当前位置:首页>文档>重难点02一元二次不等式恒成立、能成立问题六大题型(举一反三)(新高考专用)(解析版)_02高考数学_新高考复习资料_2024年新高考资料_二轮复习资料_第二部分重难点突破篇

重难点02一元二次不等式恒成立、能成立问题六大题型(举一反三)(新高考专用)(解析版)_02高考数学_新高考复习资料_2024年新高考资料_二轮复习资料_第二部分重难点突破篇

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重难点02一元二次不等式恒成立、能成立问题六大题型(举一反三)(新高考专用)(解析版)_02高考数学_新高考复习资料_2024年新高考资料_二轮复习资料_第二部分重难点突破篇
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文档信息

文档格式
docx
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0.126 MB
文档页数
22 页
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2026-04-21 03:00:54

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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】