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2023
学年
高考
数学
一轮
复习
不等式
一元
二次
及其
解法
课时
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第二节 一元二次不等式及其解法
A级·基础过关|固根基|
1.已知集合A=,B={0,1,2,3},则A∩B=( )
A.{1,2} B.{0,1,2}
C.{1} D.{1,2,3}
解析:选A ∵A=={x|0<x≤2},
∴A∩B={1,2}.故选A.
2.关于x的不等式(mx-1)(x-2)>0的解集为,则m的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(0,2)
C. D.(-∞,0)
解析:选D 由不等式的解集形式知m<0.故选D.
3.若不等式x2-2x+5≥a2-3a对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为( )
A.[-1,4] B.(-∞,-2]∪[5,+∞)
C.(-∞,-1]∪[4,+∞) D.[-2,5]
解析:选A x2-2x+5=(x-1)2+4的最小值为4,所以x2-2x+5≥a2-3a对任意实数x恒成立,
只需a2-3a≤4即可,解得-1≤a≤4.
4.(2023年届内蒙古包头模拟)不等式f(x)=ax2-x-c>0的解集为{x|-2<x<1},则函数y=f(-x)的图象为( )
解析:选C 由题意得解得则函数f(x)=-x2-x+2,那么y=f(-x)=-x2+x+2,结合选项可知选C.
5.在关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0的解集中至多包含2个整数,则实数a的取值范围是( )
A.(-3,5) B.(-2,4)
C.[-3,5] D.[-2,4]
解析:选D 因为关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0可化为(x-1)(x-a)<0,
当a>1时,不等式的解集为{x|1<x<a};
当a<1时,不等式的解集为{x|a<x<1},
当a=1时,不等式的解集为∅,
要使不等式的解集中至多包含2个整数,则a≤4且a≥-2,所以实数a的取值范围是a∈[-2,4],故选D.
6.不等式<1的解集是________.
解析:<1⇒<0⇒>0⇒x>1或x<-1.
答案:{x|x>1或x<-1}
7.已知函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域为[0,+∞),若关于x的不等式f(x)<c的解集为(m,m+8),则实数c的值为________.
解析:因为函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域为[0,+∞),所以函数的最小值为0,可得Δ=a2-4b=0,即b=a2.又因为关于x的不等式f(x)<c可化成x2+ax+b-c<0,所以x2+ax+a2-c<0,
若不等式f(x)<c的解集为(m,m+8),
也就是方程x2+ax+a2-c=0的两根分别为x1=m,
x2=m+8,所以
可得|x1-x2|2=(x1+x2)2-4x1x2=64,
即(-a)2-4=64,解得c=16.
答案:16
8.已知函数f(x)=-x2+ax+b2-b+1(a∈R,b∈R),对任意实数x都有f(1-x)=f(1+x)成立,若当x∈[-1,1]时,f(x)>0恒成立,则a=________,b的取值范围是________.
解析:由f(1-x)=f(1+x),知f(x)的图象关于直线x=1对称,即=1,解得a=2.
又因为f(x)开口向下,
所以当x∈[-1,1]时,f(x)为增函数,
所以f(x)min=f(-1)=-1-2+b2-b+1=b2-b-2.
又因为f(x)>0恒成立,即b2-b-2>0成立,
解得b<-1或b>2.
答案:2 (-∞,-1)∪(2,+∞)
9.已知函数f(x)=ax2+(b-8)x-a-ab,当x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f(x)<0;当x∈(-3,2)时,f(x)>0.
(1)求f(x)在[0,1]内的值域;
(2)若ax2+bx+c≤0的解集为R,求实数c的取值范围.
解:(1)因为当x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f(x)<0,
当x∈(-3,2)时,f(x)>0.
所以-3,2是方程ax2+(b-8)x-a-ab=0的两根,
所以所以a=-3,b=5,
所以f(x)=-3x2-3x+18=-3+.
因为函数图象关于x=-对称且抛物线开口向下,
所以f(x)在[0,1]上为减函数,
所以f(x)max=f(0)=18,f(x)min=f(1)=12,故f(x)在[0,1]内的值域为[12,18].
(2)由(1)知不等式ax2+bx+c≤0可化为-3x2+5x+c≤0,要使-3x2+5x+c≤0的解集为R,只需Δ≤0,即25+12c≤0,所以c≤-,
所以实数c的取值范围为.
10.解关于x的不等式x2-2ax+2≤0.
解:对于方程x2-2ax+2=0,因为Δ=4a2-8,所以当Δ<0,即-<a< 时,x2-2ax+2=0无实根.又二次函数y=x2-2ax+2的图象开口向上,所以原不等式的解集为∅;
当Δ=0时,即a=± 时,x2-2ax+2=0有两个相等的实根,当a=时,原不等式的解集为{x|x=},当a=-时,原不等式的解集为{x|x=-};
当Δ>0,即a>或a<- 时,x2-2ax+2=0有两个不相等的实根,分别为x1=a-,x2=a+,且x1<x2,所以原不等式的解集为{x|a-≤x≤a+ }.
综上,当a>或a<- 时,解集为{x|a-≤x≤a+ };当a= 时,解集为{x|x=};当a=-时,解集为{x|x=-};当-<a<时,解集为∅.
B级·素养提升|练能力|
11.设f(x)满足f(-x)=-f(x),且在[-1,1]上是增函数,且f(-1)=-1,若函数f(x)≤t2-2at+1对所有的x∈[-1,1],当a∈[-1,1]时都成立,则t的取值范围是( )
A.-≤t≤ B.t≥2或t≤-2或t=0
C.t≥或t≤-或t=0 D.-2≤t≤2
解析:选B 若函数f(x)≤t2-2at+1对所有的x∈[-1,1]时都成立,由已知易得f(x)的最大值是1,∴1≤t2-2at+1对a∈[-1,1]时都成立,即2ta-t2≤0对a∈[-1,1]都成立.
设g(a)=2ta-t2(-1≤a≤1),欲使2ta-t2≤0恒成立,
只需满足⇒t≥2或t=0或t≤-2.故选B.
12.(一题多解)若不等式x2+ax+1≥0对一切x∈ 恒成立,则a的最小值是( )
A.0 B.-2
C.- D.-3
解析:选C 解法一:令f(x)=x2+ax+1=+1-.当0<-<,即-1<a<0时,f(x)min=f=1-,要使不等式x2+ax+1≥0对一切x∈恒成立,只需1-≥0,显然成立.
当-≥,即a≤-1时,函数f(x)在上单调递减,f(x)min=f=+,同理,要使原不等式恒成立,需有+≥0,解得a≥-,∴-≤a≤-1.
当-≤0,即a≥0时,函数f(x)在上单调递增,f(x)>f(0)=1>0恒成立.
综上,a的取值范围是a≥-,其最小值为-.故选C.
解法二:因为x∈,所以不等式x2+ax+1≥0
可化为a≥-x-,令f(x)=-x-,则f′(x)=-1+=>0,所以f(x)在上单调递增,所以f(x)≤f=-,由题意得a≥-,故a的最小值为-.故选C.
13.(2023年届云南昆明适应性检测)关于x的不等式a≤x2-3x+4≤b的解集为[a,b],则b-a=________.
解析:画出函数f(x)=x2-3x+4=(x-2)2+1的图象,如图.
可得f(x)min=f(2)=1,
由图象可知,若a>1,则不等式a≤x2-3x+4≤b的解集分两段区域,不符合已知条件,
因此a≤1,此时a≤x2-3x+4恒成立.
又不等式a≤x2-3x+4≤b的解集为[a,b],
所以a≤1<b,f(a)=f(b)=b,可得
由b2-3b+4=b,化为3b2-16b+16=0,
解得b=或b=4.
当b=时,由a2-3a+4-=0,解得a=或a=,不符合题意,舍去.
所以b=4,此时a=0,
所以b-a=4.
答案:4
14.函数f(x)=x2+ax+3.
(1)当x∈R时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(2)当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
(3)当a∈[4,6]时,f(x)≥0恒成立,求实数x的取值范围.
解:(1)因为当x∈R时,x2+ax+3-a≥0恒成立,
只需Δ=a2-4(3-a)≤0,即a2+4a-12≤0,
所以实数a的取值范围是[-6,2].
(2)当x∈[-2,2]时,设g(x)=x2+ax+3-a≥0恒成立,分如下三种情况讨论(如图所示):
①如图①,当g(x)的图象恒在x轴或x轴上方且满足条件时,有Δ=a2-4(3-a)≤0,即-6≤a≤2.
②如图②,g(x)的图象与x轴有交点,
但当x∈[-2,+∞)时,g(x)≥0,
即即
可得解得a∈∅.
③如图③,g(x)的图象与x轴有交点,
但当x∈(-∞,2]时,g(x)≥0.
即即
可得所以-7≤a≤-6,
综上,实数a的取值范围是[-7,2].
(3)令h(a)=xa+x2+3,
当a∈[4,6]时,h(a)≥0恒成立.
只需即
解得x≤-3-或x≥-3+.
所以实数x的取值范围是(-∞,-3-]∪[-3+,+∞).
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