2020版高中数学新人教B版必修5第三章不等式3.3一元二次不等式及其解法(2课时)学案(含解析)

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名称 2020版高中数学新人教B版必修5第三章不等式3.3一元二次不等式及其解法(2课时)学案(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标B版
科目 数学
更新时间 2019-05-31 09:25:08

文档简介

第1课时 一元二次不等式及其解法(一)
学习目标 1.理解一元二次方程、一元二次不等式与二次函数的关系.2.掌握图象法解一元二次不等式.3.能从实际问题中抽象出一元二次不等式并解决.
知识点一 一元二次不等式的概念
1.一般地,含有一个未知数,且未知数的最高次数是2的整式不等式,叫做一元二次不等式.
2.一元二次不等式的一般表达形式为ax2+bx+c>0(a≠0)或ax2+bx+c<0(a≠0),其中a,b,c均为常数.
3.能使不等式成立的未知数x的一个值称为不等式的一个解.
4.不等式所有解的集合称为解集.
知识点二 “三个二次”的关系
一元二次不等式与相应的一元二次方程、二次函数的联系,如下表.
Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
ax2+bx+c=0
(a>0)的根
有两相异实根
x1,x2(x1有两相等实根
x1=x2=-
没有实数根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
{x|xx2}

R
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
{x|x1?
?
知识点三 一元二次不等式的解法
解一元二次不等式的步骤:
(1)化为基本形式ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0(其中a>0);
(2)计算Δ=b2-4ac,以确定一元二次方程ax2+bx+c=0是否有解;
(3)有根求根;
(4)根据图象写出不等式的解集.
1.x2>1的一个解是x=-2.解集是(-∞,-1)∪(1,+∞).( √ )
2.方程x2-1=0相当于函数y=x2-1中y=0.( √ )
3.如果关于x的方程ax2+bx+c=0无解,则不等式ax2+bx+c>0也无解.( × )
4.x2-1>0与1-x2<0的解集相等.( √ )
题型一 一元二次不等式的解法
命题角度1 二次项系数大于0
例1 求不等式4x2-4x+1>0的解集.
解 因为Δ=(-4)2-4×4×1=0,
所以方程4x2-4x+1=0的解是x1=x2=,
所以原不等式的解集为.
反思感悟 在求解一元二次不等式的过程中,要密切结合一元二次方程的根的情况以及二次函数的图象.
跟踪训练1 求不等式2x2-3x-2≥0的解集.
解 ∵2x2-3x-2=0的两解为x1=-,x2=2,
且a=2>0,
∴不等式2x2-3x-2≥0的解集是.
命题角度2 二次项系数小于0
例2 解不等式-x2+2x-3>0.
解 不等式可化为x2-2x+3<0.
因为Δ=(-2)2-4×3=-8<0,
方程x2-2x+3=0无实数解,
而y=x2-2x+3的图象开口向上,
所以原不等式的解集是?.
反思感悟 将二次项系数小于0的不等式进行转化过程中要注意不等号的变化,化归为二次项系数大于0的不等式,是为了减少记忆负担.
跟踪训练2 求不等式-3x2+6x>2的解集.
解 不等式可化为3x2-6x+2<0,
∵Δ=(-6)2-4×3×2=12>0,
∴x1=1-,x2=1+,
∴不等式-3x2+6x>2的解集是.
题型二 “三个二次”间对应关系的应用
例3 已知关于x的不等式x2+ax+b<0的解集为{x|10的解集.
解 由根与系数的关系,可得即
∴不等式bx2+ax+1>0,
即2x2-3x+1>0.
解得x<或x>1.
∴bx2+ax+1>0的解集为.
反思感悟 给出一元二次不等式的解集,相当于知道了相应二次函数的开口方向及与x轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数.
跟踪训练3 已知不等式ax2-bx+2<0的解集为{x|1解 方法一 由题设条件知a>0,且1,2是方程ax2-bx+2=0的两实根.
由根与系数的关系,知解得
方法二 把x=1,2分别代入方程ax2-bx+2=0中,
得解得
数形结合解不等式
典例 函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数.若f(1)=-1,则满足-1≤f(x-2)≤1的实数x的取值范围是(  )
A.[-2,2] B.[-1,1]
C.[0,4] D.[1,3]
答案 D
解析 根据函数f(x)的性质可画出f(x)图象示意图:
不等式-1≤f(x)≤1的几何意义为当函数f(x)的纵坐标介于[-1,1]之间时,求横坐标x的取值集合.由已知,使-1≤f(x)≤1成立的x满足-1≤x≤1,所以由-1≤f(x-2)≤1得-1≤x-2≤1,即1≤x≤3,故选D.
[素养评析] 直观想象素养的主要表现为:能建立形与数(如本例-1≤f(x)≤1与f(x)图象)的联系;利用几何图形描述问题(f(x)的图象介于y=-1,y=1两直线之间);借助几何直观理解问题(满足条件的图象部分的横坐标集合即所求解集).
1.不等式2x2-x-1>0的解集是(  )
A. B.{x|x>1}
C.{x|x<1或x>2} D.
答案 D
解析 ∵2x2-x-1=(2x+1)(x-1),∴由2x2-x-1>0,得(2x+1)(x-1)>0,解得x>1或x<-,∴不等式的解集为.
2.不等式-x2-x+2>0的解集为_____________.
答案 {x|-2解析 由原式得x2+x-2<0,得-2故其解集为{x|-23.若不等式x2-2ax+a≤-1有唯一解,则a的值为______.
答案 
解析 若不等式x2-2ax+a≤-1有唯一解,则x2-2ax+a=-1有两个相等的实根,所以Δ=4a2-4(a+1)=0,解得a=.
4.若不等式ax2+8ax+21<0的解集是{x|-7答案 3
解析 由题意可知-7和-1为方程ax2+8ax+21=0的两个根.∴-7×(-1)=,故a=3.
5.某商品在最近30天内的价格f(t)与时间t(单位:天)的函数关系是f(t)=t+10(0答案 {t|10≤t≤15,t∈N}
解析 日销售金额=(t+10)(-t+35),
依题意有(t+10)(-t+35)≥500,
解得解集为{t|10≤t≤15,t∈N}.
1.解一元二次不等式的常见方法
(1)图象法:由一元二次方程、一元二次不等式及二次函数的关系,可以得到解一元二次不等式的一般步骤:
①化不等式为标准形式:ax2+bx+c>0(a>0)或ax2+bx+c<0(a>0);
②求方程ax2+bx+c=0(a>0)的根,并画出对应函数y=ax2+bx+c图象的简图;
③由图象得出不等式的解集.
(2)代数法:将所给不等式化为一般式后借助分解因式或配方求解.
当m0,则可得{x|x>n或x若(x-m)(x-n)<0,则可得{x|m有口诀如下:大于取两边,小于取中间.
2.实际问题要注意变量的实际含义对变量范围的影响,如长度应该大于0,人数应该为自然数等.
3.由一元二次不等式的解集可以逆推二次函数的开口及与x轴的交点坐标.
一、选择题
1.不等式6x2+x-2≤0的解集为(  )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 因为6x2+x-2≤0?(2x-1)·(3x+2)≤0,所以原不等式的解集为.
2.(2016·全国Ⅰ)设集合A={x|x2-4x+3<0},B={x|2x-3>0},则A∩B等于(  )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 由A={x|x2-4x+3<0}={x|10}=,得A∩B==,故选D.
3.若00的解集是(  )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 ∵01,∴>t.
∴(t-x)>0?(x-t)<0?t4.函数y=的定义域为(  )
A.[-7,1] B.(-7,1)
C.(-∞,-7]∪[1,+∞) D.(-∞,-7)∪(1,+∞)
答案 B
解析 由7-6x-x2>0,得x2+6x-7<0,即(x+7)(x-1)<0,所以-75.不等式<2的解集为(  )
A.{x|x≠-2} B.R
C.? D.{x|x<-2或x>2}
答案 A
解析 ∵x2+x+1>0恒成立,
∴原不等式?x2-2x-2<2x2+2x+2?x2+4x+4>0?(x+2)2>0,
∴x≠-2.∴不等式的解集为{x|x≠-2}.
6.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)
答案 A
解析 f(1)=12-4×1+6=3,
当x≥0时,x2-4x+6>3,解得x>3或0≤x<1;
当x<0时,x+6>3,解得-3所以f(x)>f(1)的解集是(-3,1)∪(3,+∞).
7.已知一元二次不等式f(x)<0的解集为,则f(10x)>0的解集为(  )
A.{x|x<-1或x>-lg2}
B.{x|-1C.{x|x>-lg2}
D.{x|x<-lg2}
答案 D
解析 由题知,一元二次不等式f(x)>0的解集为,即-1<10x<,解得x<-lg 2.
8.已知f(x)=(x-a)(x-b)+2(aA.a<α<βC.α答案 A
解析 设g(x)=(x-a)(x-b),
则g(x)向上平移2个单位长度得到f(x)的图象,
由图易知a<α<β二、填空题
9.不等式-1答案 {x|-3≤x<-2或0解析 ∵∴-3≤x<-2或010.不等式x2-3|x|+2≤0的解集为__________.
答案 {x|-2≤x≤-1或1≤x≤2}
解析 原不等式等价于|x|2-3|x|+2≤0,即1≤|x|≤2.
当x≥0时,1≤x≤2;当x<0时,-2≤x≤-1.
所以原不等式的解集为{x|-2≤x≤-1或1≤x≤2}.
11.已知x=1是不等式k2x2-6kx+8≥0的解,则k的取值范围是______________.
答案 (-∞,2]∪[4,+∞)
解析 x=1是不等式k2x2-6kx+8≥0的解,
把x=1代入不等式得k2-6k+8≥0,解得k≥4或k≤2.
三、解答题
12.已知全集U={x|x2>1},集合A={x|x2-4x+3<0},求?UA.
解 依题意,?UA中的元素应满足
即解得?UA={x|x<-1或x≥3}.
13.若不等式ax2+bx+c≥0的解集为,求关于x的不等式cx2-bx+a<0的解集.
解 由ax2+bx+c≥0的解集为,
知a<0,且关于x的方程ax2+bx+c=0的两个根分别为-,2,
∴
∴b=-a,c=-a,
∴不等式cx2-bx+a<0可变形为
x2-x+a<0,
即2ax2-5ax-3a>0.
又∵a<0,∴2x2-5x-3<0,
解得-∴所求不等式的解集为.
14.已知集合A={x|x2-x-12<0},集合B={x|x2+2x-8>0},集合C={x|x2-4ax+3a2<0,a≠0},若C?(A∩B),则实数a的取值范围是______________.
答案 
解析 A={x|-32},
∴A∩B={x|2要使C?(A∩B),
需
即
解得≤a≤2,即a的取值范围为.
15.解不等式|x-2|-|x-5|≥x2-8x+14.
解 设f(x)=|x-2|-|x-5|.
①当x≤2时,f(x)=-3,而x2-8x+14=(x-4)2-2≥-2,
∴f(x)≥x2-8x+14无解;
②当2原不等式等价于解得3≤x<5;
③当x≥5时,f(x)=3,原不等式等价于
解得5≤x≤4+.
综上,原不等式的解集为[3,4+].
第2课时 一元二次不等式及其解法(二)
学习目标 1.会解可化为一元二次不等式(组)的简单分式不等式.2.会对含参数的一元二次不等式分类讨论.3.掌握与一元二次不等式有关的恒成立问题的解法.
知识点一 分式不等式的解法
一般的分式不等式的同解变形法则:
(1)>0?f(x)·g(x)>0;
(2)≤0?
(3)≥a?≥0.
知识点二 一元二次不等式恒成立问题
一般地,“不等式f(x)>0在区间[a,b]上恒成立”的几何意义是函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象全部在x轴上方.区间[a,b]是不等式f(x)>0的解集的子集.
恒成立的不等式问题通常转化为求最值问题,即:
k≥f(x)恒成立?k≥f(x)max;
k≤f(x)恒成立?k≤f(x)min.
知识点三 含参数的一元二次不等式的解法
解含参数的一元二次不等式,仍可按以前的步骤,即第一步先处理二次项系数,第二步通过分解因式或求判别式来确定一元二次方程有没有根,第三步若有根,区分根的大小写出解集,若无根,结合图象确定解集是R还是?.
在此过程中,因为参数的存在导致二次函数开口方向、判别式正负、两根大小不确定时,为了确定展开讨论.
1.由于>0等价于(x-5)(x+3)>0,故y=与y=(x-5)(x+3)图象也相同.( × )
2.x2+1≥2x等价于(x2+1)min≥2x.( × )
3.(ax+1)(x+1)>0?(x+1)>0.( × )
题型一 分式不等式的解法
例1 解下列不等式:
(1)<0; (2)≤1.
解 (1)<0?(2x-5)(x+4)<0?-4∴原不等式的解集为.
(2)∵≤1,∴-1≤0,∴≤0,即≥0.
此不等式等价于(x-4)≥0且x-≠0,
解得x<或x≥4,
∴原不等式的解集为.
反思感悟 分式不等式的解法:先通过移项、通分整理成标准型>0(<0)或≥0(≤0),再化成整式不等式来解.如果能判断出分母的正负,直接去分母即可.
跟踪训练1 解下列不等式:
(1)≥0; (2)>1.
解 (1)原不等式可化为
解得∴x<-或x≥,
∴原不等式的解集为.
(2)方法一 原不等式可化为或
解得或∴-3∴原不等式的解集为.
方法二 原不等式可化为>0,
化简得>0,即<0,∴(2x+1)(x+3)<0,
解得-3∴原不等式的解集为.
题型二 不等式恒成立问题
例2 设函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若对于一切实数x,f(x)<0恒成立,求实数m的取值范围;
(2)对于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求实数m的取值范围.
解 (1)要使mx2-mx-1<0恒成立,
若m=0,显然-1<0,满足题意;
若m≠0,则即-4(2)方法一 要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,
就要使m2+m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.
令g(x)=m2+m-6,x∈[1,3].
当m>0时,g(x)在[1,3]上是增函数,
∴g(x)max=g(3)=7m-6<0,∴0当m=0时,-6<0恒成立;
当m<0时,g(x)在[1,3]上是减函数,
∴g(x)max=g(1)=m-6<0,得m<6,∴m<0.
综上所述,m的取值范围是.
方法二 当x∈[1,3]时,f(x)<-m+5恒成立,
即当x∈[1,3]时,m(x2-x+1)-6<0恒成立.
∵x2-x+1=2+>0,
又m(x2-x+1)-6<0,∴m<.
∵函数y==在[1,3]上的最小值为,∴只需m<即可.
综上所述,m的取值范围是.
引申探究
把例2(2)改为:对于任意m∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求实数x的取值范围.
解 f(x)<-m+5,即mx2-mx-1<-m+5,
m(x2-x+1)-6<0.
设g(m)=m(x2-x+1)-6.
则g(m)是关于m的一次函数且斜率
x2-x+1=2+>0.
∴g(m)在[1,3]上为增函数,要使g(m)<0在[1,3]上恒成立,只需g(m)max=g(3)<0,
即3(x2-x+1)-6<0,x2-x-1<0,
方程x2-x-1=0的两根为x1=,x2=,
∴x2-x-1<0的解集为,
即x的取值范围为.
反思感悟 有关不等式恒成立求参数的取值范围,通常处理方法有两种
(1)考虑能否进行参变量分离,若能,则构造关于变量的函数,转化为求函数的最大(小)值,从而建立参变量的不等式.
(2)若参变量不能分离,则应构造关于变量的函数(如一次函数、二次函数),并结合图象建立参变量的不等式求解.
(3)若已知参数的取值范围,求x的取值范围,通常用变换变元的方法解答.
跟踪训练2 当x∈(1,2)时,不等式x2+mx+4<0恒成立,则实数m的取值范围是________.
答案 (-∞,-5]
解析 构造函数f(x)=x2+mx+4,x∈[1,2],
则f(x)在[1,2]上的最大值为f(1)或f(2).
由于当x∈(1,2)时,不等式x2+mx+4<0恒成立.
则有即
可得所以m≤-5.
题型三 含参数的一元二次不等式
例3 解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0.
解 当a<0时,不等式可化为(x-1)>0,
∵a<0,∴<1,∴不等式的解集为.
当a=0时,不等式可化为-x+1<0,解集为{x|x>1}.
当a>0时,不等式可化为(x-1)<0.
当0当a=1时,不等式的解集为?.
当a>1时,<1,不等式的解集为.
综上,当a<0时,解集为;
当a=0时,解集为{x|x>1};
当0当a=1时,解集为?;
当a>1时,解集为.
反思感悟 解含参数的不等式,可以按常规思路进行:先考虑开口方向,再考虑判别式的正负,最后考虑两根的大小关系,当遇到不确定因素时再讨论.
跟踪训练3 解关于x的不等式(x-a)(x-a2)<0.
解 当a<0或a>1时,有a当0当a=0或a=1时,原不等式无解.
综上,当a<0或a>1时,原不等式的解集为{x|a当0当a=0或a=1时,解集为?.
穿针引线解高次不等式
观察下列不等式解集与图象的关系.猜想第三个不等式的解集.
不等式
函数图象
不等式解集
x-1>0
(1,+∞)
(x-1)(x-2)>0
(-∞,1)∪(2,+∞)
x(x-1)(x-2)>0
对于函数f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)…(x-xn),
不妨设x1<x2<x3<…<xn.
其图象有两个特点:
①当x>xn时,x-x1>0,x-x2>0,…,x-xn>0,∴f(x)>0.该区间内f(x)图象在x轴上方.
②从x轴右上方开始,f(x)的图象每穿过一个零点,就从x轴一侧到另一侧变化一次.
根据这个原理,只要画出f(x)示意图(穿针引线),即可得到f(x)>0(或f(x)<0)的解集.如第三个不等式解集为(0,1)∪(2,+∞).在此过程中,y轴可省略不画.
③注意对于奇数次根穿而过,偶数次根穿而不过.
典例 解不等式>0.
解 >0即x(x-1)(x+1)>0,
穿针引线:
解集为(-1,0)∪(1,+∞).
[素养评析] 穿针引线法的发现归功于从简单到复杂,从具体到一般的观察,发现问题,提出命题,这就是逻辑推理素养中的归纳.
1.若不等式x2+mx+1≥0的解集为R,则实数m的取值范围是(  )
A.m≥2 B.m≤-2
C.m≤-2或m≥2 D.-2≤m≤2
答案 D
解析 由题意,得Δ=m2-4≤0,∴-2≤m≤2.
2.不等式≥0的解集为(  )
A.[1,2] B.(-∞,1]∪[2,+∞)
C.[1,2) D.(-∞,1]∪(2,+∞)
答案 D
解析 由题意可知,不等式等价于
∴x>2或x≤1.
3.不等式≥1的解集是(  )
A.(-∞,-1)∪(-1,2] B.[-1,2]
C.(-∞,2] D.(-1,2]
答案 D
解析 ∵≥1,∴-1≥0,∴≥0,
即≤0,等价于(x-2)(x+1)<0或x-2=0,
故-1<x≤2.
4.若不等式x2+x+k<0在区间[-1,1]上恒成立,则实数k的取值范围是________.
答案 (-∞,-2)
解析 x2+x+k<0,即k<-(x2+x)在区间[-1,1]上恒成立,
即k<[-(x2+x)]min.
当x=1时,[-(x2+x)]min=-2.∴k<-2.
5.解关于x的不等式:x2+(1-a)x-a<0.
解 方程x2+(1-a)x-a=0的解为x1=-1,x2=a.
因为函数y=x2+(1-a)x-a的图象开口向上,所以
①当a<-1时,原不等式的解集为{x|a②当a=-1时,原不等式的解集为?;
③当a>-1时,原不等式的解集为{x|-11.解分式不等式时,一定要等价变形为一边为零的形式,再化归为一元二次不等式(组)求解.当不等式含有等号时,分母不为零.
2.对于某些恒成立问题,分离参数是一种行之有效的方法.这是因为将参数分离后,问题往往会转化为函数问题,从而得以迅速解决.当然,这必须以参数容易分离作为前提.分离参数时,经常要用到以下简单结论(1)若f(x)有最大值f(x)max,则a>f(x)恒成立?a>f(x)max;(2)若f(x)有最小值f(x)min,则a3.含参数的一元二次型的不等式
在解含参数的一元二次型的不等式时,往往要对参数进行分类讨论,为了做到分类“不重不漏”,讨论需从如下三个方面进行考虑
(1)关于不等式类型的讨论:二次项系数a>0,a<0,a=0.
(2)关于不等式对应的方程根的讨论:两不等根(Δ>0),两相等实根(Δ=0),无根(Δ<0).
(3)关于不等式对应的方程根的大小的讨论:x1>x2,x1=x2,x1一、选择题
1.不等式≤0的解集为(  )
A.
B.
C.∪[1,+∞)
D.∪[1,+∞)
答案 A
解析 原不等式等价于
解得-∴原不等式的解集为.
2.若关于x的不等式x2-4x-m≥0对任意x∈(0,1]恒成立,则m的最大值为(  )
A.1B.-1C.-3D.3
答案 C
解析 由已知可得m≤x2-4x对一切x∈(0,1]恒成立,
又f(x)=x2-4x在(0,1]上为减函数,
∴f(x)min=f(1)=-3,∴m≤-3,
∴m的最大值为-3.
3.若集合A={x|ax2-ax+1<0}=?,则实数a的取值范围是(  )                   
A.(0,4) B.[0,4)
C.(0,4] D.[0,4]
答案 D
解析 当a=0时,ax2-ax+1<0无解,符合题意.
当a<0时,ax2-ax+1<0解集不可能为空集.
当a>0时,要使ax2-ax+1<0解集为空集,
需解得0综上,a∈[0,4].
4.设a<-1,则关于x的不等式a(x-a)<0的解集为(  )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 ∵a<-1,
∴a(x-a)<0?(x-a)·>0.
又a<-1,∴>a,
∴x>或x∴不等式的解集为.
5.不等式mx2-ax-1>0(m>0)的解集可能是(  )
A.
B.R
C.
D.?
答案 A
解析 因为Δ=a2+4m>0,
所以函数y=mx2-ax-1的图象与x轴有两个交点,
又m>0,所以原不等式的解集不可能是B,C,D,故选A.
6.若关于x的方程x2+(a2-1)x+a-2=0的一根比1小且另一根比1大,则实数a的取值范围是(  )
A.(-1,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-2,1) D.(-∞,-2)∪(1,+∞)
答案 C
解析 令f(x)=x2+(a2-1)x+a-2,
依题意得f(1)<0,即1+a2-1+a-2<0,
∴a2+a-2<0,∴-27.对任意a∈[-1,1],函数f(x)=x2+(a-4)x+4-2a的值恒大于零,则实数x的取值范围是(  )
A.13
C.12
答案 B
解析 设g(a)=(x-2)a+(x2-4x+4),
g(a)>0恒成立且a∈[-1,1]
?
??x<1或x>3.
8.对于任意实数x,不等式(a-2)x2-2(a-2)x-4<0恒成立,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,2) B.(-∞,2]
C.(-2,2) D.(-2,2]
答案 D
解析 当a-2≠0时,
即
解得-2当a-2=0时,-4<0恒成立,
综上所述,-2二、填空题
9.不等式≥1的解集为________.
答案 
解析 因为≥1等价于≥0,所以≤0,等价于解得-410.若不等式ax2+2ax-(a+2)≥0的解集是?,则实数a的取值范围是__________.
答案 (-1,0]
解析 当a=0时,-2≥0,解集为?,满足题意;
当a≠0时,a满足条件
解得-111.(2018·上饶模拟)当x>0时,若不等式x2+ax+1≥0恒成立,则实数a的最小值为________.
答案 -2
解析 当Δ=a2-4≤0,即-2≤a≤2时,不等式x2+ax+1≥0对任意x>0恒成立,当Δ=a2-4>0时,有f(0)=1>0,若要原不等式恒成立,则需解得a>2,所以使不等式x2+ax+1≥0对任意x>0恒成立的实数a的最小值是-2.
三、解答题
12.已知f(x)=-3x2+a(5-a)x+b.
(1)当不等式f(x)>0的解集为(-1,3)时,求实数a,b的值;
(2)若对任意实数a,f(2)<0恒成立,求实数b的取值范围.
解 (1)由f(x)>0,得-3x2+a(5-a)x+b>0,
∴3x2-a(5-a)x-b<0.
又f(x)>0的解集为(-1,3),
∴
∴或
(2)由f(2)<0,得-12+2a(5-a)+b<0,
即2a2-10a+(12-b)>0.
又对任意实数a,f(2)<0恒成立,
∴Δ=(-10)2-4×2(12-b)<0,
∴b<-,∴实数b的取值范围为.
13.已知一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为(α,β),且0<α<β,求不等式cx2+bx+a<0的解集.
解 方法一 由题意可得a<0,且α,β为方程ax2+bx+c=0的两根,
∴由根与系数的关系得
∵a<0,0<α<β,
∴由②得c<0,
则cx2+bx+a<0可化为x2+x+>0.
①÷②,得==-<0.
由②得==·>0.
∴,为方程x2+x+=0的两根.
又∵0<α<β,
∴0<<,
∴不等式x2+x+>0的解集为
,
即不等式cx2+bx+a<0的解集为.
方法二 由题意知a<0,
∴由cx2+bx+a<0,得x2+x+1>0.
将方法一中的①②代入,
得αβx2-(α+β)x+1>0,
即(αx-1)(βx-1)>0.
又∵0<α<β,
∴0<<.
∴所求不等式的解集为.
14.关于x的不等式组的整数解的集合为{-2},则实数k的取值范围为________.
答案 [-3,2)
解析 ∵-2是2x2+(2k+5)x+5k<0的解,
∴2(-2)2+(2k+5)(-2)+5k=k-2<0.
∴k<2,-k>-2>-,
∴2x2+(2k+5)x+5k=(x+k)(2x+5)<0的解集为,
又x2-x-2>0的解集为{x|x<-1或x>2},
∴-2<-k≤3,∴k的取值范围为[-3,2).
15.解关于x的不等式ax2-2(a+1)x+4>0.
解 (1)当a=0时,原不等式可化为-2x+4>0,
解得x<2,所以原不等式的解集为{x|x<2}.
(2)当a>0时,原不等式可化为(ax-2)(x-2)>0,对应方程的两个根为x1=,x2=2.
①当02,
所以原不等式的解集为;
②当a=1时,=2,所以原不等式的解集为{x|x≠2};
③当a>1时,<2,
所以原不等式的解集为.
(3)当a<0时,原不等式可化为(-ax+2)(x-2)<0,对应方程的两个根为x1=,x2=2,则<2,
所以原不等式的解集为.
综上,当a<0时,原不等式的解集为;
当a=0时,原不等式的解集为{x|x<2};
当0当a=1时,原不等式的解集为{x|x≠2};
当a>1时,原不等式的解集为.