实数a、b的值.
解法一:(换元法)设u=(u≥0),则原不等式可化为u>,
即au2-u+<0.
∵原不等式的解集为(4,b),∴方程au2-u+=0的两根分别为2、.
由韦达定理知
解得
解法二:(图象法)设y1=,y2=(x≥0),
其图象如上图所示,不等式>ax+的解是当y1=的图象在y2=ax+(x≥0)的图象上方时相应的x的取值范围.由于不等式的解集为(4,b),故方程=ax+有一个解x=4,将x=4代入得,∴a=,再求方程=的另一个解得x=36,即b=36.