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专题1.10 二次函数与一元二次方程、不等式-重难点题型精练
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)
1
1.(5分)(2022春•小店区校级月考)若p: >1;q:(x﹣1)(3﹣x)≤0,则p是q的( )
x
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
1
【解题思路】解不等式 >1和(x﹣1)(3﹣x)≤0,根据两不等式的解集判断p与q的关系.
x
1 1 1−x x−1
【解答过程】解:不等式 >1可化为 −1>0,即 >0,即 <0,解得0<x<1,所以该不
x x x x
等式的解集为(0,1);
不等式(x﹣1)(3﹣x)≤0可化为(x﹣1)(x﹣3)≥0,解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为
(﹣∞,1]∪[3,+∞);
因为(0,1)是(﹣∞,1]∪[3,+∞)的真子集,所以p是q的充分不必要条件.
故选:A.
2.(5分)(2022春•西山区校级期中)已知不等式﹣x2﹣x+6>0,则该不等式的解集是( )
A.{x|﹣2<x<3} B.{x|x<﹣2或x>3} C.{x|x<﹣3或x>2} D.{x{﹣3<x<2}
【解题思路】一元二次不等式求解即可.
【解答过程】解:﹣x2﹣x+6>0,即x2+x﹣6<0,
因式分解为:(x﹣2)(x+3)<0,
解得:﹣3<x<2,
则该不等式的解集为{x|﹣3<x<2}.
故选:D.
3.(5分)(2022春•资阳期末)若x R,ax2+ax﹣1<0,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣4,0) B.(﹣4,0∈] C.[﹣4,0) D.[﹣4,0]
【解题思路】利用一元二次不等式的性质、解法直接求解.
【解答过程】解:∵x R,ax2+ax﹣1<0,
∈
∴a=0或{ a≠0 ,
Δ=a2+4a<0
解得﹣4<a≤0,∴实数a的取值范围是(﹣4,0].
故选:B.
4.(5分)(2022春•池州期末)已知2x2﹣kx+m<0的解集为(﹣1,t)(t>﹣1),则k+m的值为(
)
A.﹣1 B.﹣2 C.1 D.2
【解题思路】依题意可得x=﹣1为方程2x2﹣kx+m=0的根,代入计算可得.
【解答过程】解:∵2x2﹣kx+m<0的解集为(﹣1,t)(t>﹣1),
∴x=﹣1为2x2﹣kx+m=0的根,所以k+m=﹣2.
故选:B.
5.(5分)(2022春•南充期末)不等式(a﹣2)x2+4(a﹣2)x﹣12<0的解集为R,则实数a的取值范
围是( )
A.[﹣1,2) B.(﹣1,2] C.(﹣2,1) D.[﹣1,2]
【解题思路】当a=2时,原不等式为﹣12<0满足夹角为R;当a≠2时,根据一元二次不等式解法可
求得a范围,最后可求得正确选项.
【解答过程】解:当a=2时,原不等式为﹣12<0满足解集为R;
当a≠2时,根据题意得{ a−2<0 ,解得a (﹣1,2).
[4(a−2)] 2−4(a−2)×(−12)<0
∈
综上,a的取值范围为(﹣1,2].
故选:B.
1 1
6.(5分)(2022春•让胡路区校级期末)若不等式ax2+bx+2>0的解集是{x|− <x< },则ax+b
2 3
>0的解集为( )
1 1 1 1
A.(−∞,− ) B.(−∞, ) C.(− ,+∞) D.( ,+∞)
6 6 6 6
【解题思路】利用根于系数的关系先求出a,b,再解不等式即可.
1 1
【解答过程】解:不等式ax2+bx+2>0的解集是{x|− <x< }.则根据对应方程的韦达定理得到:
2 31 1 b
{ (− )+ =−
2 3 a.
1 1 2
(− )× =
2 3 a
{a=−12
解得 ,
b=−2
1
则解集为(﹣∞,− ).
6
故选:A.
7.(5分)(2022春•让胡路区校级期末)若关于x的不等式x2﹣(m+3)x+3m<0的解集中恰有3个整数,
则实数m的取值范围为( )
A.(6,7] B.[﹣1,0) C.[﹣1,0)∪(6,7] D.[﹣1,7]
【解题思路】讨论m的取值范围,求出不等式的解集,根据解集中恰有3个整数,由此求出m的取值范
围.
【解答过程】解:不等式x2﹣(m+3)x+3m<0可化为(x﹣3)(x﹣m)<0,
当m>3时,不等式的解集为(3,m),
要使解集中恰有3个整数,这3个整数只能是4,5,6,所以6<m≤7;
当m=3时,不等式的解集为 ,此时不符合题意;
当m<3时,不等式的解集为∅(m,3),
要使解集中恰有3个整数,这3个整数只能是0,1,2,所以﹣1≤m<0;
综上知,m的取值范围是{m|﹣1≤m<0或6<m≤7},
即为[﹣1,0)∪(6,7].
故选:C.
8.(5分)(2021春•百色期末)对于任意实数x,不等式ax2+2ax﹣(a+2)<0恒成立,则实数a的取值
范围是( )
A.﹣1≤a≤0 B.﹣1≤a<0 C.﹣1<a≤0 D.﹣1<a<0
【解题思路】讨论a是否为0,不为0时,根据开口方向和判别式建立不等式组,解之即可求出所求.
【解答过程】解:1°a<0时,Δ=4a2+4a(a+2)=8a2+8a<0,∴8a(a+1)<0,∴﹣1<a<0
2°a=0时,﹣2<0成立
综上,实数a的取值范围是﹣1<a≤0
故选:C.
二.多选题(共4小题,满分20分,每小题5分)9.(5分)(2021秋•锡山区校级期中)下列叙述中正确的是( )
A.a,b,c R,若二次方程ax2+bx+c=0无实根,则ac>0
B.“a>0且∈Δ=b2﹣4ac≤0”是“关于x的不等式ax2+bx+c≥0的解集是R”的充要条件
C.“a<﹣1”是“方程x2+x+a=0有一个正根和一个负根”的必要不充分条件
1
D.“a>1”是“ <1”的充分不必要条件
a
【解题思路】利用一元二次方程的根与判别式之间的关系可判断A的正误,利用充分条件、必要条件及
充要条件的概念可判断BCD的正误.
1
【解答过程】解:对于A,若二次方程ax2+bx+c=0无实根,则Δ=b2﹣4ac<0 ac> b2≥0,故A正
4
⇔
确;
对于B,若关于x的不等式ax2+bx+c≥0的解集是R,则a=b=0,c≥0或a>0且Δ=b2﹣4ac≤0,
故“a>0且Δ=b2﹣4ac≤0”是“关于x的不等式ax2+bx+c≥0的解集是R”的充分不必要条件,故B
错误;
对于C,若方程x2+x+a=0有一个正根和一个负根,则a<0,
故“a<﹣1”是“方程x2+x+a=0有一个正根和一个负根”的充分不必要条件,故C错误;
1 1
对于D,若a>1,则 <1,反之,不可,则“a>1”是“ <1”的充分不必要条件,故D正确,
a a
故选:AD.
10.(5分)(2021秋•上饶期末)下列关于不等式x2﹣(a+1)x+a>0的解集讨论正确的是( )
A.当a=1时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集为
B.当a>1时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集为(∅ a,+∞)
C.当a<1时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集为{x|x<a或x>1}
D.无论a取何值时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集均不为空集
【解题思路】根据题意,分别求解各选项的解集即可.
【解答过程】解:a=1时,不等式x2﹣(a+1)x+a>0可化为(x﹣1)2>0,解得x≠1,
所以不等式的解集为{x|x≠1},选项A错误;
a>1时,不等式x2﹣(a+1)x+a>0可化为(x﹣a)(x﹣1)>0,解得x<1或x>a,
所以不等式的解集为(﹣∞,1)∪(a,+∞),选项B错误;
a<1时,不等式x2﹣(a+1)x+a>0可化为(x﹣a)(x﹣1)>0,解得x<a或x>1,
所以不等式的解集为{x|x<a或x>1},选项C正确;
由选项A、B、C知,无论a取何值,不等式x2﹣(a+1)x+a>0的解集均不为空集,选项D正确.故选:CD.
11.(5分)(2022春•安徽期中)若不等式ax2+bx+c>0的解集为(﹣1,2),则下列说法正确的是(
)
A.a<0
B.a+b+c>0
C.关于x的不等式bx2+cx+3a>0解集为(﹣3,1)
D.关于x的不等式bx2+cx+3a>0解集为(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞)
【解题思路】将不等式转化为方程,再利用图象即可求解.
【解答过程】解:A:ax2+bx+c>0的解集是(﹣1,2),则a<0,正确.
B:由题意知令f(x)=ax2+bx+c,由f(x)=ax2+bx+c>0的解集是(﹣1,2),可得f(1)=a+b+c
>0,正确.
b c
C:由题意知ax2+bx+c=0的解是x=﹣1,2,则由韦达定理得 =−1, =−2,即bx2+cx+3a>0变为﹣
a a
ax2﹣2ax+3a>0,即x2+2x﹣3>0,即x<﹣3或x>1,
关于x的不等式bx2+cx+3a>0解集为(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞),C错误,D正确.
故选:ABD.
12.(5分)(2022春•辽宁期末)已知ax2+bx+c>0的解集是(﹣2,3),则下列说法正确的是( )
1 1
A.不等式cx2+bx+a<0的解集是(− , )
2 3
12 8
B. +b的最小值是
3b+4 3
b+4
C.若m2−m> 有解,则m的取值范围是m<﹣1或m>2
√b+3
D.当c=2时,f(x)=3ax2+6bx,x [n ,n ]的值域是[﹣3,1],则n ﹣n 的取值范围是[2,4]
1 2 2 1
【解题思路】根据给定条件,得到b∈=﹣a,c=﹣6a,a<0,解不等式判定A;利用均值定理判断B;
利用对勾函数求范围,判断C;探讨二次函数的值域判断D.
【解答过程】解:∵ax2+bx+c>0的解集是(﹣2,3),
∴﹣2,3是关于x的方程ax2+bx+c=0的两个根,且a<0,
b
{− =1
∴ a ,∴b=﹣a,c=﹣6a,a<0,
c
=−6
a1 1
对于A,不等式cx2+bx+a<0化为6x2+x﹣1<0,解得− <x< ,故A正确;
2 3
12 12 1 √ 12 1 4 8
对于B,b>0, +b= + (3b+4)≥2 ⋅ (3b+4)− = ,
3b+4 3b+4 3 3b+4 3 3 3
12 1 2
当且仅当 = (3b+4),即b= 时,取等号,故B正确;
3b+4 3 3
b+4 1
对于C,b>0,令√b+3=t>√3,则 =t+ 在t (√3,+∞)上单调递增,
√b+3 t
∈
b+4 4
即有 > ,
√b+3 √3
b+4 4
∵m2−m> 有解,∴m2−m>
,
√b+3 √3
解得m 1 1√ 16或m 1 1√ 16,故C错误;
< − 1+ > + 1+
2 2 √3 2 2 √3
1
对于D,当c=2时,b=﹣a= ,则f(x)=3ax2+6bx=﹣x2+2x=﹣(x﹣1)2+1,
3
f(x) =f(1)=1,
max
依题意,n ≤1≤n ,由f(x)=﹣3得x=﹣1或x=3,
1 2
∵f(x)在[n ,n ]上的最小值为﹣3,
1 2
∴n =﹣1,1≤n ≤3或﹣1≤n ≤1,n =3,
1 2 1 2
∴2≤n ﹣n ≤4,故D正确.
2 1
故选:ABD.
三.填空题(共4小题,满分20分,每小题5分)
13.(5分)(2022春•西宁期末)不等式x2+6x+8>0的解集为 (﹣∞,﹣ 4 )∪(﹣ 2 , + ∞) .
【解题思路】根据一元二次不等式的解法直接求解.
【解答过程】解:不等式x2+6x+8>0化为(x+2)(x+4)>0,∴x>﹣2或x<﹣4,
故答案为:(﹣∞,﹣4)∪(﹣2,+∞).
14.(5分)(2022春•福州期末)已知a>0,若关于x的不等式(x﹣1)2>(ax)2的解集中的整数恰有
3
2个,则实数a的取值范围是 [ , 2 ) .
2
【解题思路】本题可将不等式化为同解不等式,然后根据a=1,0<a<1,a>1三种情况来分类讨论,
找到原不等式解集中的2个整数分别为﹣1,0即可.【解答过程】解:由题意,不等式可转化为(a2﹣1)x2+2x﹣1<0,
1
①当a2﹣1=0,即a=1时,不等式解集为{x|x< },
2
很明显此时整数解有无穷多个,不符合题意,
②当a2﹣1<0,即0<a<1时,
此时Δ=4+4(a2﹣1)=4a2,∵0<a<1,∴Δ>0,
则不等式可转化为[(a+1)x﹣1]•[(a﹣1)x+1]<0,
1 1
此时解集为{x|x< ,或x>− },
a+1 a−1
很明显此时整数解有无穷多个,不符合题意,
③当a2﹣1>0,即a>1时,
此时Δ=4+4(a2﹣1)=4a2.∵a>1,∴Δ>0,
则不等式可转化为[(a+1)x﹣1]•[(a﹣1)x+1]<0,
1 1
此时解集为{x|− <x< },
a−1 a+1
1 1 1
当a>1时,0< < ,− <0,
a+1 2 a−1
∴原不等式解集中的2个整数分别为﹣1,0,
1 3
∴﹣2≤− <−1,解得 ≤a<2.
a−1 2
3
综上所述,可得实数a的取值范围是[ ,2).
2
3
故答案为:[ ,2).
2
15.(5分)(2022春•尧都区校级月考)关于实数x的不等式﹣x2+bx+c<0的解集是{x|x<﹣3或x>4},
1 1
则关于x的不等式cx2﹣bx﹣1>0的解集是 (﹣∞,− )∪( , + ∞) .
4 3
【解题思路】根据不等式﹣x2+bx+c<0的解集求出b、c的值,代入不等式cx2﹣bx﹣1>0中求解集即可.
【解答过程】解:因为不等式﹣x2+bx+c<0的解集是{x|x<﹣3或x>4},
所以﹣3和4是方程﹣x2+bx+c=0的解,
{ −3+4=b
所以 ,
−3×4=−c
解得b=1,c=12,所以不等式cx2﹣bx﹣1>0可化为12x2﹣x﹣1>0,
1 1
解得x<− 或x> ,
4 3
1 1
则所求不等式的解集是(﹣∞,− )∪( ,+∞).
4 3
1 1
故答案为:(﹣∞,− )∪( ,+∞).
4 3
1
16.(5分)(2022春•青羊区校级期中)若对 x>0,关于x的不等式 mx2+mx﹣lnx>x+1恒成立,则整
2
∀
数m的最小值为 2 .
2lnx+2x+2
【解题思路】利用分离常数法可得m> 在(0,+∞)上恒成立,构造函数,结合函数的
x2+2x
单调性及零点判定定理即可求解.
1
【解答过程】解:对 x>0,关于x的不等式 mx2+mx﹣lnx>x+1恒成立,
2
∀
可得,m(x2+2x)>2lnx+2x+2在(0,+∞)上恒成立,
因为x2+2x>0,
2lnx+2x+2
所以m> 在(0,+∞)上恒成立,
x2+2x
2lnx+2x+2
令g(x)= ,x>0,
x2+2x
则g′(x) −2(x+1)(x+2lnx),令h(x)=x+2lnx,x>0,
=
(x2+2x) 2
2
则h′(x)=1+ >0恒成立,故h(x)在(0,+∞)上单调递增,
x
1 1
因为h( )= −2ln2<0,h(1)=1>0,
2 2
1
所以 x ( ,1)使得x +2lnx =0,
0 0 0
2
∃ ∈
所以当x (0,x )时,h(x)<0,g′(x)>0,函数g(x)单调递增,
0
当x (x∈,+∞)时,h(x)>0,g′(x)<0,函数g(x)单调递减,
0
∈
所以g(x) =g(x ) 2lnx +2x +2 1 (1,2),
max 0 = 0 0 =
x (x +2) x
0 0 0
∈所以m≥2,即整数m的最小值2.
故答案为:2.
四.解答题(共6小题,满分70分)
17.(10分)(2022春•浙江期中)已知关于x的不等式ax2+bx﹣3>0(a,b R).
3 ∈
(1)若不等式的解集为(−1,− ),求实数a,b的值;
5
(2)若b=a﹣3,求此不等式的解集.
【解题思路】(1)根据不等式的解集与对应方程的关系,列方程组求出a、b的值.
(2)把b=a﹣3代入不等式,利用分类讨论法求出不等式的解集.
3
【解答过程】解:(1)因为不等式ax2+bx﹣3>0的解集为(−1,− ),
5
3
所以﹣1和− 是方程ax2+bx﹣3=0的两个实数根,
5
3 b
{ −1− =−
所以 5 a ,解得a=﹣5,b=﹣8.
3 3
−1×(− )=−
5 a
(2)b=a﹣3时,不等式为ax2+(a﹣3)x﹣3>0,即(ax﹣3)(x+1)>0,
当a=0时,解不等式得x<﹣1;
3 3 3
当a>0时,不等式化为(x− )(x+1)>0,且 >−1,解不等式得x<﹣1或x> ;
a a a
3
当a<0时,不等式化为(x− )(x+1)<0,
a
3
若a=﹣3,则 =−1,不等式化为(x+1)2<0,不等式无解;
a
3 3
若﹣3<a<0,则 <−1,解不等式得 <x<﹣1;
a a
3 3
若a<﹣3,则 >−1,解不等式得﹣1<x< ;
a a
综上知,a=0时,不等式的解集为(﹣∞,﹣1);
3
a>0时,不等式的解集为(﹣∞,﹣1)∪( ,+∞);
a
a=﹣3时,不等式的解集为 ;
∅3
﹣3<a<0时,不等式的解集为( ,﹣1);
a
3
a<﹣3时,不等式的解集为(﹣1, ).
a
18.(12分)(2022春•东城区校级月考)请回答下列问题:
(1)若关于x的不等式x2﹣3x+2a2>0(a R)的解集为{x|x<1或x>b},求a,b的值.
(2)求关于x的不等式ax2﹣3x+2>5﹣ax∈(a R)的解集.
【解题思路】(1)由题意可是1和b为方程x∈2﹣3x+2a2=0的两根,利用韦达定理得以方程组,解得即
可;
(2)不等式为ax2+(a﹣3)x﹣3>0,即(ax﹣3)(x+1)>0,讨论a=0,a>0,a=﹣3,a<﹣3,
﹣3<a<0,由二次不等式的解法,即可得到所求解集.
【解答过程】解:(1)∵关于x的不等式x2﹣3x+2a2>0(a R)的解集为{x|x<1或x>b},
∴1和b为方程x2﹣3x+2a2=0的两根, ∈
∴{ 1+b=3 ,解得{ b=2 .
1×b=2a2 a=±1
(2)关于x的不等式ax2﹣3x+2>5﹣ax(a R),
即ax2+(a﹣3)x﹣3>0,即(ax﹣3)(x+∈1)>0,
当a=0时,原不等式解集为{x|x<﹣1};
3
当a≠0时,方程(ax﹣3)(x+1)=0的根为x = ,x =−1,
1 a 2
3 3
∴①当a>0时, >−1,∴原不等式的解集为{x|x> 或x<﹣1};
a a
3 3
②当﹣3<a<0时, <−1,∴原不等式的解集为{x| <x<﹣1};
a a
3
③当a=﹣3时, =−1,∴原不等式的解集为 ;
a
∅
3 3
④当a<﹣3时, >−1,∴原不等式的解集为{x|﹣1<x< }.
a a
19.(12分)(2021秋•东莞市校级期中)某种牌号的汽车在水泥路面上的刹车距离(刹车距离是指汽车
1 1
刹车后由于惯性往前滑行的距离)sm和汽车车速xkm/h有如下关系:s=− x+ x2.在一次交通事
2 18
故中,测得这种车的刹车距离不小于22.5m,那么这辆汽车刹车前的车速至少为多少?【解题思路】利用函数关系式,根据在一次交通事故中,测得这种车的刹车距离不小于22.5m,建立不
等式,解不等式即可求得结论.
1 1
【解答过程】解:由题设条件应列式为− x+ x2≥22.5,
2 18
移项、整理、化简得不等式x2﹣9x﹣405≥0.
∵Δ>0,∴方程x2﹣9x﹣405=0有两个实数根x =﹣9,x =45,
1 2
∴不等式的解为{x|x≤﹣9或x≥45}.
在这个实际问题中x>0,所以这辆汽车刹车前的车速至少为45 km/h.
20.(12分)(2022春•金台区期末)设函数f(x)=x2+(a﹣4)x+4﹣2a,
(1)解关于x的不等式f(x)>0;
(2)若对任意的x [﹣1,1],不等式f(x)>0恒成立,求a的取值范围.
【解题思路】(1)∈x2+(a﹣4)x+4﹣2a>0,化为:(x﹣2)[x﹣(2﹣a)]>0.对a分类讨论即可解
出.
(2)由题意得:a(x﹣2)>﹣(x﹣2)2恒成立,由x [﹣1,1],可得x﹣2 [﹣3,﹣1],可得a<﹣
x+2恒成立.即可得出. ∈ ∈
【解答过程】解:(1)x2+(a﹣4)x+4﹣2a>0,化为:(x﹣2)[x﹣(2﹣a)]>0.
a>0时,不等式的解集为{x|x>2或x<2﹣a};
a=0时,不等式的解集为{x|x≠2};
a<0时,不等式的解集为{x|x>2﹣a或x<2}.
(2)由题意得:a(x﹣2)>﹣(x﹣2)2恒成立,
∵x [﹣1,1],∴x﹣2 [﹣3,﹣1],∴a<﹣x+2恒成立.
易知∈ (﹣x+2)
min
=1∈,∴a的取值范围为:a<1.
21.(12分)(2022春•南京期末)已知函数f(x)=x2﹣2(k﹣1)x+4.
(1)若关于x的不等式f(x)<0的解集为(1,m),求实数m,k的值;
(2)存在x>0,使得f(x)<0成立,求实数k的取值范围.
【解题思路】(1)由题意知,1和m是方程x2﹣2(k﹣1)x+4=0的两根,再结合韦达定理求解即可;
4
(2)通过参变分离法,可将原问题转化为存在x (0,+∞),使得2(k−1)>x+ 成立,再结合基
x
∈
本不等式,即可得解.
【解答过程】解:(1)由题意知,1和m是方程x2﹣2(k﹣1)x+4=0的两根,
7
所以1+m=2(k﹣1)且1×m=4,解得m=4,k= .
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(2)由f(x)=x2﹣2(k﹣1)x+4<0,且x>0,得2(k−1)>x+ ,
x
4
故原问题可转化为存在x (0,+∞),使得2(k−1)>x+ 成立,
x
∈
4 √ 4
因为当x (0,+∞)时,x+ ≥2 x⋅ =4,当且仅当x=2时取等号,
x x
∈
所以2(k﹣1)>4,解得k>3,
即实数k的取值范围为(3,+∞).
22.(12分)(2021秋•上蔡县校级月考)已知不等式mx2+2x﹣m+2<0.
(1)当m=3时,求不等式解集;
(2)是否存在实数m对所有的实数x使不等式恒成立?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说
明理由.
【解题思路】(1)当m=3时,不等式为3x2+2x﹣1<0,即(3x﹣1)(x+1)<0,从而即可求出该不
等式的解集;
(2)不等式mx2+2x﹣m+2<0恒成立,等价于函数y=mx2+2x﹣m+2的图象恒在x轴下方,从而分类讨
论m=0和m≠0两种情况即可判断是否存在满足题意的实数m.
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【解答过程】(1)当m=3时,不等式为3x2+2x﹣1<0,即(3x﹣1)(x+1)<0,则解集为(﹣1,
3
),
(2)不等式mx2+2x﹣m+2<0恒成立,即函数y=mx2+2x﹣m+2的图象在x轴下方.
当m=0时,2+2x<0,则x<﹣1,不满足题意;
当m≠0时,函数y=mx2+2x﹣m+2为二次函数,其图象需满足开口向下且与x轴没有公共点,
{ m<0
则 ,不等式组的解集为空集,即m不存在.
Δ=4−4m(2−m)<0
综上,不存在这样的实数m使不等式恒成立.