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2025年高考数学一轮复习讲义及高频考点归纳与方法总结(新高考通用)
第 05 练 一元二次不等式及其应用(精练)
1.会从实际情境中抽象出一元二次不等式,了解一元二次不等式的现实意义.
2.结合二次函数的图象,会判断一元二次方程根的个数,以及二次函数的零点与方程根的关
系.
3.掌握利用二次函数的图象解一元二次不等式.
一、单选题
1.(2023·全国·高考真题)已知集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】方法一:由一元二次不等式的解法求出集合 ,即可根据交集的运算解出.
方法二:将集合 中的元素逐个代入不等式验证,即可解出.
【详解】方法一:因为 ,而 ,
所以 .
故选:C.
方法二:因为 ,将 代入不等式 ,只有 使不等式成立,所以
.
故选:C.【A级 基础巩固练】
一、单选题
1.(2024·北京朝阳·二模)已知集合 则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意可得 ,结合交集的定义与运算即可求解.
【详解】由题意知, ,
又 ,
所以 .
故选:B
2.(23-24高三下·云南·阶段练习)已知集合 , ,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分别求出集合 ,再根据交集的定义求解即可.
【详解】由题意, , 或
所以 .
故选:A.
3.(2024·山西·二模)已知集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D【分析】先求出两个集合,再根据交集的定义即可得解.
【详解】 或 ,
,
所以 .
故选:D.
4.(2024·全国·模拟预测)已知集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先解对数不等式求出集合 ,再解一元二次不等式求出集合 ,最后根据并集的定义计算可得.
【详解】由 得 ,解得 ,
所以 .
由 解得 ,即 ,
所以 .
故选:B.
5.(23-24高三下·湖南·阶段练习)已知集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解集合中的不等式,得到这两个集合,再由交集的定义求解.
【详解】不等式 解得 ,
不等式 ,即 ,解得 ,可得 .
故选:D.
6.(2024高三下·全国·专题练习)已知集合 , ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】计算出集合 、 后,结合交集与补集的定义即可得.
【详解】由 ,得 ,则 ,则 或 ,
由 ,得 ,则 ,
所以 .
故选:C.
7.(23-24高一上·云南昆明·阶段练习)设一元二次不等式 的解集为 ,则
的值为( )
A. B. C.12 D.7
【答案】C
【分析】由一元二次不等式解集求参数 ,即可得结果.
【详解】由题设 是 的两个根,且 ,
所以 ,故 .
故选:C
8.(23-24高三上·山东滨州·期末)若不等式 对任意 恒成立,则实数 的取值范围是
( )A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据给定条件,分离参数再利用基本不等式求出最小值即得.
【详解】不等式 对任意 恒成立,则 , 成立,
而 ,当且仅当 ,即 时取等号,因此 ,
所以实数 的取值范围是 .
故选:B
9.(23-24高三上·河北邢台·阶段练习)“不等式 恒成立”的一个充分不必要条件是(
)
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】分 和 两种情况讨论求出 的范围,再根据充分条件和必要条件的定义即可得解.
【详解】当 时, 恒成立,
当 时,则 ,解得 ,
综上所述,不等式 恒成立时, ,
所以选项中“不等式 恒成立”的一个充分不必要条件是 .
故选:D.
10.(2024·重庆·模拟预测)已知集合 , ,若 ,则
a的取值范围为( )
A. B.
C. D.【答案】A
【分析】根据不等式的解法,求得 或 ,分类讨论求得集合 ,结合 ,利用集合
的运算,即可求解.
【详解】由不等式 ,解得 或 ,所以 或 ,
又由不等式 ,
当 时,不等式解集为空集,不满足 ,不符合题意,舍去;
当 时,解得 ,即 ,
此时不满足 ,不符合题意,舍去;
当 时,解得 ,即 ,
要使得 ,则满足 ,
综上可得,实数 的取值范围为 .
故选:A.
二、多选题
11.(23-24高三上·甘肃·阶段练习)下列不等式的解集为 的是( )
A. B.
C. D. (其中 是自然对数的底数)
【答案】ABD
【分析】利用一元二次不等式的解法判断ABC;利用指数函数的值域判断D.
【详解】对于A, 恒成立,不等式 的解集为 ,A是;
对于B, 恒成立,不等式 的解集为 ,B是;
对于C, ,则 或 ,不等式 的解集不是 ,C不是;
对于D,函数 的值域为 ,即 , ,D是.
故选:ABD
12.(23-24高三上·黑龙江·期中)关于 的不等式 对任意 恒成立的充分不必要条件有( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】先求二次不等式恒成立的充要条件,得解集 ,则充分不必要条件是集合 的非空真子集,验证
选项即可.
【详解】当不等式 对任意 恒成立时,
有 ,解得 ,记 .
当 的取值范围是集合 的非空真子集时,即为不等式 对任意 恒成立的充分不必要条件,
AB选项中的范围满足题意.
故选:AB
三、填空题
13.(23-24高三下·上海·开学考试)不等式 的解集是 .
【答案】 或
【分析】由已知结合分式不等式的求法即可求解.
【详解】由 ,可得 ,
即 ,
解得 或 .
故答案为: 或 .
14.(23-24高三下·安徽·开学考试)已知集合 ,则
.
【答案】
【分析】列举法表示M,由交集的定义求 .
【详解】因为 ,
又 ,所以 .故答案为:
15.(23-24高三上·重庆长寿·期末)关于 的不等式 的解集为 ,则 ..
【答案】
【分析】由题意可得 为方程 的根,再由根与系数的关系求解即可.
【详解】由 的不等式 的解集为 ,
可得 为方程 的根,
所以 ,解得: ,
所以 .
故答案为: .
16.(23-24高三下·上海浦东新·阶段练习)若关于 的不等式 的解集为 ,则实数 的取
值范围是 .
【答案】
【分析】根据一元二次不等式解集的性质进行求解即可.
【详解】当 时,不等式为 ,显然不符合题意;
当 时,因为关于 的不等式 的解集为 ,
所以有 ,
所以实数 的取值范围是 ,
故答案为:
17.(23-24高三下·北京·开学考试)关于 的不等式 的解集中至多包含1个整数,写出
满足条件的一个 的取值范围 .
【答案】【分析】把不等式化为 , 讨论 和 时, 求出不等式的解集, 即可得出满足
题意 的取值范围.
【详解】关于 的不等式 可化为 ,
当 时, 解不等式得 ,
当 时, 解不等式得 ,
因为不等式的解集中至多包含 1 个整数,
所以 或 ,
当 时,不等式的解集为 ,也满足题意;
所以 的取值范围是 .
故答案为: .
四、解答题
18.(23-24高三上·湖北·阶段练习)已知
(1)若 ,求 ;
(2)若 是 的必要不充分条件,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意结合一元二次不等式求集合 ,再求 ;
(2)由题意可知:集合B是集合A的真子集,分 、 和 三种情况,根据包含关系运算求解.
【详解】(1)由题意可得: ,
当 时, ,
所以 .(2)由题意可知:集合B是集合A的真子集,
因为不等式 等价于 ,则有:
当 时, ,满足题意;
当 时, ,则 ;
当 时, ;
综上所述:实数m的取值范围 .
19.(23-24高一上·重庆·期中)已知关于 的方程 有实根,集合 .
(1)求 的取值集合 ;
(2)若 ,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分 , 两种情况讨论,结合判别式求解;
(2)若 ,则 ,分 , 两种情况讨论,列出不等式求解即可.
【详解】(1)方程 有实根,
若 ,该方程无解;
若 ,则 ,解得 或 ,
综上, .
(2)若 ,则 ,
当 时, ,符合题意;
当 时, ,
∵ ,∴ 或 ,∴ ,
综上, .
20.(23-24高一上·山东青岛·期中)已知 ,不等式 的解集是 .(1)求 的解析式;
(2)不等式组 的正整数解仅有2个,求实数 取值范围;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得 , 是关于 的一元二次方程 的两个实数根,利用韦达定理
得到方程组,解得即可;
(2)依题意可得 ,分别解出各不等式,再由正整数解的个数确定该正整数解为 、
,从而得到 ,解得即可.
【详解】(1)因为 ,不等式 的解集是 ,
所以 , 是关于 的一元二次方程 的两个实数根,
可得 ,解得 ,所以 ;
(2)不等式 ,即 ,
由 ,解得 或 ,
由 ,即 ,解得 ,
因为不等式组的正整数解仅有 个,可得该正整数解为 、 ,
所以 ,解得 ,则实数 取值范围是 ;【B级 能力提升练】
一、单选题
1.(23-24高三下·江西赣州·期中)已知集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出集合 ,再由交集的定义求解即可.
【详解】因为 可得 ,
由 可得: 或 ,解得: 或
因为 或 ,所以 .
故选:C.
2.(2024·天津河西·一模)“ ”是“ ”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据分式不等式和一元二次不等式的解法,结合充分条件和必要条件的定义即可得解.
【详解】由 得 ,解得 ,
由 得 ,所以 ,解得 ,
所以“ ”是“ ”成立的必要不充分条件.
故选:B
3.(2024·全国·模拟预测)已知集合 ,若 ,则实数
的取值范围为( )
A. B. C. D.【答案】D
【分析】由不等式的解法和集合的运算,求得 或 ,结合 ,列出不等
式组,即可求解.
【详解】由集合 ,且 ,
所以 或 ,
因为 ,可得 ,解得 ,
所以实数 的取值范围为 .
故选:D.
4.(2024·广东·一模)已知 且 ,则“ 的解集为 ”是“ ”
的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】
根据一元二次不等式的解及充分条件、必要条件求解.
【详解】由题意,二次不等式 的解集为 ,
则等价于 ,即 ,即 ,
当 时,不能推出 ,
所以“ 的解集为 ”是“ ”的充分不必要条件,
故选:A
5.(23-24高三上·内蒙古通辽·阶段练习)已知命题 , ,若命题 是假命题,
则 的取值范围为( )A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用含有一个量词命题的否定转化为不等式 对 恒成立,根据判别式可求
得 .
【详解】根据题意可知,命题 的否定为“ , ”为真命题;
即不等式 对 恒成立,
所以 ,解得 ;
可得 的取值范围为 .
故选:C
6.(2023高三·全国·专题练习)若关于x的不等式 在区间 上有解,则实数m的取值范
围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
利用二次函数的图象及根的分布计算即可.
【详解】易知 恒成立,即 有两个不等实数根 ,
又 ,即二次函数 有两个异号零点,
所以要满足不等式 在区间 上有解,
所以只需 ,
解得 ,所以实数m的取值范围是 .
故选A.
7.(2024高三·全国·专题练习)关于 的方程 有两个不相等的实数根 ,且,那么 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】说明 时,不合题意,从而将 化为 ,令
,结合其与x轴有两个交点,且分布在1的两侧,可列不等式即可求得答案.
【详解】当 时, 即为 ,不符合题意;
故 , 即为 ,
令 ,
由于关于 的方程 有两个不相等的实数根 ,且 ,
则 与x轴有两个交点,且分布在1的两侧,
故 时, ,即 ,解得 ,故 ,
故选:D
二、多选题
8.(2024·广东深圳·模拟预测)下列说法正确的是( )
A.不等式 的解集是
B.不等式 的解集是C.若不等式 恒成立,则a的取值范围是
D.若关于x的不等式 的解集是 ,则 的值为
【答案】CD
【分析】
对于AB,直接解一元二次不等式即可判断;对于C,对 分类讨论即可判断;对于D,由一元二次不等式
的解集与一元二次方程的根的关系,先求得 ,然后即可判断.
【详解】对于A, 或 ,故A错误;
对于B, ,故B错误;
若不等式 恒成立,
当 时, 是不可能成立的,
所以只能 ,而该不等式组无解,综上,故C正确;
对于D,由题意得 是一元二次方程 的两根,
从而 ,解得 ,
而当 时,一元二次不等式 满足题意,
所以 的值为 ,故D正确.
故选:CD.
9.(23-24高一上·陕西西安·期中)已知关于 的不等式 的解集为 或 ,则以
下选项正确的有( )
A.
B.不等式 的解集为
C.D.不等式 的解集为 或
【答案】ABD
【分析】求得a的取值范围判断选项A;求得不等式 的解集判断选项B;求得 的取值范
围判断选项C;求得不等式 的解集判断选项D.
【详解】关于 的不等式 的解集为 或 ,
则 和 是方程 的二根,且
则 ,解之得 ,
由 ,可得选项A判断正确;
选项B:不等式 可化为 ,
解之得 ,则不等式 解集为 .判断正确;
选项C: .判断错误;
选项D:不等式 可化为 ,
即 ,解之得 或 .
则不等式 的解集为 或 .判断正确.
故选:ABD
10.(2024高三·全国·专题练习)(多选)下列命题正确的是( )
A.若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x,x),则必有a>0
1 2
B.若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R
C.不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ=b2-4ac≤0D.若二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,则不等式ax2+bx+c<0的解集一定不是空集
【答案】AD
三、填空题
11.(2024·陕西西安·模拟预测)当 时,不等式 恒成立,则实数 的取值范围是
.
【答案】 .
【分析】根据题意分离参数 ,进而构造函数求定区间的最值即可.
【详解】当 时,不等式 恒成立,
所以当 时, 恒成立,则 ,
令 ,则 在 单调递增,
所以 ,所以 .
故答案为: .
12.(23-24高三上·上海静安·阶段练习)设集合 , ,则
,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】由题意可以先将所给集合化简,若满足 ,则 ,故只需根据包含关系列出不等式
组求出参数范围即可.
【详解】由题意 , 或 ,
若满足 ,则 ,
又因为 ,所以 ,解得 .
故答案为: .
13.(2022高三上·河南·专题练习)已知 , ,若 是 的必要不充分条件,则
实数 的取值范围是 .
【答案】
【分析】先对 求解得 ,对 化简得 ,再结合 是 的必要不充分条件,对
进行分类讨论,即可求解.
【详解】
由 ,解得 ,所以 ,
对于 ,即 ,
若 ,解得 ,要使 是 的必要不充分条件,则 ,所以 ;
若 ,解得 ,要使 是 的必要不充分条件,则 ,所以 ;
若 ,则 为 ,符合题意,所以实数 的取值范围是 .
故答案为: .
14.(23-24高一上·湖北荆州·期末)若命题 为真命题,则m的取值范围为
.
【答案】
【分析】利用二次函数性质求解可得.
【详解】由题意,不等式 有解,即不等式 有解,
设 ,则函数图象开口向上,
要使不等式 有解,则函数 图象与 轴有交点,则 ,化简得 ,解得 或 .
故答案为:
四、解答题
15.(23-24高三上·宁夏银川·阶段练习)设 .
(1)若不等式 对一切实数 恒成立,求实数 的取值范围;
(2)已知 解关于 的不等式
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)根据题意,转化为 对一切实数 恒成立,分 和 ,两种情况
讨论,列出不等式组,即可求解;
(2)根据题意,求得 的两个根为 ,分类讨论,即可求解.
【详解】(1)解:由 对一切实数 恒成立,
即 对一切实数 恒成立,
当 时, ,不满足题意;
当 时,则满足 ,解得 ,
综上所述,实数 的取值范围为 .
(2)解:由不等式 ,即 ,方程 的两个根为 ,
①当 时,不等式的解集为
②当 时,不等式的解集为
③当 时,不等式的解集为 .
综上所述,
当 时,不等式 的解集为 ;
当 时,解集为 .
16.(23-24高一上·辽宁朝阳·期中)已知函数 .
(1)求不等式 的解集;
(2)若 在 上的最小值为0,求a的值.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)由题意可得 ,分类讨论a的取值范围即可得出对应的解集;
(2)易知 对称轴为 ,根据二次函数的性质,分类讨论,求出当 、 、 时
的表达式,列方程,解之即可求解.
【详解】(1) ,
当 时,不等式 的解集为 ;
当 时, ,不等式 的解集为 ;当 时, ,不等式 的解集为 .
(2)因为 的对称轴为 ,
当 即 时, 在 上单调递增,
此时 ,解得 或 ,
又因为 ,所以不存在这样的a;
当 即 时, 在 上单调递减,在 上单调递增,
此时 ,解得 ,此时满足 ,所以 成立;
当 即 时, 在 上单调递减,
此时 ,解得 或 ,
又因为 ,所以不存在这样的a;
综上: 在 上的最小值为0时, .
17.(23-24高一上·浙江宁波·阶段练习)(1)解关于x不等式 ;
(2)若对于 ,不等式 恒成立,求x的取值范围.
【答案】(1)答案见解析;(2)
【分析】(1)分类讨论 的取值情况,结合二次不等式的解法即可得解;
(2)将问题转化为 对于 恒成立,利用主元法即可得解.
【详解】(1)因为 ,
所以 ,即 ,
①当 时,不等式化为 ,解得 ;②当 时,方程 的两根分别为 ,
当 时,不等式化为 ,则其解集为 ,
当 时,不等式化为 ,
当 ,即 时,不等式的解集为 ,
当 ,即 时,不等式的解集为 ,
当 ,即 时,不等式的解集为 ,
综上所述:当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
(2)因为对于 , 恒成立,
所以 对于 恒成立,
则 ,解得 ,
故 的取值范围为 .
18.(23-24高一上·浙江·期中)已知函数 .
(1)若对 ,都有 成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式 .
【答案】(1)(2)答案见解析
【分析】(1)化简不等式 ,根据 的符号进行分类讨论,由此求得 的取值范围.
(2)化简不等式 ,对 进行分类讨论,由此求得不等式的解集.
【详解】(1)对 ,都有 成立,即 成立,
① ,无解;
② ,解得: 或 .
综上, .
(2) ,即 ,
①当 时, ,∴ ;
②当 时, ,∴ ;
③当 时, ,∴ ;
④当 或 时, ,∴ 或 .
综上,
当 时,原不等式解集为 ;
当 时,原不等式解集为 ;
当 时,原不等式解集为 ;
当 或 时,原不等式解集为 .【C级 拓广探索练】
一、单选题
1.(贵州省铜仁市 2023-2024学年高一上学期 1月期末质量监测数学试题)当 时,不等式
恒成立,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
对二项式系数进行分类,结合二次函数定义的性质,列出关系式求解.
【详解】当 时,不等式 恒成立,
当 时,满足不等式恒成立;
当 时,令 ,则 在 上恒成立,
函数 的图像抛物线对称轴为 ,
时, 在 上单调递减,在 上单调递增,
则有 ,解得 ;
时, 在 上单调递增,在 上单调递减,
则有 ,解得 .
综上可知, 的取值范围是 .
故选:D.【点睛】方法点睛:分类讨论思想是高中数学一项重要的考查内容,分类讨论思想要求在不能用统一的方
法解决问题的时候,将问题划分成不同的模块,通过分块来实现问题的求解,体现了对数学问题的分析处
理能力和解决能力.
二、多选题
2.(山东省菏泽第一中学南京路校区2023-2024学年高一上学期1月月考数学试题)下列命题正确的是(
)
A.若关于x的方程 的一根比1大且另一根比1小,则a的取值范围是
B.若关于x的不等式 在 上恒成立,则实数k的取值范围是
C.若关于x的不等式 的解集是 ,则关于x的不等式 的解集是 或
D.若 ,则 的最小值为
【答案】ACD
【分析】对于A,原问题等价于 ,解一元二次不等式即可验证;对于
B,原问题等价于 在 上恒成立,由此即可验证;对于C,首先得 ,然后解分式不等
式即可验证;对于D,首先由基本不等式得 ,然后由 即可
验证,注意取等条件是否成立.
【详解】对于A,二次函数 ,开口向上,
若关于x的方程 的一根比1大且另一根比1小,
则 ,解得 ,故A正确;对于B,若关于x的不等式 在 上恒成立,
则只需 ,即 在 上恒成立即可,
则实数k的取值范围是 ,故B错误;
对于C,若关于x的不等式 的解集是 ,则 ,
所以关于x的不等式 或 ,故C正确;‘
对于D,若 ,则 ,解得 ,等号成立当且仅当 ,
所以 ,等号成立当且仅当 ,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点睛:A选项的关键是得 ,B选项的关键是得 在 上恒成立,
C选项的关键是得 ,D选项的关键是利用基本不等式得 ,然后适当变形即可求解.
三、填空题
3.(第3题二次问题恒成立,转化最值求参数)已知 ,若对任意的 ,不等式
恒成立,则 的最小值为 .
【答案】
【分析】先把原不等式分解为二次不等式,分类讨论后运用整体代换和基本不等式即可.
【详解】原不等式 ,
由 ,知 时, , 时, ,
故由原不等式知 时 , 时 ,由恒成立知 且 ,即 ,
故所求式 ,
设 ,则 ,
则所求式 递增,
故最小值在 时取得: .
故答案为: .
4.(第3题二次问题恒成立,转化最值求参数)已知函数 ,若对任意 ,
则所有满足条件的有序数对 是 .
【答案】
【分析】
由题意可得 ,然后利用不等式的性质对不等式组变形可求得结果.
【详解】
因为 对任意 ,
所以必须满足 ,
即 ,由 ,得 ,
解得 ,①,
再由 ,得 ,
解得 ,②,
由①②得 ,
所以 ,即 ,解得 ,
经检验,当 , 时, ,则
的最大值为 , 的最小值为 ,
满足任意 ,
所以满足条件的有序数对 只有一对 ,
故答案为: .
四、解答题
5.(上海市浦东新区华东师范大学第二附属中学2023-2024学年高一上学期期末质量检测数学试卷)已知
函数 ,在 时最大值为2,最小值为1.设 .
(1)求实数 , 的值;
(2)若存在 ,使得不等式 成立,求实数 的取值范围;
(3)若关于 的方程 有四个不同的实数解,求实数 的取值范围.
【答案】(1) ,
(2)(3)
【分析】(1)根据二次函数的性质及最值,即可求得 ,
(2)利用换元法可得满足不等式 , 即可,再利用二次函数单调性求得实数 的
取值范围为 .
(3)根据题意由方程 有四个不同的实数解,转化为方程
有两个不相等的正实数根 , ,利用韦达定理即可求得 的取值范围为
.
【详解】(1)由 可知 关于 对称,又 ,
所以函数 在 上单调递增,可得 ,即 ,
解得 , .
(2)由(1)可知 ,则不等式 ,
可化为 ,所以 ,
即 ,令 ,又 ,可得 ,
即 ,显然函数 , 为对称轴,
所以在 上单调递增,由题意得 , 即可,
所以 ,所以 的取值范围为 .
(3) ,所以 ,
即为 ,可化为:
,令 ,即
,所以关于 的方程
有四个不同的实数解等价于 有两个不相等的
正实数根 , ,满足 , ,
解得 ,
所以实数 的取值范围为 .
【点睛】求解不等式恒(能)成立的问题时,一般先通过换元法将问题转化成求函数最值问题,即可求得
参数的取值范围.