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§1.5 一元二次方程、不等式
考试要求 1.会从实际情景中抽象出一元二次不等式.2.结合二次函数图象,会判断一元
二次方程的根的个数,以及解一元二次不等式.3.了解简单的分式、绝对值不等式的解法.
知识梳理
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
判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0
二次函数的图象
有两个不相等的实数 有两个相等的实数根
方程的根 没有实数根
根x,x(x x} {x|x≠-} R
1 2
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 .
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 ) .
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若方程ax2+bx+c=0无实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( × )
(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集为(x,x),则a<0.( √ )
1 2
(3)若ax2+bx+c>0恒成立,则a>0且Δ<0.( × )
(4)不等式≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.( × )
教材改编题
1.不等式<0的解集为( )
A.∅ B.(2,3)
C.(-∞,2)∪(3,+∞) D.(-∞,+∞)答案 B
解析 <0等价于(x-3)(x-2)<0,解得20的解集是( )
A.
B.
C.(-∞,0)∪
D.(-∞,0)∪
答案 D
解析 原不等式等价于
即x<且x≠0,故选D.
(2)(多选)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),则下列选项
中正确的是( )
A.a>0
B.不等式bx+c>0的解集是{x|x<-6}
C.a+b+c>0
D.不等式cx2-bx+a<0的解集为∪
答案 ABD
解析 ∵关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-2)∪(3,+∞),∴a>0,A选项正确;
且-2和3是关于x的方程ax2+bx+c=0的两根,由根与系数的关系得
则b=-a,c=-6a,则a+b+c=-6a<0,C选项错误;
不等式bx+c>0即为-ax-6a>0,解得x<-6,B选项正确;
不等式cx2-bx+a<0即为-6ax2+ax+a<0,即6x2-x-1>0,解得x<-或x>,D选项正确.命题点2 含参数的一元二次不等式
例2 已知函数f(x)=ax2+(2-4a)x-8.
(1)若不等式f(x)<0的解集为,求a的值;
(2)当a<0时,求关于x的不等式f(x)>0的解集.
解 (1)不等式f(x)<0,即ax2+(2-4a)x-8<0,
可化为(ax+2)(x-4)<0.
因为f(x)<0的解集是,
所以a>0且-=-,
解得a=3.
(2)不等式f(x)>0,即ax2+(2-4a)x-8>0,
因为a<0,所以不等式可化为(x-4)<0,
当4<-,即--,即a<-时,原不等式的解集为.
综上所述,
当-1;
(2)m>0时,mx2-mx-1<2x-3.
解 (1)移项得-1>0,合并得>0,等价于(3x+1)(-x-2)>0,
即(3x+1)(x+2)<0,解得-21,解得12时,<1,解得2时,原不等式的解集为.
题型二 一元二次不等式恒成立问题
命题点1 在R上恒成立问题
例3 (多选)对任意实数x,不等式2kx2+kx-3<0恒成立,则实数k可以是( )
A.0 B.-24 C.-20 D.-2
答案 ACD
解析 当k=0时,不等式即为-3<0,不等式恒成立;当k≠0时,若不等式恒成立,则⇒
-240时,g(x)在[1,3]上单调递增,
所以g(x) =g(3),即7m-6<0,
max
所以m<,所以00,
又因为m(x2-x+1)-6<0在x∈[1,3]上恒成立,
所以m<在x∈[1,3]上恒成立.
令y=,
因为函数y==在[1,3]上的最小值为,所以只需m<即可.
所以m的取值范围是.
命题点3 在给定参数范围内的恒成立问题
例5 (2023·宿迁模拟)若不等式x2+px>4x+p-3,当0≤p≤4时恒成立,则x的取值范围是
( )A.[-1,3]
B.(-∞,-1]
C.[3,+∞)
D.(-∞,-1)∪(3,+∞)
答案 D
解析 不等式x2+px>4x+p-3
可化为(x-1)p+x2-4x+3>0,
由已知可得[(x-1)p+x2-4x+3] >0(0≤p≤4),
min
令f(p)=(x-1)p+x2-4x+3(0≤p≤4),
可得
解得x<-1或x>3.
思维升华 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.
跟踪训练2 (1)不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4≥0的解集为∅,则实数a的取值范围是( )
A.{a|a<-2或a≥2} B.{a|-20的解集相同的不等式有( )
A.x2+x-2>0 B.-x2+x-2>0
C.-x2+x-2<0 D.2x2-3x+2>0
答案 CD
解析 对于不等式x2-x+2>0,Δ=1-4×2=-7<0,故不等式x2-x+2>0的解集为R.
对于A项,不等式x2+x-2>0可变形为(x-1)(x+2)>0,解得x<-2或x>1;
对于B项,不等式-x2+x-2>0即x2-x+2<0,Δ=1-4×2=-7<0,故不等式-x2+x-
2>0的解集为∅;
对于C项,不等式-x2+x-2<0等价于x2-x+2>0,满足条件;
对于D项,对于不等式2x2-3x+2>0,Δ=9-4×22<0,故不等式2x2-3x+2>0的解集为R.
2.已知命题p:“∀x∈R,(a+1)x2-2(a+1)x+3>0”为真命题,则实数a的取值范围是(
)
A.-10成立;
当a≠-1时,需满足
解得-10的解集为{x|-11}
答案 A
解析 因为不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-1m),且α,β(α<β)是方程y=0的两个实
数根,则α,β,m,n的大小关系是( )
A.α0的解集可能是( )
A.(1,a) B.(-∞,1)∪(a,+∞)
C.(-∞,a)∪(1,+∞) D.∅
答案 BCD
解析 当a<0时,不等式等价于(x-1)(x-a)<0,
解得a0,
解得x>1或x0,解得x≠1;
当a>1时,不等式等价于(x-1)(x-a)>0,
解得x>a或x<1.
6.(多选)已知关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集中有且仅有2个整数,则实数m
的值可以是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
答案 AB
解析 画出函数f(x)=x2+5x+m的图象,关于x的一元二次不等式x2+5x+m<0的解集为函
数图象在x轴下方的部分对应的点的横坐标x的集合,
由函数f(x)=x2+5x+m的图象的对称轴为x=-,所以为使得不等式的解集中有且仅有 2个整数,必须且只需使得解得4≤m<6.
7.不等式>x的解集是________.
答案 (-∞,-1)∪(1,5)
解析 不等式>x化为以下两个不等式组或
解即解得x<-1,
解即解得11,若x+1>0,即x>-1时,>1,即4>x+1,解得-11无解,所以>1的解集为(-1,3),
故A=(-1,3),由m=0,可得x2-x<0,即x(x-1)<0,解得00,
当a=-1时,-=1,解得x≠1;
当-11,解得x<1或x>-;
当a<-1时,0<-<1,解得x<-或x>1,
所以,当a=-1时,原不等式的解集为{x|x≠1};当-10的解集为(m,n)(m0,所以
ac<0是假命题,与已知矛盾,所以这种情况不符合题意;
假设只有乙是假命题,当m=-3,m+n=-2时,n=1,所以mn=-3=<0,所以ac<0,
符合题意;
假设只有丙是假命题,m=-3,n=-1,所以mn=3=>0,所以ac<0是假命题,与已知矛
盾,所以这种情况不符合题意;
假设只有丁是假命题,m=-3,n=-1时,m+n≠-2,与已知矛盾,所以这种情况不符
合题意.
13.下面给出了问题:“已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-20.”的一种解法:
因为不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-20可化为a(-x)2+b(-
x)+c>0,所以-2<-x<1,即-10的解集为{x|-1