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第三章——第二节
一元二次不等式及其解法
(重点)
[学习目标]
1.掌握一元二次不等式的概念
2.理解一元二次方程、一元二次不等式与二次函数的关系
3.掌握图象法解一元二次不等式的方法
4.培养数形结合、分类讨论思想方法
(难点)
[情境导入]
学校要在长为8,宽为6?的一块长方形地面上进行绿化,计划四周种花卉,花卉带的宽度相同,中间种植草坪,为了美观,现要求草坪的种植面积超过总面积的一半,此时花卉带的宽度的取值范围是什么?
[新课讲解]
1.一元二次不等式的概念
(1)一般地,只有一个未知数,且未知数的 的不等式,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_________________或 (a≠0),其中a,b,c均为常数.
ax2+bx+c<0
最高次数是2
ax2+bx+c>0(a≠0)
知识点一 “三个二次”的关系
思考
分析二次函数y=x2-1与一元二次方程x2-1=0和一元二次不等式x2-1>0之间的关系.
答案
△>0
有两相异实根
x1, x2 (x1
{x|xx2}
{x|x1< x △=0
△<0
有两相等实根
x1=x2=
{x|x≠ }
Φ
Φ
R
没有实根
2.一元二次不等式、一元二次方程、二次函数之间的关系:
判别式
△=b2- 4ac
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
ax2+bx+c=0
(a>0)的根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
思考
知识点二 一元二次不等式的解集
不等式x2>1的解集为{x|x<-1或x>1},该集合中每一个元素都是不等式的解,而不等式的每一个解均属于解集.
答案
我们知道,方程x2=1的解集是{1,-1},解集中的每一个元素均可使等式成立.那么你能写出不等式x2>1的解集吗?
[问题导学]
知识点三 一元二次不等式的解法
思考
根据上表,尝试解不等式x2+2>3x.
先化为x2-3x+2>0.
∵方程x2-3x+2=0的根x1=1,x2=2,
∴原不等式的解集为{x|x<1或x>2}.
答案
解一元二次方程的步骤
解形如ax2+bx+c>0(≥0)或ax2+bx+c<0(≤0)的一元二次不等式,一般可分为三步:
(1)确定对应方程ax2+bx+c=0的解;(求根)
(2)画出对应函数y=ax2+bx+c的图象简图;(作图)
(3)由图象得出不等式的解集.(写解集)
梳理
类型一 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.
解答
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 .
题型探究
跟踪训练1 求不等式2x2-3x-2≥0的解集.
解答
∵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
{x|x≤- 或x≥2}.
命题角度2 二次项系数小于0
例2 解不等式-x2+2x-3>0.
解答
不等式可化为x2-2x+3<0.
因为Δ<0,方程x2-2x+3=0无实数解,
而y=x2-2x+3的图像开口向上,
所以原不等式的解集是?.
跟踪训练2 求不等式-3x2+6x>2的解集.
解答
不等式可化为3x2-6x+2<0,
∵Δ=(-6)2-4×3×2=12>0,
∴不等式-3x2+6x>2的解集是
课堂检测
1.不等式2x2-x-1>0的解集是
答案
解析
1
2
3
√
4
∵2x2-x-1=(2x+1)(x-1),
∴由2x2-x-1>0,得(2x+1)(x-1)>0,
1
2
3
4
2.不等式-6x2-x+2≤0的解集是
√
答案
解析
1
2
3
4
∵-6x2-x+2≤0,∴6x2+x-2≥0,
∴(2x-1)(3x+2)≥0,∴x≥ 或x≤ .
3.若不等式ax2+8ax+21<0的解集是{x|-7A.1 B.2 C.3 D.4
√
答案
解析
1
2
3
4
由题意可知-7和-1为方程ax2+8ax+21=0的两个根.
∴-7×(-1)= ,故a=3.
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.
命题角度3 含参数的二次不等式
例3 解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0.
解答
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.
解答
当a<0或a>1时,有a<a2,此时,不等式的解集为{x|a<x<a2};
当0<a<1时,有a2<a,此时,不等式的解集为{x|a2<x<a};
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<x<a2};
当0<a<1时,原不等式的解集为{x|a2<x<a};
当a=0或a=1时,解集为?.
类型二 “三个二次”间对应关系的应用
例4 已知关于x的不等式x2+ax+b<0的解集为{x|1<x<2},试求关于x的不等式bx2+ax+1>0的解集.
解答
由根与系数的关系,可得
∴不等式bx2+ax+1>0,即2x2-3x+1>0.
题型探究
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4 已知不等式ax2-bx+2<0的解集为{x|1解答
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.
方法二 把x=1,2分别代入方程ax2-bx+2=0中,
4.若不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0的解集为R,求实数a的取值范围.
当a-2=0,即a=2时,原不等式为-4<0,
所以a=2时解集为R.
1
2
3
4
解答
解得-2综上所述,a的取值范围为(-2,2].
2.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:两根(Δ>0),一根(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(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>n或x若(x-m)(x-n)<0,则可得m有口诀如下:大于取两边,小于取中间.