文档内容
重难点 02 一元二次不等式恒成立、能成立问题【六大题型】
【新高考专用】
【题型1 一元二次不等式在实数集上恒成立问题】............................................................................................2
【题型2 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题】.........................................................................................4
【题型3 给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题】.....................................................................................6
【题型4 一元二次不等式在实数集上有解问题】.................................................................................................9
【题型5 一元二次不等式在某区间上有解问题】................................................................................................11
【题型6 一元二次不等式恒成立、有解问题的综合应用】...............................................................................14
一元二次不等式是高考数学的重要内容.其中,“含参不等式恒成立与能成立问题”是常考的热点内
容,这类问题把不等式、函数、三角、几何等知识有机地结合起来,其以覆盖知识点多、综合性强、解法
灵活等特点备受高考命题者的青睐.另一方面,在解决这类数学问题的过程中涉及的“函数与方程”、
“化归与转化”、“数形结合”、“分类讨论”等数学思想对锻炼学生的综合解题能力,培养其思维能力
都起到很好的作用.一元二次不等式应用广泛,考察灵活,高考复习过程要注重知识与方法的灵活运用.
【知识点1 一元二次不等式恒成立、能成立问题】
1.一元二次不等式恒成立、能成立问题
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集
为R的条件为
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为
2.一元二次不等式恒成立问题的求解方法
(1)对于二次不等式恒成立问题常见的类型有两种,一是在全集 R上恒成立,二是在某给定区间上恒成
立.
(2)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.
①若ax2+bx+c>0恒成立,则有a>0,且△<0;若ax2+bx+c<0恒成立,则有a<0,且△<0.
②对第二种情况,要充分结合函数图象利用函数的最值求解(也可采用分离参数的方法).
3.给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题的解题策略
解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数;一般情况下,知道谁的范围,就选谁当主元,求
谁的范围,谁就是参数;即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列
【淘宝店铺:向阳百分百】式求解.
4.常见不等式恒成立及有解问题的函数处理策略
不等式恒成立问题常常转化为函数的最值来处理,具体如下:
(1)对任意的x∈[m,n],a>f(x)恒成立 a>f(x) ;
max
若存在x∈[m,n],a>f(x)有解 a>f(x) ;
min
若对任意x∈[m,n],a>f(x)无解 a≤f(x) .
min
(2)对任意的x∈[m,n],a0恒成立,则k的取值范围
是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,-4) C.(-4,4) D.(-2,2)
【解题思路】由题知4k2-16<0,再解不等式即可得答案.
【解答过程】解:因为无论x取何值时,不等式x2-2kx+4>0恒成立,
所以,4k2-16<0,解得-20,
解方程x2-5x+4=0,即(x-1)(x-4)=0
得x =1,x =4.
1 2
∴不等式的解集为{x∣x<1或x>4};
(2)若不等式f(x)≤0的解集是R,
则Δ=a2-16≤0,
解得-4≤a≤4,
故实数a的取值范围是[-4,4].
【变式1-3】(2023上·浙江·高一校联考期中)已知函数f (x)=(a2-2a)x2+(2a-2)x+1.
(1)若对∀x∈R,都有f (x)>-1成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式f (x)>0.
【解题思路】(1)化简不等式f (x)>-1,根据a2-2a的符号进行分类讨论,由此求得a的取值范围.
(2)化简不等式f (x)>0,对a进行分类讨论,由此求得不等式的解集.
【解答过程】(1)对∀x∈R,都有f (x)>-1成立,即(a2-2a)x2+(2a-2)x+2>0成立,
①¿,无解;
②¿,解得:a>1+√2或a<1-√2.
综上,a∈(-∞,1-√2)∪(1+√2,+∞).
(2)f (x)=(a2-2a)x2+(2a-2)x+1>0,即(ax+1)[(a-2)x+1]>0,
1
①当a=0时,-2x+1>0,∴x< ;
2
1
②当a=2时,2x+1>0,∴x>- ;
2
1 1 1 1
③当02时,- <- ,∴x<- 或x>- .
a-2 a a-2 a
综上,
【淘宝店铺:向阳百分百】( 1)
当a=0时,原不等式解集为 -∞, ;
2
( 1 )
当a=2时,原不等式解集为x∈ - ,+∞ ;
2
( 1 1 )
当02时,原不等式解集为 -∞,- ∪ - ,+∞ .
a-2 a
【题型2 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题】
【例2】(2023·辽宁鞍山·鞍山一中校考二模)已知当x>0时,不等式:x2-mx+16>0恒成立,则实数m
的取值范围是( )
A.(-8,8) B.(-∞,8] C.(-∞,8) D.(8,+∞)
16 16
【解题思路】先由x2-mx+16>0得m0时,由x2-mx+16>0得m0,故x+ ≥2 x× =8,当且仅当x= 即x=4时等号成立,
x x x
16
因当x>0时,m4四种情况讨论即可.
【解答过程】(1)当t=1时,f (x)=x2-2x+2,
令f (x)≤5,解得-1≤x≤3,
所以¿,解得-1≤a≤1,
所以a的取值范围为[-1,1].
(2)设函数f (x)在区间[0,4]上的最大值为M,最小值为m,
所以“对任意的x ,x ∈[0,4],都有|f (x )-f (x )|≤8”等价于“M-m≤8”,
1 2 1 2
①当t≤0时,M=f (4)=18-8t,m=f (0)=2,
由M-m=18-8t-2=16-8t≤8,得t≥1,从而此时t∈∅;
②当04时,M=f (0)=2,m=f (4)=18-8t,
由M-m=2-(18-8t)=8t-16≤8得t≤3,
从而此时t∈∅;
综上可得,t的取值范围为[4-2√2,2√2].
【变式2-3】(2023上·江苏盐城·高一校联考期中)设函数f(x)=mx2-mx-1.
(1)若对于x∈[-1,1],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范围;
【淘宝店铺:向阳百分百】(2)若对于m∈[-2,2],f(x)<-m+5恒成立,求x的取值范围.
6 6
【解题思路】(1)先转化为m< 对于x∈[-1,1]恒成立,再求y= ,x∈[-1,1]的最小值,
x2-x+1 x2-x+1
即得m的取值范围.
(2)题设条件可以转化为m(x2-x+1)-6<0对于m∈[-2,2]恒成立,将m=-2,m=2分别代入不等式,即
可求出x的范围.
【解答过程】(1)由题意得,f (x)<-m+5在x∈[-1,1]恒成立,
即m(x2-x+1)<6在x∈[-1,1]恒成立,
∵x2-x+1= ( x- 1) 2 + 3 ≥ 3 对一切实数恒成立,
2 4 4
6
∴m< 在x∈[-1,1]恒成立,
x2-x+1
[ 1] [1 ]
∵函数y=x2-x+1在 -1, 上单调递减,在 ,1 上单调递增,
2 2
6
∴y =1+1+1=3,∴ 在x∈[-1,1]上的最小值为2,∴m<2.
max x2-x+1
故m的取值范围为(-∞,2).
(2)∵mx2-mx-1<-m+5对于m∈[-2,2]恒成立,
∴m(x2-x+1)-6<0对于m∈[-2,2]恒成立,
∴¿,
解得-10恒成立,
则实数x的取值范围是( )
A.(-∞,3) B.¿
C.(-∞,1) D.(-∞,1)∪(3,+∞)
【解题思路】将x2+(a-4)x+4-2a>0化为(x-2)a+x2-4x+4>0,将a看成主元,令
f (a)=(x-2)a+x2-4x+4,分x=2,x>2和x<2三种情况讨论,从而可得出答案.
【解答过程】解:x2+(a-4)x+4-2a>0恒成立,
【淘宝店铺:向阳百分百】即(x-2)a+x2-4x+4>0,对任意得a∈[-1,1]恒成立,
令f (a)=(x-2)a+x2-4x+4,a∈[-1,1],
当x=2时,f (a)=0,不符题意,故x≠2,
当x>2时,函数f (a)在a∈[-1,1]上递增,
则f (a) =f (-1)=-x+2+x2-4x+4>0,
min
解得x>3或x<2(舍去),
当x<2时,函数f (a)在a∈[-1,1]上递减,
则f (a) =f (1)=x-2+x2-4x+4>0,
min
解得x<1或x>2(舍去),
综上所述,实数x的取值范围是(-∞,1)∪(3,+∞).
故选:D.
【变式3-1】(2023上·山东淄博·高一校考阶段练习)若命题“∃-1≤a≤3,ax2-(2a-1)x+3-a<0”
为假命题,则实数x的取值范围为( )
A.¿ B.¿
C.¿ D.¿
【解题思路】由题意可得:命题“∀-1≤a≤3,ax2-(2a-1)x+3-a≥0”为真命题,根据恒成立问题结
合一次函数运算求解.
【解答过程】由题意可得:命题“∀-1≤a≤3,ax2-(2a-1)x+3-a≥0”为真命题,
即ax2-(2a-1)x+3-a=(x2-2x-1)a+x+3≥0对a∈[-1,3]恒成立,
5
则¿,解得-1≤x≤0或 ≤x≤4,
3
即实数x的取值范围为¿.
故选:C.
【变式3-2】(2023上·浙江宁波·高一校考阶段练习)(1)解关于x不等式ax2-3x+2>5-ax(a>0);
(2)若对于-2≤m≤2,不等式mx2-mx-1<-m+5恒成立,求x的取值范围.
【解题思路】(1)分类讨论a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m(x2-x+1)-6<0对于m∈[-2,2]恒成立,利用主元法即可得解.
【解答过程】(1)因为ax2-3x+2>5-ax,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以ax2+(a-3)x-3>0,即(ax-3)(x+1)>0,
①当a=0时,不等式化为-3x-3>0,解得x<-1;
3
②当a≠0时,方程(ax-3)(x+1)=0的两根分别为x = ,x =-1,
1 a 2
( 3) 3
当a>0时,不等式化为 x- (x+1)>0,则其解集为(-∞,-1)∪( ,+∞),
a a
( 3)
当a<0时,不等式化为 x- (x+1)<0,
a
3 3
当-1< <0,即a<-3时,不等式的解集为(-1, ),
a a
3
当-1= ,即a=-3时,不等式的解集为∅,
a
3 3
当 <-1,即-30时,不等式的解集为(-∞,-1)∪( ,+∞);
a
当a=0时,不等式的解集为(-∞,-1);
3
当-3m(x2-1).
(1)是否存在实数m,使不等式对任意x∈R恒成立,并说明理由;
(2)若不等式对于m∈[-2,2]恒成立,求实数x的取值范围;
(3)若不等式对x∈[2,+∞)有解,求m的取值范围.
【解题思路】将2x-1>m(x2-1)转化为mx2-2x+(1-m)<0,
【淘宝店铺:向阳百分百】(1)讨论m=0和m≠0时的情况;
(2)f(m)=(x2-1)m-(2x-1),显然该函数单调,所以只需¿即可.
(3)讨论当m=0时,当m<0时,当m>0时,如何对x∈[2,+∞)有解,其中m<0,m>0,均为一元二
次不等式,结合一元二次函数图象求解即可.
【解答过程】(1)原不等式等价于mx2-2x+(1-m)<0,
1
当m=0时,-2x+1<0,即x> ,不恒成立;
2
当m≠0时,若不等式对于任意实数x恒成立,
则m<0且Δ=4-4m(1-m)<0,无解;
综上,不存在实数m,使不等式恒成立.
(2)设f(m)=(x2-1)m-(2x-1),
当m∈[-2,2]时,f(m)<0恒成立,
当且仅当¿,即¿,
-1+√7 1+√3
解得¿即 ,此时显然在x∈[2,+∞)有解;
2
当m<0时,x∈[2,+∞)时,结合一元二次函数图象,mx2-2x+(1-m)<0显然有解;
1
当m>0时,y=g(x)对称轴为x= ,Δ=4-4m(1-m)=4m2-4m+4=(2m-1) 2+3>0,
m
∵x∈[2,+∞)时,mx2-2x+(1-m)<0有解,
∴结合一元二次函数图象,易得:g(2)<0或¿,
解得m<1或¿(无解),
【淘宝店铺:向阳百分百】又∵m>0,
∴02 B.m≤-1或m≥2
C.-1≤m≤2 D.-10,解得m<-1或m>2.
故选:A.
4x+m
【变式4-1】(2023上·高一课时练习)若存在x∈R,使得 ≥2成立,则实数m的取值范围为(
x2-2x+3
)
A.¿ B.¿
C.¿ D.¿
【解题思路】由于x2-2x+3=(x-1) 2+2>0,所以问题转化为2x2-8x+6-m≤0有解,再由Δ≥0可求得
结果.
【解答过程】因为x2-2x+3=(x-1) 2+2>0恒成立,
所以原不等式等价于4x+m≥2(x2-2x+3)有解,
即2x2-8x+6-m≤0有解,
所以Δ=64-8(6-m)≥0,解得m≥-2,
即实数m的取值范围为¿,
故选:C.
【变式4-2】(2022上·湖南·高一统考期末)设函数f (x)=ax2+(b-1)x+2.
(1)若不等式f (x)<0的解集为(1,2),求实数a,b的值;
(2)若f (-1)=5,且存在x∈R,使f (x)<1成立,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)根据f(x)=ax2+(b-1)x+2<0的解集为(1,2),利用根与系数的关系求解;
【淘宝店铺:向阳百分百】(2)根据f(-1)=5,得到a-b=2,再由存在x∈R,ax2+(a-3)x+1<0成立,分a=0,a<0,a>0,
利用判别式法求解.
【解答过程】(1)解:因为f(x)=ax2+(b-1)x+2<0的解集为(1,2),
a>0
1-b
=3
所以{ a ,解得a=1,b=-2;
2
=2
a
(2)(2)因为f(-1)=5,所以a-b=2,
因为存在x∈R,f(x)=ax2+(b-1)x+2<1成立,
即存在x∈R,ax2+(a-3)x+1<0成立,
1
当a=0时,x> ,成立;
3
当a<0时,函数y=ax2+(a-3)x+1图象开口向下,成立;
当a>0时,Δ=(a-3) 2-4a>0,即a2-10a+9>0,
解得a>9或a<1,此时,a>9或09或a<1.
【变式4-3】(2022上·辽宁沈阳·高一校联考期中)已知f (x)=x2-ax-6a,其中a是常数.
(1)若f (x)<0的解集是¿,求a的值,并求不等式f (x)≥0的解集;
(2)若不等式f (x)<0有解,且解区间的长度不超过5个单位长度,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)由题意可得方程x2-ax-6a=0的两个根分别为-3和6,从而可求出a,进而可得不等
式f (x)≥0的解集;
(2)由不等式f (x)<0有解,可得Δ=a2+24a>0,设方程x2-ax-6a=0的两个根为x ,x ,利用根与系
1 2
数的关系,由题意得|x -x |≤5,平方化简变形得(x +x ) 2-4x x ≤25,再结合前面的式子代入可求出
1 2 1 2 1 2
实数a的取值范围.
【解答过程】(1)因为f (x)<0的解集是¿,
所以方程x2-ax-6a=0的两个根分别为-3和6,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以a=-3+6=3,
所以f (x)=x2-3x-18,
由f (x)≥0,得x2-3x-18≥0,解得x≤-3或x≥6,
所以不等式f (x)≥0的解集(-∞,-3]∪[6,+∞),
(2)由f (x)<0有解,得Δ=a2+24a>0,解得a<-24或a>0,
设方程x2-ax-6a=0的两个根为x ,x ,则
1 2
x +x =a,x x =-6a,
1 2 1 2
由题意得|x -x |≤5,
1 2
所以(x +x ) 2-4x x ≤25,
1 2 1 2
所以a2+24a-25≤0,解得-25≤a≤1,
综上,-25≤a<-24或00”为真命题,则
0 0 0
实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2) B.(-∞,4) C.(-2,+∞) D.(4,+∞)
【解题思路】由题知x ∈[-1,1]时,a>(x2-3x ) ,再根据二次函数求最值即可得答案.
0 0 0 min
【解答过程】解:因为命题“∃x ∈[-1,1],-x2+3x +a>0”为真命题,
0 0 0
所以,命题“∃x ∈[-1,1],a>x2-3x ”为真命题,
0 0 0
所以,x ∈[-1,1]时,a>(x2-3x ) ,
0 0 0 min
因为,y=x2-3x= ( x- 3) 2 - 9 ,
2 4
所以,当x∈[-1,1]时,y =-2,当且仅当x=1时取得等号.
min
所以,x ∈[-1,1]时,a>(x2-3x ) =-2,即实数a的取值范围是(-2,+∞)
0 0 0 min
故选:C.
【变式5-1】(2023上·福建·高一校联考期中)若至少存在一个x<0,使得关于x的不等式
【淘宝店铺:向阳百分百】3-|3x-a|>x2+2x成立,则实数a的取值范围是( )
( 37 ) ( 13) ( 37 13)
A. - ,3 B. -3, C. - , D.(-3,3)
4 4 4 4
【解题思路】化简不等式3-|3x-a|>x2+2x,根据二次函数的图象、含有绝对值函数的图象进行分析,
从而求得a的取值范围.
【解答过程】依题意,至少存在一个x<0,使得关于x的不等式3-|3x-a|>x2+2x成立,
即至少存在一个x<0,使得关于x的不等式-x2-2x+3>|3x-a|成立,
画出y=-x2-2x+3(x<0)以及y=|3x-a|的图象如下图所示,其中-x2-2x+3>0.
当y=3x-a与y=-x2-2x+3(x<0)相切时,
由¿消去y并化简得x2+5x-a-3=0,
37
Δ=25+4a+12=0,a=- .
4
当y=-3x+a与y=-x2-2x+3(x<0)相切时,
由¿消去y并化简得x2-x+a-3=0①,
由Δ=1-4a+12=0解得a= 13 ,代入①得x2-x+ 1 = ( x- 1) 2 =0,
4 4 2
1
解得x= ,不符合题意.
2
当y=-3x+a过(0,3)时,a=3.
( 37 )
结合图象可知a的取值范围是 - ,3 .
4
故选:A.
【变式5-2】(2023上·重庆·高一校联考阶段练习)已知函数f (x)=2x2-2ax+1.
(1)解关于x的不等式f (x)>a+1-x;
(2)若不等式f (x)<0在x∈[-2,0)上有解,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)由题意得对a的值进行分类讨论可得不等式的解集;
( 1 )
(2)将条件转化为a< x+ ,x∈[-2,0),再利用基本不等式求最值可得a的取值范围;
2x
max
【淘宝店铺:向阳百分百】【解答过程】(1)f (x)>a+1-x,即2x2-2ax+1>a+1-x,
所以 2x2-(2a-1)x-a>0,
所以 (2x+1)(x-a)>0,
1 1
①当a<- 时不等式的解为x- ,
2 2
1 1
②当a=- 时不等式的解为x≠- ,x∈R,
2 2
1 1
③当a>- 时不等式的解为x<- 或x>a,
2 2
综上:原不等式的解集为
1 1
当a<- 时¿或x>- },
2 2
1
当a=- 时¿,
2
1 1
当a>- 时¿或x<- }.
2 2
(2)不等式f (x)<0在x∈[-2,0)上有解,
即2x2-2ax+1<0在x∈[-2,0)上有解,
1
所以a0是假命题,求m的取值范围;
(2)若存在x∈(-4,0),f (x)≥(m+1)x2+3成立,求实数m的取值范围.
【解题思路】(1)依题意可得∀x∈R,f (x)≤0是真命题,分m=0和m≠0两种情况讨论;
【淘宝店铺:向阳百分百】4 ( 4)
(2)依题意参变分离可得存在x∈(-4,0)使得m≥-x- 成立,则只需m≥ -x- ,x∈(-4,0),利
x x
min
( 4)
用基本不等式求出 -x- 即可得解.
x
min
【解答过程】(1)若命题:∃x∈R,f (x)>0是假命题,则∀x∈R,f (x)≤0是真命题,
即mx2-mx-1≤0在R上恒成立,
当m=0时,-1<0,符合题意;
当m≠0时,需满足¿,解得-4≤m<0;
综上所述,m的取值范围为[-4,0].
(2)若存在x∈(-4,0),f (x)≥(m+1)x2+3成立,
4 ( 4)
即存在x∈(-4,0)使得m≥-x- 成立,故只需m≥ -x- ,x∈(-4,0),
x x
min
4 4 √ 4
因为x∈(-4,0),所以-x∈(0,4),则-x- =(-x)+ ≥2 (-x)⋅ =4,
x -x -x
4
当且仅当-x= ,即x=-2时取等号,
-x
( 4)
所以 -x- =4,所以m≥4.
x
min
【题型6 一元二次不等式恒成立、有解问题的综合应用】
31
【例6】(2023上·浙江台州·高一校联考期中)已知函数f
(x)=2x2-ax+a2-4,g(x)=x2-x+a2-
,
4
(a∈R)
(1)当a=1时,解不等式f (x)>g(x);
(2)若任意x>0,都有f (x)>g(x)成立,求实数a的取值范围;
(3)若∀x ∈[0,1],∃x ∈[0,1],使得不等式f (x )>g(x )成立,求实数a的取值范围.
1 2 1 2
【解题思路】(1)作差后解一元二次不等式即可.
(2)解法一:构造函数,分类讨论求解二次函数最小值,然后列不等式求解即可;
15
解法二:分离参数,构造函数k=x+ ,利用基本不等式求解最值即可求解;
4x
(3)把问题转化为f (x) >g(x) ,利用动轴定区间分类讨论即可求解.
min min
27
【解答过程】(1)当a=1时,f (x)=2x2-x-3,g(x)=x2-x-
4
【淘宝店铺:向阳百分百】15
所以f (x)-g(x)=x2+ >0,所以f (x)>g(x),所以f (x)>g(x)的解集为R.
4
15
(2)若对任意x>0,都有f (x)>g(x)成立,即x2+(1-a)x+ >0在x>0恒成立,
4
15 a-1
解法一:设h(x)=x2+(1-a)x+ ,x>0,对称轴x= ,由题意,只须h(x) >0,
4 2 min
a-1 15
①当 ≤0,即a≤1时,h(x)在(0,+∞)上单调递增,所以h(x)>h(0)= ,符合题意,所以a≤1;
2 4
a-1
(
a-1) (a-1
)
②当 >0,即a>1时,h(x)在 0, 上单调递城,在 ,+∞ 单调递增,
2 2 2
(a-1) (a-1) 2 15
所以h(x)>h =- + >0,解得1-√151,
2 4 4
所以10,
4 4x 4x
15 √ 15
由题意,只须a-1g(x )成立,
1 2 1 2
即只需满足f (x) >g(x) ,x∈[0,1],
min min
g(x)=x2-x+a2-
31
,对称轴x=
1
,g(x)在
[
0,
1)
递减,在
(1
,1
]
递增,
4 2 2 2
g(x) =g
(1)
=a2-8,f (x)=2x2-ax+a2-4,x∈[0,1],对称轴x=
a
,
min 2 4
a
① ≤0即a≤0时,f (x)在[0,1]递增,f (x) =f (0)=a2-4>g(x) =a2-8恒成立;
4 min min
a [ a) (a ]
②0< <1即0a2-8,故0a2-8,解得4≤a<6,综上:a∈(-∞,6).
【变式6-1】(2022上·重庆渝中·高一校考阶段练习)若命题p:存在1≤x≤2,x2-x+3-a<0,命题q:
二次函数y=x2-2ax+1在1≤x≤2的图像恒在x轴上方
(1)若命题p,q中至少有一个真命题,求a的取值范围?
(2)对任意的-1≤a≤1,存在0≤b≤2,使得不等式x2-2ax+a≥|b-1|+|b-2|成立,求x的取值范围?
【解题思路】(1)考虑补集思想,先求出命题p,q均为假命题时a的取值范围,再求出其补集即可;
(2)先得x2-2ax+a≥[|b-1|+|b-2|] =1,然后该不等式左边为关于a的一次函数,所以只要把a=1和
min
a=-1代入上式不等式可求得结果.
【解答过程】(1)考虑补集思想,命题p,q中至少有一个真命题的反面为:命题p,q均为假命题,
¬p:∀x∈[1,2],x2-x+3-a≥0,则a≤x2-x+3恒成立,
故a≤(x2-x+3) =3,
min
x2+1 1
¬q:∃x∈[1,2],x2-2ax+1≤0,则2a≥ =x+ 有解,
x x
1 √ 1
x+ ≥2 x⋅ =2,当且仅当x=1时取等号,
x x
( 1)
故2a≥ x+ =2⇒a≥1,
x
min
故1≤a≤3,再取补集:a的取值范围为(-∞,1)∪(3,+∞)
(2)先研究b,不等式x2-2ax+a≥|b-1|+|b-2|对于b∈[0,2]有解,
故:x2-2ax+a≥[|b-1|+|b-2|] =1,当且仅当1≤b≤2时,|b-1|+|b-2|取得最小值1,
min
再研究a,将a视为主元,则该不等式左边为关于a的一次函数,故只须在-1,1的值均满足条件即可,
则¿,得¿,解得x≤-1-√3或x≥2
故x的取值范围为(-∞,-1-√3]∪[2,+∞).
【变式6-2】(2023下·浙江·高二统考学业考试)设二次函数f(x)=x2+bx+c(b,c∈R).
(1)若c=b,且f(x)在[0,2]上的最大值为c+2,求函数f(x)的解析式;
(2)若对任意的实数b,都存在实数x ∈[1,2],使得不等式|f(x )|≥x 成立,求实数c的取值范围.
0 0 0
【解题思路】(1)由c=b,则f(x)=x2+bx+b,由f(x)在[0,2]上的最大值为c+2,可得
f(x) =max{f(0),f(2)}=c+2>f(0),可得b的值,可得函数f(x)的解析式;
max
【淘宝店铺:向阳百分百】f(x) c c
(2)只需当x∈[1,2]时| |=|x+ +b|≥1.设g(x)=x+ +b,x∈[1,2],则只需
x x x
g(x) -g(x) ≥2 对任意的实数b都成立,分类讨论c可得答案.
max min
【解答过程】(1)若c=b,则f(x)=x2+bx+b,
当x∈[0,2]时f(x) =max{f(0),f(2)}=c+2>f(0)
max
故f(2) =c+2,解得:b=-1,故f(x)=x2-x-1.
f(x) c
(2)由题意得:存在x∈[1,2],使| |=|x+ +b|≥1.
x x
c
设g(x)=x+ +b,x∈[1,2],则只需g(x) -g(x) ≥2 对任意的实数b都成立.
x max min
1、当c=0时,g(x) -g(x) =1≥2,此时不成立.
max min
c
2、当c<0时,g(x)在[1,2]递增,故g(x) -g(x) =1- ≥2恒成立,故c≤-2.
max min 2
c
3、当00的解集是¿.求实数a,b的值;
(2)若c=2-a,b=2,a≥0,解关于x的不等式ax2+bx+c>0;
m2
(3)若a=1,b=-m,c= +2m-3,对∀x ∈¿,总∃x ∈¿,使得y (x )>y (x ),求实数m的取
2 1 2 1 1 2 2
值范围、(注:y (x )表示的是函数y =x+m中x 对应的函数值,y (x )表示的是y =ax2+bx+c中x 对
1 1 1 1 2 2 2 2
【淘宝店铺:向阳百分百】应的函数值.)
【解题思路】(1)由一元二次方程与一元二次不等式的解集的关系求a,b,(2)根据一元二次不等式的解法
求解不等式ax2+bx+c>0;(3)根据不等式恒成立问题和存在性问题的处理方法转化条件∀x ∈¿,
1
总∃x ∈¿,使得y (x )>y (x ),求m的范围.
2 1 1 2 2
【解答过程】(1)∵ 关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集是¿,
∴ -1和3是方程ax2+bx+c=0的根,
b c
∴ -1+3=- ,-1×3= ,又c=2-a,
a a
∴ a=-1,b=2,c=3,
(2)∵ c=2-a,b=2,
∴ 不等式ax2+bx+c>0可化为ax2+2x+2-a>0,
∴ (ax+2-a)(x+1)>0,
当a=0时,原不等式可化为x+1>0
∴ x>-1,
a-2 a-2
当00的解集为(-∞, )∪(-1,+∞),
a
当a=1时,不等式(ax+2-a)(x+1)>0可化为(x+1) 2>0
的解集为(-∞,-1)∪(-1,+∞),
a-2 a-2
当a>1时,方程(ax+2-a)(x+1)=0的解为-1和 ,且 >-1,
a a
a-2
不等式(ax+2-a)(x+1)>0的解集为(-∞,-1)∪( ,+∞),
a
∴ 当a=0时,不等式ax2+bx+c>0的解集为(-1,+∞),
a-2
当00的解集为(-∞, )∪(-1,+∞),
a
当a=1时,不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-1)∪(-1,+∞),
a-2
当a>1时,不等式ax2+bx+c>0的解集为(-∞,-1)∪( ,+∞);
a
(3)∵ 对∀x ∈¿,总∃x ∈¿,使得y (x )>y (x ),
1 2 1 1 2 2
【淘宝店铺:向阳百分百】∴ [ y (x)] >[ y (x)] ,
1 min 2 min
又y =x+m在[0,1]上的最小值为m,
1
m2
∵a=1,b=-m,c= +2m-3,
2
m2
∴ y =ax2+bx+c=x2-mx+ +2m-3
2 2
m2
∴ 当m≤2时,y =ax2+bx+c在[1,2]上的最小值为 +m-2,
2 2
m2
∴ m> +m-2
2
∴ -2 +2m-3
4
∴ m不存在,
m2
∴ 当m≥4时,y =ax2+bx+c在[1,2]上的最小值为 +1,
2 2
m2
∴ m> +1
2
∴ m不存在,
综上可得:实数m的取值范围为(-2,2).
1.(2005·辽宁·高考真题)定义在R上的运算:x* y=x(1- y).若不等式(x-a)*(x+a)<1对任意实数x
都成立,则( )
3 1 1 3
A.- 0对任意实数x都成立,再解不等式Δ=1-4×(a-a2+1)<0即得解.
【解答过程】不等式(x-a)*(x+a)<1可化为(x-a)⋅(1-x-a)<1,
即x2-x+a-a2+1>0对任意实数x都成立,
∴Δ=1-4×(a-a2+1)<0,
【淘宝店铺:向阳百分百】1 3
解得- a >a >0,则使得(1-a x) 2<1(i=1,2,3)都成立的x取值范围是(
1 2 3 i
)
( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 )
A. 0, B. 0, C. 0, D. 0,
a a a a
1 1 3 3
2
【解题思路】由(1-a x) 2<1可求得00),
i a i
i
【解答过程】由(1-a x) 2<1,得:1-2a x+a2x2<1,
i i i
2
即x(a2x-2a )<0,解之得00),
i i a i
i
因为a >a >a >0,使得(1-a x) 2<1(i=1,2,3)都成立,
1 2 3 i
2
所以0 ,∴x2> ,∴ <1,∴m<-1.
1+m2 x2 2m2 2m2
2m2 1 1+m2
当m>0时,则 < ∴x2< 恒成立显然无解,
1+m2 x2 2m2
故综上可知,实数m的取值范围是(-∞,-1).
故答案为(-∞,-1).
【淘宝店铺:向阳百分百】