文档内容
考点 05 一元二次方程、不等式(2 种核心题型+基础保分练
+综合提升练+拓展冲刺练)
【考试提醒】
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.
【知识点】
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 ) .
【核心题型】
题型一 一元二次不等式的解法
对含参的不等式,应对参数进行分类讨论,常见的分类有
(1)根据二次项系数为正、负及零进行分类.
(2)根据判别式Δ与0的关系判断根的个数.
(3)有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.
命题点1 不含参数的不等式
【例题1】(2024·青海·一模)已知集合 , ,则
( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对数真数大于零和一元二次不等式的解法可分别求得集合 ,根据并集定
义可求得结果.
【详解】由 得: , , ;
由 得: , , , .
故选:C.
【变式1】(2024·全国·模拟预测)已知集合 ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解一元二次不等式化简集合M,再根据交集运算求解即可.
【详解】因为 , ,
所以 .
故选:B
【变式2】(2024·山东济宁·一模)设集合 , ,若
,则实数 的取值范围是 .
【答案】
【分析】求解一元二次不等式解得集合 ,再根据集合的包含关系,列出不等式求解即可.
【详解】集合 ,
又 ,且 ,
故可得 ,即 ,解得 .故答案为: .
【变式3】(2024·安徽合肥·一模)已知集合 ,若
,则 的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用一元二次不等式的解法及交集的定义即可求解.
【详解】由 ,得 ,解得 ,
所以 。
因为 ,
所以 或 ,解得 或 ,
所以 的取值范围是 .
故答案为: .
命题点2 含参数的一元二次不等式
【例题2】(2024·云南红河·二模)已知 均为正实数,则“ ”是“
”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
【答案】A
【分析】运用不等式的性质,证明充分性,否定必要性即可.
【详解】因为 , 均为正实数,若 ,则 ;
若 ,则 ,即 或 ;
所以“ ”是“ ”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式1】(23-24高三下·陕西安康·阶段练习)在区间 内随机取一个实数 ,则关于的不等式 仅有2个整数解的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用一元二次不等式解得 ,可得区间 内仅包含 两个整数,
再利用几何概型概率公式可得结果.
【详解】根据题意可得不等式 等价于 ;
因为 ,所以不等式的解集为 ;
依题意可得区间 内仅有两个整数,即包含 两个整数,可得 ;
由几何概型概率公式可得其概率为 .
故选:C
【变式2】(2023·江西南昌·三模)函数 ,若关于 的不等
式 的解集为 ,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】当 时,运用参数分离法,构造函数利用导数研究函数的性质即得,当
时根据二次不等式的解法讨论 的范围进而即得.
【详解】由题意知,当 时, ;当 时, ;当
时, .
当 时, ,即 ,构造函数 ,当 时, 单调递增,当 时, 单调递减,
, ;
当 时, ,当 时,由 ,解得 ,不合
题意;
当 时,由 ,得 ,不合题意;
当 时,由 ,得 , ,所以 ,此时
,不合题意;
当 时, ,由 ,解得 ,
此时当 时 恒成立,所以 的解集为 ,符合题意;
当 时,由 ,得 ,又 ,所以 ,此时
适合题意;
综上,关于 的不等式 的解集为 ,则 .
故选:C.
【变式3】.(2023·湖南·模拟预测)若关于x的不等式 的解集恰有50个
整数元素,则a的取值范围是 ,这50个整数元素之和为 .
【答案】 或1625
【分析】讨论 的范围,解出不等式,结合题意确定 的范围及解集中的整数解,再利用
等差数列求和公式求和即可.
【详解】不等式 等价于不等式 .当 时, 的解集为 ,不合题意;
当 时, 的解集为 ,
则50个整数解为 , ,…,5,6,
所以 ,这50个整数元素之和为 ;
当 时, 的解集为 ,
则50个整数解为8,9,…,56,57,所以 ,
这50个整数元素之和为 .
综上,a的取值范围是 ,这50个整数元素之和为 或1625.
故答案为: ; 或1625
题型二 一元二次不等式恒成立问题
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.
命题点1 在R上恒成立问题
【例题3】(2024·浙江·模拟预测)若不等式 的解为全体实数,则实数
的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论 与 两种情况,结合二次不等式恒成立问题的解决方法即可得
解.
【详解】当 时,不等式 可化为 ,显然不合题意;当 时,因为 的解为全体实数,
所以 ,解得 ;
综上: .
故选:C.
【变式1】(23-24高三上·河南·期中)“关于x的不等式 的解
集为 ”是“ ”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
【答案】B
【分析】求出不等式 的解集为 的 的范围,再由必要不充分
条件的定义判断可得答案.
【详解】当 即 时,不等式 的解集为 ,符合题意;
当 即 时,若不等式 的解集为 ,
可得 ,解得 ,
所以不等式 的解集为 可得 ,充分性不成立,
若 ,则不等式 的解集为 ,必要性成立,
所以不等式 的解集为 ”是“ ”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式2】(2023·福建厦门·二模)“ ”是“ , 成立”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
【答案】A
【分析】由 , 成立求出b的范围,再利用充分条件、必要条件的定义
判断作答.
【详解】由 , 成立,则当 时, 恒成立,即 ,
当 时, ,解得 ,
因此 , 成立时, ,
因为 ,所以“ ”是“ , 成立”的充分不必要条件.
故选:A
【变式3】(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.
命题点2 在给定区间上恒成立问题
【例题4】(2023·浙江宁波·一模)已知函数 ,若不等式 在上恒成立,则满足要求的有序数对 有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无数个
【答案】B
【分析】由题意有 ,通过分析得到 , 是满足题意的唯一
解,注意检验.
【详解】由题意若不等式 在 上恒成立,
则必须满足 ,即 ,
由 ,两式相加得 ,
再由 ,两式相加得 ,
结合(4),(5)两式可知 ,代入不等式组得 ,
解得 ,
经检验,当 , 时, ,
有 , ,满足 在 上恒成立,
综上所述:满足要求的有序数对 为: ,共一个.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:解题的关键是首先得到 ,进一步由不等式的性质通过
分析即可求解.【变式1】(2023·陕西咸阳·模拟预测)已知命题 :任意 ,使
为真命题,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设 ,由题意可得任意 , 恒成立,结合二次函数
性质列不等式求 的取值范围.
【详解】设 ,则 ,
原命题等价于:任意 ,使 为真命题,
所以 ,其中
设 , 则
函数 , 的最大值为 与 中的较大者,
所以 ,
∴ ,解得 ,
故选:C.
【变式2】(2023·辽宁鞍山·二模)已知当 时,不等式: 恒成立,则实
数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先由 得 ,由基本不等式得 ,故 .【详解】当 时,由 得 ,
因 ,故 ,当且仅当 即 时等号成立,
因当 时, 恒成立,得 ,
故选:C
【变式3】(2024·全国·模拟预测)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:
命题点3 在给定参数范围内的恒成立问题
【例题5】(23-24高三上·河南信阳·阶段练习)若 对于 恒成立,则实数x
的取值范围为 .
【答案】 .
【分析】令 ,则由题意可得 ,解不等式组可得结果.
【详解】令 ,
因为 对于 恒成立,
所以 ,即 ,解得 ,
所以实数x的取值范围为 ,
故答案为: .
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)设函数 是定义在 上的增函数.若不等式 对于任意 恒成立,求实数x的取值范围.
【答案】
【分析】首先利用函数的单调性,把函数值的大小关系转化为自变量的大小关系,接下来
把a作为主元(变量),x作为参数,把不等式恒成立问题转化为求函数的最值解决,
【详解】∵ 是增函数,∴ 对于任意 恒成立.
,即 对于任意 恒成立.
令 . , 为关于a的一次函数,在 上是一条线段,
由 ,得 .
【变式2】(22-23高三上·山东潍坊·阶段练习)若对于任意 ,任意 ,使得
不等式 成立,则实数 的取值范围是 .
【答案】
【分析】应用恒成立问题与最值的关系转化两个恒成立,再解不等式即可.
【详解】因为对于任意 ,任意 ,使得不等式 成
立,
设 ,则
又因为 ,所以 .
所以 即
设 ,
对于任意 , ,应用一次函数性质可知即得 ,解得
则实数 的取值范围是 .
故答案为: .
【变式3】(2023高三·全国·专题练习)若不等式 对任意 恒成立,
实数x的取值范围是 .
【答案】
【分析】把题意转化为 ,设 ,由一次函数的单
调性列不等式组,即可求解.
【详解】 可转化为 .
设 ,则 是关于m的一次型函数.
要使 恒成立,只需 ,
解得 .
故答案为:
【课后强化】
基础保分练
一、单选题
1.(2024高三·全国·专题练习)已知集合 ,若
,则实数 的取值范围为( )A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出一元二次不等式的解集,依题借助于数轴得到关于 的不等式组,解之即
得.
【详解】 或 , 或 ,
又 ,解得 .
故选:D.
2.(2024·浙江·模拟预测)若不等式 的解为全体实数,则实数 的取
值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论 与 两种情况,结合二次不等式恒成立问题的解决方法即可得
解.
【详解】当 时,不等式 可化为 ,显然不合题意;
当 时,因为 的解为全体实数,
所以 ,解得 ;
综上: .
故选:C.
3.(2024·云南红河·二模)已知 均为正实数,则“ ”是“ ”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
【答案】A
【分析】运用不等式的性质,证明充分性,否定必要性即可.
【详解】因为 , 均为正实数,若 ,则 ;
若 ,则 ,即 或 ;
所以“ ”是“ ”的充分不必要条件.
故选:A.
4.(2024高三·全国·专题练习)若不等式 对一切 恒成立,
则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】对二次项系数进行分类讨论可得 符合题意,当 时利用判别式可求得结
果.
【详解】当 ,即 时,不等式为 对一切 恒成立.
当 时,需满足 ,
即 ,解得 .
综上可知,实数a的取值范围是 .
故选:C
5.(23-24高三下·湖南衡阳·阶段练习)条件 是 的充分不必要条件是( )
A.函数 定义域为 , : 在A上成立. : 为增函数;B. : 成立, : 最小值为4;
C.p:函数 在区间 恰有一个零点,q: ;
D.p:函数 为偶函数( ),q:
【答案】B
【分析】对于A,D我们都可以证明 互为充要条件,对于C,取 即可判断;对于
B, 成立当且仅当 ,注意到 时有 : 最小值为4成立,由此即可判断.
【详解】对于A,不妨设 ,则函数 定义域为全体实数, 在实
数域上成立,但它不是增函数,故A不符合题意;
对于B, : 成立等价于 恒成立,从而
,
注意到当 时有, ,等号成立当且仅当 ,即
时有 : 最小值为4成立,故B符合题意;
对于C,当 时, 在区间 恰有一个零点 ,
但此时 不满足 ,故C不满足题意;
对于D,p:函数 为偶函数( )等价于
恒成立,
也就是说 恒成立,这意味着只能 ,从而当且仅当 ,故
D不满足题意.
故选:B.6.(2024高三·全国·专题练习)已知 且 ,若 在
上恒成立,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对 的符号分正负两种情况讨论,结合穿根法及三次函数的性质分析即可得到
答案.
【详解】由 得 ,
①若 ,则 ,且 , ,
根据穿根法可知 或 时不符合题意,舍去;
②若 ,要满足题意则 ,符合题意,如图所示;
③当 时,同理要满足题意需 ,与前提矛盾;
④当 ,此时 ,则 的三个零点都是负数,
由穿根法可知符合题意;
综上可知满足 在 恒成立时,只有 满足题意.
故选:C .
二、多选题
1.(23-24高三上·湖南邵阳·阶段练习)已知 , ,且 ,若 恒
成立,则实数t的值可能为( )
A.20 B.21 C.49 D.50
【答案】CD【分析】利用 的关系式以及其范围可得 且 ,将不等式转化为
,利用二次函数单调性即可得 .
【详解】由 可得 ,
又 可得 ,
所以可得 ,
即 在 时恒成立即可,
由二次函数单调性可得 ,即 ,可知CD满足题意;
故选:CD
2.(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≤0
D.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
【解析】略
三、填空题
1.(23-24高三下·上海·阶段练习)设 ,若关于 的不等式 的解集是区间
的真子集,则 的取值范围是 .
【答案】
【分析】解一元二次不等式结合真子集的概念即可得解.
【详解】因为 ,所以 ,
又不等式 的解集是区间 的真子集,则 .故答案为: .
2.(23-24高三下·河北保定·开学考试)已知集合
,则 .
【答案】
【分析】由对数不等式和一元二次不等式化简集合 ,再由交集运算即可求解.
【详解】 ,解得 ,故 ;
,解得 ,故 ,故 .
故答案为:
四、解答题
1.(2024·全国·模拟预测)已知函数 ,且 的解集为 .
(1)求 和 的值;
(2)若 在 上恒成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据绝对值不等式的性质即可求解,
(2)将问题转化为 在 上恒成立,即可利用二次函数零点分
布求解.
【详解】(1)由 得 ,
易知 ,则 ,解得 ,
由于 的解集为 ,则 ,解得 .(2)由(1)知 ,由 得 ,
得 在 上恒成立,
,故 .
令 ,若 在 上恒成立,
则 ,即 ,解得 或 ,
故实数 的取值范围为 .
2.(2024高三·全国·专题练习)(1)解关于实数 的不等式: .
(2)解关于实数 的不等式: .
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析;
【分析】对不等式所对应方程的判别式进行判断,分情况讨论参数 即可求得(1)(2)
中的不等式解集.
【详解】(1)易知方程 的 ,
由 得 ,解得 ,
当 时, 的解集为 ,
当 时, 的解集为 ,
当 时, 的解集为 .
(2)对方程 ,
当 时,
即 时,不等式的解集为
当 时,
即 或 时,的根为 ,
不等式的解集为 ;
综上可得, 时,不等式的解集为 ,
或 时,不等式的解集为 .
3.(2024·全国·模拟预测)已知函数 .
(1)求不等式 的解集;
(2)若 ,且存在 使不等式 成立,求实数 的取值
范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)借助零点分段法计算即可得;
(2)借助绝对值三角不等式可得 ,再解出含 的不等式即可得.
【详解】(1) ,即 ,
当 时, ,该方程无解;
当 时, ,解得 ;
当 时, ,解得 ;
综上所述, ,
不等式 的解集为 ;(2)由题知, ,
当且仅当 时等号成立,
,解得 或 ,
实数 的取值范围为 .
综合提升练
一、单选题
1.(2023·辽宁鞍山·二模)若对任意的 恒成立,则m的取值范围
是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】变形给定不等式,分离参数,利用均值不等式求出最小值作答.
【详解】 ,而当 时, ,当且
仅当 ,即 时取等号,
则 ,所以m的取值范围是 .
故选:C
2.(2023高三·全国·专题练习)已知命题p:“ x∈ ,(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,所以f(f(x))=f(x2)= ≥1,解得x≥ (舍去)或x≤- .综上,f(f(x))≥1的解集为{x|
x≥4或x≤- }.
5.(2023·河南开封·模拟预测)已知函数 满足
.
(1)讨论 的奇偶性;
(2)设函数 ,求证: .
【答案】(1)答案见解析;
(2)证明见解析.
【分析】(1)对已知等式中的 用 代换,得到新的等式,结合已知等式可求出 ,
然后分 和 讨论函数的奇偶性,
(2)由(1)知 ,则 对
恒成立,得 ,设函数 ,利用导数可求出函数的最小值得函数 的值域,并求出最小的范围,进而根据集合关系即可证明.
【详解】(1)因为 ,
所以 ,
根据以上两式可得 ,
所以, .
当 时, 为偶函数.
当 时,因为 ,
所以 , ,
所以 为非奇非偶函数.
(2)由(1)知 .
依题意得 对 恒成立.
当 ,即 时, 恒成立;
当 ,即 时, ,得 .
故 .
设函数 ,
则 .
因为 ,所以 .
①当 ,即 时, 在 上恒成立,
故 在 上单调递增, ,则 ,即 在 上的最小值为1.
②当 ,即 时,
因为当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
故 ,
则 ,
即 在 上的最小值为 .
综上,函数 在 上的最小值 ,
所以,函数 在 上的值域为 ,
当 ,令 ,
则 ,故 在 上单调递增,
因为 ,
所以, ,即函数 在 上的最小值 ,
所以, .
【点睛】关键点点睛:此题第(2)问解题的关键是由题意得 对 恒
成立,求出 的范围,然后构造函数 ,利用导数求其最小值的取值范
围即可证明.
拓展冲刺练
一、单选题
1.(2024高三·全国·专题练习)已知集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分别解二次不等式,对数不等式化简集合A,B,后由补集,交集定义可得答案.
【详解】由 ,得 ,所以 ;
由 ,得 ,解得 ,所以 .
所以 或 ,所以 .
故选:D.
2.(23-24高三下·陕西安康·阶段练习)在区间 内随机取一个实数 ,则关于 的不等
式 仅有2个整数解的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用一元二次不等式解得 ,可得区间 内仅包含 两个整数,
再利用几何概型概率公式可得结果.
【详解】根据题意可得不等式 等价于 ;
因为 ,所以不等式的解集为 ;
依题意可得区间 内仅有两个整数,即包含 两个整数,可得 ;
由几何概型概率公式可得其概率为 .
故选:C
3.(2023·福建厦门·二模)不等式 ( )恒成立的一个充分不必要条件
是( )A. B. C. D.
【答案】A
【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, ,得 ,与题意矛盾,
当 时,则 ,解得 ,
综上所述, ,
所以不等式 ( )恒成立的一个充分不必要条件是A选项.
故选:A.
4.(2023·全国·模拟预测)已知函数 ,若不等式 恒成立,
则实数a的最大值为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【分析】先根据导函数结合余弦函数的范围得出函数单调递增.又 ,根据已知可推
得 恒成立,得出 ,求解即可得出答案.
【详解】由题, ,
当 时, 恒成立, ;
当 或 时, , ,所以 .
所以 在R上单调递增.
又 ,所以由 恒成立,可得 恒成立,
即 恒成立,
故 ,得 ,所以a的最大值为 .
故选:C.
二、多选题
5.(2023·全国·模拟预测)已知平面向量 满足 , ,且对任意的实数 ,都
有 恒成立,则下列结论正确的是( )
A. 与 垂直 B.
C. 的最小值为 D. 的最大值为
【答案】AC
【分析】根据题中条件,结合向量的运算法则,不等式 ,可化为
,利用 ,可求得 ,故可求得 的值,继而可判断
出A,B;设 , ,用坐标表达 及 ,结
合结果的几何意义即可求得最值,继而判定C,D.
【详解】由 恒成立得 ,
即 恒成立,
因为 , ,
设 夹角为 ,则 恒成立,
所以 ,即 ,
所以 ,则 ,
所以 ,
所以 ,
所以 与 垂直,A正确;
,B不正确;
设 , ,
则 ,
所以
,
其几何意义是 与 和 连线的距离之和的2倍,
当三点共线时取得最小值,最小值为 ,C正确;
, ,
所以
其几何意义是 与 和 连线的距离之差的2倍,当三点共线时最得最大值,最大值为 ,D不正确,
故选:AC.
6.(23-24高三上·辽宁葫芦岛·阶段练习)若关于 的不等式 的解集恰有
50个整数元素,则下列各选项正确的是( )
A. 的值可能为-43
B.这50个整数元素之和可能为-925
C. 的值可能为57.5
D.这50个整数元素之和可能为1625
【答案】BCD
【分析】考虑 , , ,解不等式,再根据解集恰有50个整数元素,计算得到
答案.
【详解】不等式 等价于不等式 .
当 时, 的解集为 ,不合题意;
当 时, 的解集为 ,则50个整数解为 ,
所以 ,这50个整数元素之和为 ;
当 时, 的解集为 ,则50个整数解为 ,
所以 ,这50个整数元素之和为 .
综上所述: 的取值范围是 ,这50个整数元素之和为-925或1625.
故选:BCD.
三、填空题
7.(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: .
8.(23-24高三上·江苏·阶段练习)已知二次函数 .甲同学: 的解
集为 ;乙同学: 的解集为 ;丙同学:y的对称轴大
于零.在这三个同学的论述中,只有一个假命题,则a的范围为 .
【答案】
【分析】利用二次函数的性质分别分析甲乙丙三位同学的论述,从而得解.
【详解】若甲正确,则 且 ,即 ,则 ;
若乙正确,则 且 ,即 ,则 ;
若丙正确,则二次函数的对称轴方程 ,可得 ;
因为只有一个同学的论述为假命题,所以只能乙的论述错误,故 .
故答案为:
9.(2024高三·全国·专题练习)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: .10.(23-24高三上·全国·阶段练习)对任意的 ,不等式
恒成立,则实数 的取值范围为 .
【答案】
【分析】设 , ,将不等式恒成
立问题转化成 ,构造 ,根据单调性求最值.
【详解】设 ,
,
则 ,
则 恒成立可化为 恒成立,
即 恒成立,故 ,
设 ,
易知 在 时递减,在 时递增,
所以 ,
而 显然在 时单调递增,所以 ,
故 ,当且仅当 时,即 时,等号成立,
所以实数 的取值范围为 .【点睛】方法点睛:本题将恒成立问题转化成求最值问题,然后采用双换元和轮流作主法
求最值.
四、解答题
11.(23-24高三上·福建莆田·阶段练习)解关于 的不等式: .
【答案】答案见详解
【分析】讨论 时,分别解出不等式即可.
【详解】若 ,不等式化为 ,解得 ;
不等式的解集为 ;
若 ,则不等式化为 ,
且 时, ,
①若 ,
则若 ,即 时,原不等式的解集为 ;
若 ,即 时,原不等式的解集为 ;
若 ,即 时,原不等式的解集为 ;
②若 ,则 ,
且不等式变化为 ,
解得 或 ,
原不等式的解集 ;
综上所述,当 时,不等式的解集为 ;
当 ,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 ;
12.(2024高三·全国·专题练习)设函数 .
(1)若对于一切实数 , 恒成立,求实数 的取值范围;
(2)若对于 , 恒成立,求实数 的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分 和 两类情况,当 时采用验证法即可;当 时根据一
元二次不等式和二次函数之间的关系建立不等式组即可求出实数 的取值范围.
(2)方法一:先利用分离参数法得出 ;再求出函数 在 上的
最小值即可求解.方法二:先将问题转化为 在 上恒成立;再
分类讨论,利用函数的单调性求出函数 的最大值即可求
解.
【详解】(1)要使 恒成立,
若 ,显然 ;
若 ,则 ,解得 .
综上:实数 的取值范围是 .
(2)方法一:
由 得: ,即 .因为 ,所以 .
因为函数 在 上单调递增,
所以函数 在 上单调递减,
当 时,函数 在 上取得最小值,最小值为 ,
所以只需 即可,所以 的取值范围是 .
方法二:
由 ,得 ,即 .
令 ,
当 时, 在 上是增函数,
则 ,解得 ,所以 ;
当 时, 恒成立;
当 时, 在 上是减函数,
则 ,解得 ,所以 .
综上所述, 的取值范围是 .
13.(2023·陕西咸阳·模拟预测)已知函数 .
(1)求曲线 在点 处的切线方程;(2)(ⅰ)若对于任意 ,都有 ,求实数 的取值范围;
(ⅱ)设 ,且 ,求证: .
【答案】(1)
(2)(ⅰ) ;(ⅱ)证明见解析
【分析】(1)运用导数几何意义求得切线斜率,进而求得切线方程.
(2)(ⅰ)运用导数求 的最值,代入解不等式即可.(ⅱ)运用导数研究
在 上的最小值,进而解关于 的一元二次不等式即可.
【详解】(1)由已知得 ,切点 ,
则切线斜率 ,
所以切线方程为 .
(2)(ⅰ)依题意知,只要 , ,
因为 ,
, ,
所以 在 递减,在 递增,
所以 , ,
所以 ,
解得: .
(ⅱ)证明:因为 ,定义域为 ,
由 得 ,
即 ,令
令 , ,则 ,
, ,
所以 在 上单调递减,在 上单调递增,
所以 ,
所以
即 ,
又因为 ,
所以 ,即 .
【点睛】运用导数证明不等式策略
(1)将不等式转化为函数的最值问题,
(2)将不等式转化为两个函数的最值进行比较,
(3)适当放缩证明不等式.
14.(23-24高三上·天津南开·期中)设函数 是定义域为 的奇
函数,且 的图象过点 .
(1)求a,b的值;
(2)设 ,若 ( 为函数 的
导数),试写出符合上述条件的函数 的一个解析式,并说明你的理由.
【答案】(1)2
(2) ,理由见解析
【分析】(1)根据奇函数的定义和过定点,代入即可;(2)结合奇函数和单调性性,可化为 对 恒成立,整理的
,分 与 讨论即可.
【详解】(1)因为 是定义域为 的奇函数,
所以 ,即 ,
整理得 ,解得 ,
所以 ,
又 的图象过点 ,
则 ,解得 或 ,
又 ,且 ,
所以 .
(2)因为 为奇函数,
所以 ,得 .
由(1)可得, ,
因为 ,
所以 为 上的单调递增函数,
所以 对 恒成立.
因为 , ,
所以 ,
整理得 ,*
当 时,左边是一个一次因式乘一个恒正(或恒负)的二次三项式,
或者是三个一次因式的积,无论哪种情况,总有一个一次因式的指数是奇次的,这个因式的零点左右的符号不同,
因此不可能恒非负,所以 .
所以*式化为 恒成立,
所以 .
①若 ,则 ;
②若 ,则 ,即 ,与 矛盾,舍去.
综上, ,
所以 为满足条件的 的一个解析式.(答案不唯一)