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要点梳理 1. 一元二次不等式与相应的一元二次函数及一元二 次方程的关系如下表:. §7.2 一元二次不等式及其解法. 基础知识 自主学习. 2. 用程序框图来描述一元二次不等式 ax 2 + bx + c >0 ( a >0) 的求解的算法过程为. { x | x < x 1 或 x > x 2 }. { x | x ≠ x 1 }. { x | x ∈ R }. { x | x 1 < x < x 2 }.
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要点梳理 1.一元二次不等式与相应的一元二次函数及一元二 次方程的关系如下表: §7.2 一元二次不等式及其解法 基础知识 自主学习
2.用程序框图来描述一元二次不等式ax2+bx+c>0 (a>0)的求解的算法过程为 {x|x<x1 或x>x2} {x|x≠x1} {x|x∈R} {x|x1 <x<x2}
3.上述不等式ax2+bx+c>0 (<0)中的a均大于0,若a<0, 则可先进行转化,使x2的系数为正,但一定注意在转 化过程中,不等号的变化.
基础自测 1.不等式 的解集为 ( ) A. B. C. D.
解析 不等式 同解于 又∵相应方程 的两根为 故原不等式的解集为 答案A
2.设二次不等式ax2+bx+1>0的解集为{x|-1<x< }, 则ab的值为 ( ) A.-6 B.-5 C.6 D.5 解析 因x=-1, 是方程ax2+bx+1=0的两根, ∴a=-3,b=-2,∴ab=6. C
3.(2009·四川理,1)设集合S={x||x|<5},T={x|x2+ 4x-21<0},则S∩T= ( ) A.{x|-7<x<-5} B.{x|3<x<5} C.{x|-5<x<3} D.{x|-7<x<5} 解析S={x|-5<x<5},T={x|-7<x<3}, ∴S∩T={x|-5<x<3}. C
4.不等式 的解集是 ( ) A.(-∞,-1)∪(-1,2] B.[-1,2] C.(-∞,-1)∪[2,+∞) D.(-1,2] 解析(x-2)(x+1)≤0且x≠-1 -1<x≤2. D
5.若集合A={x|ax2-ax+1<0}=,则实数a的取值范围 是 ( ) A.{a|0<a<4} B.{a|0≤a<4} C.{a|0<a≤4} D.{a|0≤a≤4} 解析 若a=0时符合题意,a>0时,相应二次方程中 的Δ=a2-4a≤0,解得0<a≤4, 综上得 {a|0≤a≤4}. D
题型一 一元二次不等式的解法 【例1】解下列不等式: (1)2x2+4x+3<0; (2)-3x2-2x+8≤0; (3)8x-1≥16x2. 首先将二次项系数转化为正数,再看二 次三项式能否因式分解,若能,则可得方程的两根, 大于号取两边,小于号取中间,若不能,则再看“Δ”, 利用求根公式求解方程的根,而后写出解集. 题型分类 深度剖析 思维启迪
解 (1)∵Δ=42-4×2×3=16-24=-8<0. ∴方程2x2+4x+3=0没有实根. ∴2x2+4x+3<0的解集为 . (2)原不等式等价于3x2+2x-8≥0 (x+2)(3x-4)≥0 x≤-2或x≥ ∴不等式的解集为(-∞,-2]∪[ ,+∞). (3)原不等式等价于16x2-8x+1≤0 (4x-1)2≤0. ∴只有当4x-1=0,即 时不等式成立, 故不等式解集为
探究提高 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)若Δ≥0,则 求出该不等式对应的二次方程的根,若Δ<0,则对应 的二次方程无根;(4)结合二次函数的图象得出不等式 的解集.特别地,若一元二次不等式的左边的二次三项 式能分解因式,则可立即写出不等式的解集.
知能迁移1解下列不等式: 解(1)两边都乘以-3,得3x2-6x+2<0, 因为3>0,且方程3x2-6x+2=0的解是 所以原不等式的解集是
(2)方法一 ∵原不等式即为16x2-8x+1≥0, 其相应方程为16x2-8x+1=0, Δ=(-8)2-4×16=0, ∴上述方程有两相等实根 结合二次函数y=16x2-8x+1的图象知, 原不等式的解集为R. 方法二 8x-1≤16x2 16x2-8x+1≥0 (4x-1)2≥0, ∴x∈R,∴不等式的解集为R.
题型二 含参数的一元二次不等式的解法 【例2】已知不等式 (a∈R). (1)解这个关于x的不等式; (2)若x=-a时不等式成立,求a的取值范围. 讨论a的取值,首先看是否可化为一元二 次不等式,其次看根的大小. 思维启迪
解(1)原不等式等价于(ax-1)(x+1)>0. ①当a=0时,由-(x+1)>0,得x<-1; ②当a>0时,不等式化为 解得x<-1或x> ③当a<0时,不等式化为 若 即-1<a<0,则 若 即a=-1,则不等式解集为空集; 若 即a<-1,则
综上所述,a<-1时,解集为 a=-1时,原不等式无解; -1<a<0时,解集为 a=0时,解集为{x|x<-1}; a>0时,解集为 (2)∵x=-a时不等式成立, ∴ 即-a+1<0, ∴a>1,即a的取值范围为(1,+∞).
探究提高(1)含参数的一元二次不等式可分为两种探究提高(1)含参数的一元二次不等式可分为两种 情形:一是二次项系数为常数,参数在一次项或常数项 的位置,此时可考虑分解因式,再对参数进行讨论,若 不易分解因式,则要对判别式Δ分类讨论,分类应不重 不漏;二是二次项系数为参数,则应考虑二次项系数是 否为0,然后再讨论二次项系数不为0的情形,以便确定 解集的形式.注意必须判断出相应方程的两根的大小, 以便写出解集. (2)含参数不等式的解法问题,是高考的重点内容,主 要考查等价转化能力和分类讨论的数学思想.
知能迁移2 解关于x的不等式x2-(a+a2)x+a3>0. 解 原不等式可变形为(x-a)(x-a2)>0, 则方程(x-a)(x-a2)=0的两个根为x1=a,x2=a2. 当a<0时,有a<a2,∴x<a或x>a2, 此时原不等式的解集为{x|x<a或x>a2}; 当0<a<1时,有a>a2,∴x<a2或x>a, 此时原不等式的解集为{x|x<a2或x>a}; 当a>1时,有a2>a,∴x<a或x>a2, 此时原不等式的解集为{x|x<a或x>a2}; 当a=0时,有x≠0, ∴原不等式的解集为{x|x∈R且x≠0};
当a=1时,有x≠1, 此时原不等式的解集为{x|x∈R且x≠1}. 综上可知:当a<0或a>1时, 原不等式的解集为{x|x<a或x>a2}; 当0<a<1时,原不等式的解集为{x|x<a2或x>a}; 当a=0时,原不等式的解集为{x|x≠0}; 当a=1时,原不等式的解集为{x|x≠1}.
题型三 一元二次不等式的应用 【例3】某种商品,现在定价p元,每月卖出n件,设定价 上涨x成,每月卖出数量减少y成,每月售货总金额变 成现在的z倍. (1)用x和y表示z; (2)设y=kx(0<k<1),利用k表示当每月售货总金额最 大时x的值; (3)若 求使每月售货总金额有所增加的x值的 范围. 通过代数化简,将问题转化成解一元二次 不等式问题. 思维启迪
解(1)按现在的定价上涨x成时,上涨后的定价为 元,每月卖出数量为 件, 每月售货总金额是npz元, 因而 所以 (2)在y=kx的条件下, 整理可得 由于0<k<1,所以 所以使z值最大的x的值是
(3) 要使每月售货总金额有所增加,即z>1, 应有 即x(x-5)<0, 解得0<x<5,所以所求x的范围是(0,5). 不等式应用题常以函数的模型出现,多 是解决现实生活、生产、科技中的最优化问题,在解 题中涉及到不等式的解及有关问题,解不等式的应用 题,要审清题意,建立合理、恰当的数学模型,这是 解不等式应用题的关键. 探究提高
知能迁移3 国家为了加强对烟酒生产的宏观调控, 实行征收附加税政策,现知某种酒每瓶70元,不征 收附加税时,每年大约产销100万瓶,若政府征收 附加税,每销售100元要征税R元(叫做税率R%),则 每年的销售收入将减少10R万瓶,要使每年在此项经 营中所收附加税金不少于112万元,问R应怎样确定?
解 设每年销售量为x万瓶,则销售收入为每年70x 万元, 从中征收的税金为70x·R%万元,其中x=100-10R. 由题意,得70(100-10R)R%≥112, 整理,得R2-10R+16≤0. ∵Δ=36>0,方程R2-10R+16=0的两个实数根为 x1=2,x2=8. 然后画出二次函数y=R2-10R+16的图象, 由图象得不等式的解为2≤R≤8.
题型四 一元二次不等式的恒成立问题 【例4】(12分)已知不等式mx2-2x-m+1<0. (1)若对所有的实数x不等式恒成立,求m的取值范 围; (2)设不等式对于满足|m|≤2的一切m的值都成立, 求x的取值范围. (1)由于二次项系数含有字母,所以首 先讨论m=0的情况,而后结合二次函数图象求解. (2)转换思想将其看成关于m的一元一次不等式, 利用其解集为[-2,2],求参数x的范围. 思维启迪
解(1)不等式mx2-2x-m+1<0恒成立,即函数f(x)= mx2-2x-m+1的图象全部在x轴下方. 当m=0时,1-2x<0, 即当x> 时,不等式恒成立,不满足题意; 3分 当m≠0时,函数f(x)=mx2-2x-m+1为二次函数, 需满足开口向下且方程mx2-2x-m+1=0无解,即 综上可知不存在这样的m. 6分
(2)从形式上看,这是一个关于x的一元二次不等式, 可以换个角度,把它看成关于m的一元一次不等式, 并且已知它的解集为[-2,2],求参数x的范围. 7分 设f(m)=(x2-1)m+(1-2x), 则其为一个以m为自变量的一次函数,其图象是直线, 由题意知该直线当-2≤m≤2时线段在x轴下方,
探究提高 (1)解决恒成立问题一定要搞清谁是自 变量,谁是参数.一般地,知道谁的范围,谁就是变 量,求谁的范围,谁就是参数. (2)对于二次不等式恒成立问题,恒大于0就是相应 的二次函数的图象在给定的区间上全部在x轴上方,恒 小于0就是相应的二次函数的图象在给定的区间上全 部在x轴下方.
知能迁移4 已知f(x)=x2-2ax+2,当x∈[-1,+∞)时, f(x)≥a恒成立,求a的取值范围. 解 方法一 f(x)=(x-a)2+2-a2, 此二次函数图象的对称轴为x=a, ①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,又a<-1, ∴-3≤a<-1.
②当a∈[-1,+∞)时,f(x)min=f(a)=2-a2, 由2-a2≥a,解得-2≤a≤1. 又a≥-1,∴-1≤a≤1. 综上所述,所求a的取值范围为-3≤a≤1. 方法二 由已知得x2-2ax+2-a≥0在[-1,+∞)上恒 成立,令g(x)=x2-2ax+2-a, 即Δ=4a2-4(2-a)≤0或 解得-3≤a≤1.
1.解一元二次不等式时,首先要将一元二次不等式化1.解一元二次不等式时,首先要将一元二次不等式化 成标准型,即ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0的形式,其中 a>0. 如解不等式6-x2>5x时首先化为x2+5x-6<0. 2.一元二次不等式ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0的形式(其 中a>0)与一元二次方程ax2+bx+c=0的关系. 思想方法 感悟提高 方法与技巧
(1)知道一元二次方程ax2+bx+c=0的根可以写出对(1)知道一元二次方程ax2+bx+c=0的根可以写出对 应不等式的解集; (2)知道一元二次不等式ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0的 解集也可以写出对应方程的根. 3.数形结合:利用一元二次函数y=ax2+bx+c的图象可 以一目了然地写出一元二次不等式ax2+bx+c>0或ax2+ bx+c<0的解集.
1.一元二次不等式的界定.对于貌似一元二次不等式 的形式要认真鉴别.如: 解不等式(x-a)(ax-1)>0,如果a=0它实际上是一个 一元一次不等式; 只有当a≠0时它才是一个一元二次不等式. 2.当判别式Δ<0时,ax2+bx+c>0 (a>0)解集为R; ax2+bx+c<0 (a>0)解集为 .二者不要混为一谈. 失误与防范
一、选择题 1.(2009·陕西理,1)若不等式x2-x≤0的解集为M,函 数f(x)=ln(1-|x|)的定义域为N,则M∩N为( ) A.[0,1) B.(0,1) C.[0,1] D.(-1,0) 解析 不等式x2-x≤0的解集M={x|0≤x≤1},f(x)= ln(1-|x|)的定义域N={x|-1<x<1}, 则M∩N={x|0≤x<1}. 定时检测 A
2.已知不等式ax2-bx-1≥0的解集是 则不等 式x2-bx-a<0的解集是 ( ) A.(2,3) B.(-∞,2)∪(3,+∞) C. D. 解析 由题意知 是方程ax2-bx-1=0的根,所 以由韦达定理得 解得a=-6,b=5,不等式x2-bx-a<0即为x2-5x+6<0,解集 为(2,3). A
3.已知p:关于x的不等式x2+2ax-a>0的解集是R,q:-1< a<0,则p是q的 ( ) A.充分非必要条件 B.必要非充分条件 C.充要条件 D.既非充分又非必要条件 解析 不等式x2+2ax-a>0的解集是R等价于4a2+4a<0, 即-1<a<0. C
4.设命题p:|2x-3|<1,q: 则p是q的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解析 不等式|2x-3|<1的解是1<x<2, 不等式 的解是1≤x<2. A
5.设f(x)= 若f(t)>2,则实数t的取值 范围是 ( ) A.(-∞,-1)∪(4,+∞) B.(-∞,2)∪(3,+∞) C.(-∞,-4)∪(1,+∞) D.(-∞,0)∪(3,+∞) 解析 由题意知t2-2t-1>2且t≥0,或-2t+6>2且t<0, 解得t>3或t<0. D
6.在R上定义运算:x*y=x(1-y).若不等式(x-a)* (x+a)<1对任意实数x恒成立,则 ( ) A.-1<a<1 B.0<a<2 C. D. 解析 依题设得x-a-x2+a2<1恒成立, C
二、填空题 7.若函数f(x)是定义在(0,+∞)上的增函数,且对 一切x>0,y>0满足f(xy)=f(x)+f(y),则不等式f(x+6)+ f(x)<2f(4)的解集为_______. 解析 由已知得f(x+6)+f(x)=f[(x+6)x], 2f(4)=f(16).根据单调性得(x+6)x<16, 解得-8<x<2.又x+6>0,x>0,所以0<x<2. (0,2)
8.若关于x的方程x2+ax+a2-1=0有一正根和一负根, 则a的取值范围是_________. 解析 令f(x)=x2+ax+a2-1, ∴二次函数开口向上,若方程有一正一负根, 则只需f(0)<0,即a2-1<0, ∴-1<a<1. -1<a<1
9.已知函数f(x)=-x2+2x+b2-b+1(b∈R),若当x∈[-1,1] 时,f(x)>0恒成立,则b的取值范围是____________. 解析 依题意,f(x)的对称轴为x=1,又开口向下, ∴当x∈[-1,1]时,f(x)是单调递增函数. 若f(x)>0恒成立, 则f(x)min=f(-1)=-1-2+b2-b+1>0, 即b2-b-2>0,∴(b-2)(b+1)>0, ∴b>2或b<-1. b>2或b<-1
三、解答题 10.解不等式: 解 原不等式等价于 解①得x2+3x≤0,即-3≤x≤0. 解②得x>1或x< 故原不等式的解集为
11.解关于x的不等式ax2-2≥2x-ax (a∈R). 解 原不等式变形为ax2+(a-2)x-2≥0. (1)当a=0时,原不等式变为-2x-2≥0, 故其解集为{x|x≤-1}; (2)当a≠0时,不等式即为(ax-2)(x+1)≥0. ①当a>0时,不等式即为 故其解集为 ②当a<0时,不等式即为
当-2<a<0时, 故其解集为 当a=-2时,不等式即为(x+1)2≤0, 故其解集为{x|x=-1}; 当a<-2时, 故其解集为 综上,当a=0时,解集为{x|x≤-1}; 当a>0时,解集为 当-2<a<0时,解集为 当a=-2时,解集为{x|x=-1}; 当a<-2时,解集为
12.已知二次函数f(x)=ax2+x,若对任意x1、x2∈R,恒 有 ≤f(x1)+f(x2)成立,不等式f(x)<0的解 集为A. (1)求集合A; (2)设集合B={x||x+4|<a},若集合B是集合A的子集, 求a的取值范围. 解(1)对任意x1、x2∈R,
要使上式恒成立,所以a≥0. 由f(x)=ax2+x是二次函数知a≠0,故a>0. (2)B={x||x+4|<a}=(-a-4,a-4), 因为集合B是集合A的子集, 所以a-4≤0,且 又a>0, ∴a的取值范围为 返回