- 专题2.2 基本不等式-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册) 试卷 0 次下载
- 专题2.3 二次函数与一元二次方程、不等式-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册) 试卷 0 次下载
- 专题2.5 一元二次函数、方程和不等式全章八类必考压轴题-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册) 试卷 0 次下载
- 专题2.6 一元二次函数、方程和不等式全章综合测试卷(基础篇)-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册) 试卷 0 次下载
- 专题2.7 一元二次函数、方程和不等式全章综合测试卷(提高篇)-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册) 试卷 0 次下载
专题2.4 一元二次不等式恒成立、存在性问题大题专项训练(30道)-2023-2024学年高一数学重点题型专项训练(人教A版必修第一册)
展开1.(2023·全国·高三专题练习)已知关于x的不等式2x−1>mx2−1.若不等式对于m∈−2,2恒成立,求实数x的取值范围
【解题思路】由不等式2x−1>mx2−1对于m∈−2,2恒成立,转化为当m∈−2,2时,fm=x2−1m−2x−1<0恒成立,则满足f2<0f−2<0,求解对应不等式组即可得出答案.
【解答过程】由题知,
设fm=x2−1m−2x−1,
当m∈−2,2时,fm<0恒成立.
当且仅当f2<0f−2<0,即2x2−2x−1<0−2x2−2x+3<0,
解得1−32
则−1+72
【解题思路】根据二次不等式的解法即得;或参变分离,求函数的最值即得.
【解答过程】方法一(判别式法)关于x的不等式ax2−3ax+a2−3<4可变形为ax2−3ax+a2−7<0,
由题可得Δ=−3a2−4aa2−7>0,
解得−74又a>0,
所以实数a的取值范围为0,4;
方法二(分离变量法)因为a>0,所以关于x的不等式ax2−3ax+a2−3<4可变形为x2−3x<7−a2a,
因为x2−3x=x−322−94≥−94,
所以−94<7−a2a,解得−74又a>0,所以实数a的取值范围为0,4.
3.(2023春·重庆长寿·高二统考期末)已知函数f(x)=x2+2kx+4.
(1)若函数f(x)在区间1,4上是单调递增函数,求实数k的取值范围;
(2)若f(x)>0对一切实数x都成立,求实数k的取值范围.
【解题思路】(1)利用对称轴和区间的关系,列不等式,解不等式即可;
(2)利用判别式Δ<0即可解决.
【解答过程】(1)因为函数f(x)在区间1,4上是单调递增函数,且f(x)的对称轴为x=−k,
所以−k≤1,解得k≥−1.
(2)若f(x)>0对一切实数x都成立,则Δ=4k2−16<0,解得−2
【解题思路】首先不等式变形为ax−1≤x2−2x+5恒成立,讨论x的取值,利用参变分离,结合基本不等式,转化为求函数最值问题.
【解答过程】∵对任意的x∈0,4,fx+a+1≥0恒成立,∴x2−a+2x+5+a≥0恒成立,
即ax−1≤x2−2x+5恒成立.当x=1时,不等式为0≤4恒成立;当x∈1,4时,a≤x2−2x+5x−1=x−1+4x−1,∵1
∵0≤x<1,∴0<1−x≤1.令t=1−x,则t∈0,1,∵函数y=−t+4t在0,1上单调递增,
∴当t=1−x=1,即x=0时,函数y=−t+4t取到最大值−5,∴a≥−5.
综上所述,a的取值范围是−5,4.
5.(2022秋·江苏常州·高一校考期中)已知函数f(x)=ax2−(2a+3)x+6(a∈R).
(1)若f(x)+2>0恒成立,求实数a的取值范围;
(2)当a=1时,函数f(x)≤−(m+5)x+3+m在-2,2有解,求m2+3的取值范围.
【解题思路】(1)对a进行分类讨论,结合判别式来求得正确答案.
(2)对m进行分类讨论,根据一元二次不等式在区间−2,2上有解列不等式,求得m的取值范围,进而求得m2+3的取值范围.
【解答过程】(1)若f(x)+2>0恒成立,则f(x)+2>0 ⇒ax2−2a+3x+8>0恒成立.
当a=0时,ax2−2a+3x+8=−3x+8>0不恒成立;
当a≠0时,a>0Δ=2a+32−32a<0,解得:12实数a的取值范围为:12,92.
(2)当a=1时,fx≤−m+5x+3+m在−2,2有解,
即x2+mx+3−m≤0在−2,2有解,
因为y=x2+mx+3−m的开口向上,对称轴x=−m2,
①−m2≤−2即m≥4,x=−2时,函数取得最小值4−2m+3−m≤0,即m≥73,
∴m≥4.
②−2<−m2<2即−4
③当−m2≥2即m≤−4时,当x=2时取得最小值,此时4+2m+3−m≤0,
解得m≤−7,
综上,m≥2或m≤−7.
所以m2+3的范围为7,+∞.
6.(2023春·江苏南京·高二校考阶段练习)设fx=ax2+1−ax+a−2.
(1)若不等式fx≥−2对一切实数x恒成立,求实数a的取值范围;
(2)解关于x的不等式fx【解题思路】(1)根据给定条件利用一元二次不等式恒成立求解作答.
(2)分类讨论解一元二次不等式即可作答.
【解答过程】(1)∀x∈R,f(x)≥−2恒成立等价于∀x∈R,ax2+(1−a)x+a≥0,
当a=0时,x≥0,对一切实数x不恒成立,则a≠0,
此时必有a>0Δ=(1−a)2−4a2≤0,
即a>03a2+2a−1≥0,解得a≥13,
所以实数a的取值范围是13,+∞.
(2)依题意, f(x)当a=0时,可得x<1,
当a>0时,可得(x+1a)(x−1)<0,又−1a<1,
解得−1a
当a=−1时,−1a=1,解得x≠1,
当−11,解得x<1或x>−1a,
当a<−1时,0<−1a<1,解得x<−1a或x>1,
所以,当a>0时,原不等式的解集为x−1a
当−1−1a};
当a=−1时,原不等式的解集为{x∈R|x≠1};
当a<−1时,原不等式的解集为{x|x<−1a或x>1}.
7.(2023秋·陕西渭南·高二统考期末)设函数fx=ax2+b−1x+2.
(1)若不等式fx<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fx<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;
(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),
所以{a>01−ba=32a=2,解得a=1,b=−2;
(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,
当a=0时,x>13,成立;
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0综上:实数a的取值范围a>9或a<1.
8.(2022秋·辽宁沈阳·高一校联考期中)已知fx=x2−ax−6a,其中a是常数.
(1)若fx<0的解集是x−3
【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fx≥0的解集;
(2)由不等式fx<0有解,可得Δ=a2+24a>0,设方程x2−ax−6a=0的两个根为x1,x2,利用根与系数的关系,由题意得x1−x2≤5,平方化简变形得(x1+x2)2−4x1x2≤25,再结合前面的式子代入可求出实数a的取值范围.
【解答过程】(1)因为fx<0的解集是x−3
所以a=−3+6=3,
所以fx=x2−3x−18,
由fx≥0,得x2−3x−18≥0,解得x≤−3或x≥6,
所以不等式fx≥0的解集(−∞,−3]∪[6,+∞),
(2)由fx<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x1,x2,则
x1+x2=a,x1x2=−6a,
由题意得x1−x2≤5,
所以(x1+x2)2−4x1x2≤25,
所以a2+24a−25≤0,解得−25≤a≤1,
综上,−25≤a<−24或0即实数a的取值范围为[−25,−24)∪(0,1].
9.(2023秋·山东青岛·高一统考期末)已知函数fx=x2+1−mx−m.
(1)若∀x∈R,fx>−1,求m的取值范围;
(2)若m<0,解关于x的不等式fx>0.
【解题思路】(1)根据一元二次不等式在R上恒成立问题运算求解;
(2)分类讨论两根大小解一元二次不等式.
【解答过程】(1)由fx=x2+1−mx−m>−1,可得x2+1−mx−m+1>0对∀x∈R恒成立,
则Δ=1−m2−4−m+1=m2+2m−3<0,解得−3
(2)由题意可得:fx=x2+1−mx−m=x+1x−m,
令fx=0,可得x=−1或x=m,
对于不等式fx>0,则有:
当m<−1时,不等式的解集为−∞,m∪−1,+∞;
当m=−1时,不等式的解集为x|x≠−1;
当−1
(1)求fx;
(2)对于任意的x∈R,不等式fx≥2k−5x−7恒成立,求k的取值范围.
【解题思路】(1)根据一元二次不等式与一元二次方程的关系,结合不等式的解集,列出不等式组,求得a,b,c,即得答案.
(2)根据一元二次不等式在R上恒成立,利用判别式即可求得答案.
【解答过程】(1)由fx≤0的解集为x|−1≤x≤6且f(1)=−10,
知−1,6为方程ax2+bx+c=0的两实数根,故−ba=−1+6ca=−1×6a+b+c=−10a>0,
解得a=1,b=−5,c=−6,
所以fx=x2−5x−6.
(2)由(1)知fx=x2−5x−6,
则由x∈R,fx≥2k−5x−7恒成立,得x2−2kx+1≥0恒成立,
由题意得Δ=4k2−4≤0
解得−1≤k≤1,所以k的取值范围为−1,1.
11.(2023·全国·高一专题练习)已知函数fx=x2−2ax,gx=ax+3−a,a∈R.
(1)若对∀x∈R,fx+gx>0,求a的取值范围;
(2)若对∀x∈R,fx>0或gx>0,求a的取值范围.
【解题思路】(1)利用一元二次函数的图象和性质求解即可;
(2)根据a的取值分情况讨论即可求解.
【解答过程】(1)由题意可得fx+gx=x2−ax+3−a>0恒成立,
则Δ=−a2−4×1×3−a<0即a2+4a−12=a+6a−2<0,解得−6故a的取值范围为−6,2.
(2)当a=0时,fx=x2,gx=3>0,符合题意;
当a<0时,由fx=x2−2ax>0,解得x<2a或x>0,
故当2a≤x≤0时,gx=ax+3−a>0恒成立,而gx在R上为减函数,故只需g0=3−a>0,而由a<0,得3−a>0,故a<0符合题意;
当a>0时,由fx=x2−2ax>0,解得x<0或x>2a,
故当0≤x≤2a时,gx=ax+3−a>0恒成立,而gx在R上为增函数,故只需g0=3−a>0,解得0综上a的取值范围是−∞,3.
12.(2023春·四川绵阳·高一校考阶段练习)已知函数fx=mx2+mx+3,m∈R.
(1)若关于x的不等式fx>0在实数集R上恒成立,求实数m的取值范围;
(2)解关于x的不等式fx>3m−1x+5.
【解题思路】(1)对m进行分类讨论,根据一元二次不等式的性质即可求解.
(2)化简问题得出x−2mx+1>0,对m<0,m=0,m>0分三类讨论,利用一元二次不等式的性质即可求解.
【解答过程】(1)依题意,mx2+mx+3>0在实数集R上恒成立.
①当m=0时,3>0,成立;
②当m≠0时,要使原不等式恒成立,
则m>0Δ=m2−12m<0,解得0
(2)不等式fx>3m−1x+5,
等价于mx2+1−2mx−2>0,
即x−2mx+1>0.
①当m>0时,解原不等式可得x>2或x<−1m;
②当m=0时,不等式整理为x−2>0,解得x>2;
③当m<0时,方程x−2mx+1=0的两根为x1=−1m,x2=2,
(i)当−12
(iii)当m<−12时,因为−1m<2,解原不等式得−1m
当−12
当m>0时,原不等式的解集为x|x<−1m或x>2.
13.(2022·高一课时练习)已知不等式x2+px>4x+p−4.
(1)若不等式在2≤x≤4时有解,求实数p的取值范围;
(2)若不等式在0≤p≤6时恒成立,求实数x的取值范围.
【解题思路】(1)设f(x)=x2+(p−4)x+4−p,依题意f2>0或f4>0成立,即可得到不等式,解得即可;
(2)设g(p)=p(x−1)+(x2−4x+4),依题意可得g(0)>0g(6)>0,即可得到不等式组,解得即可.
【解答过程】(1)不等式x2+px>4x+p−4可化为x2+(p−4)x+4−p>0①,
设f(x)=x2+(p−4)x+4−p,
当不等式①在2≤x≤4时有解时,
即存在x∈2,4,使得f(x)>0,
所以f2>0或f4>0成立,
即4+2(p−4)+4−p>0或16+4(p−4)+4−p>0,
解得p>0或p>−34,
所以实数p的取值范围是−34,+∞.
(2)不等式x2+px>4x+p−4化为p(x−1)+(x2−4x+4)>0②,
设g(p)=p(x−1)+(x2−4x+4),
因为0≤p≤6时不等式②恒成立,
即g(0)>0g(6)>0,
所以x2−4x+4>06(x−1)+(x2−4x+4)>0,
解得x<−1−3或−1+3
所以实数x的取值范围是−∞,−1−3∪−1+3,2∪2,+∞.
14.(2023秋·湖北黄石·高一校联考期末)设函数f(x)=mx2+(2m−1)x+m.
(1)当 m=−2 时,解关于x的不等式 fx≤0.
(2)若 fx≥0 对 ∀x∈R 恒成立,求实数m的取值范围.
【解题思路】(1) m=−2代入函数解析式,求解二次不等式即可.
(2)根据不等式恒成立的条件,列不等式组求实数m的取值范围
【解答过程】(1)m=−2 时,f(x)=−2x2−5x−2,
由−2x2−5x−2=−(2x+1)(x+2)≤0,解得:x≤−2 或 x≥−12,
则不等式fx≤0的解集为:xx≤−2或x≥−12.
(2)f(x)=mx2+(2m−1)x+m,
若 fx≥0 对 ∀x∈R 恒成立,则m>0Δ=2m−12−4m2≤0,解得:m≥14,
所以实数m的取值范围为14,+∞.
15.(2022秋·安徽滁州·高一校考期末)设二次函数f(x)满足:①当x∈R时,总有f(−1+x)=f(−1−x);②函数f(x)的图象与x轴的两个交点为A,B,且|AB|=4;③f(0)=−34.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若存在t∈R,只要x∈[1,m](m>1),就有f(x+t)≤x−1成立,求满足条件的实数m的最大值.
【解题思路】(1)根据函数f(x)的图象关于直线x=−1对称,且方程f(x)=0的两根为−3和1,可设设f(x)=a(x+3)(x−1),由f(0)=−34可得解;
(2)取x=1和x=m,可得m≤9,从而可得解.
【解答过程】(1)(1)由题意知,函数f(x)的图象关于直线x=−1对称,
且方程f(x)=0的两根为−3和1,设f(x)=a(x+3)(x−1),
又f(0)=−34,则f(0)=−3a=−34,解得a=14.
故f(x)=14x2+12x−34.
(2)(2)只要x∈[1,m](m>1),就有f(x+t)≤x−1,即x2+2(t−1)x+(t+1)2≤0,
取x=1,t2+4t≤0,−4≤t≤0;
取x=m,[m+(t−1)]2≤−4t,即1−t−2−t≤m≤1−t+2−t,
由−4≤t≤0得0≤−t≤4,1−t+2−t≤1+4+2×4=9,
故t=−4时,m≤9;
当m=9时,存在t=−4,只要x∈[1,9],就有
f(x−4)−(x−1)=14(x−1)(x−9)≤0成立,满足题意.
故满足条件的实数m的最大值为9.
16.(2023秋·上海浦东新·高一校考期末)已知(1−a)x2−4x+6>0的解集为x−3
(2)若ax2+bx+3≥0恒成立,求实数b的取值范围.
【解题思路】(1)由题意知:1−a<0,且−3,1是方程(1−a)x2−4x+6=0的两根,利用韦达定理得出a的值;
(2)不等式恒成立,即3x2+bx+3≥0恒成立,则Δ<0,解不等式即可.
【解答过程】(1)因为(1−a)x2−4x+6>0的解集为x−3
所以1−a<0−3+1=41−a−3×1=61−a,所以a=3.
(2)因为ax2+bx+3≥0恒成立,即3x2+bx+3≥0恒成立,
所以Δ=b2−36≤0,解得−6≤b≤6,
所以实数b的取值范围为−6≤b≤6.即−6,6.
17.(2023·江苏·高一专题练习)已知函数fx=ax2−3x+2,a∈R.
(1)若不等式fx<0的解集为{x∣1
【解题思路】(1)首先根据fx<0的解集为{x∣1
【解答过程】(1)由不等式ax2−3x+2<0的解集为{x∣1
把x=1代入方程ax2−3x+2=0,解得a=1.
解不等式x2−3x+2<0得1
(2)因为ax2−3x+2≥0在实数集R上恒成立,
所以当a=0时,−3x+2≥0在实数集R上不是恒成立的.
当a≠0时,需满足a>0Δ=9−8a≤0,解得a≥98.
综上可知:实数a的取值范围是98,+∞.
18.(2023春·江苏镇江·高二校考阶段练习)已知二次函数fx=ax2+bx+ca≠0的图像过点−2,0和原点,对于任意x∈R,都有fx≥2x.
(1)求函数fx的表达式;
(2)设gx=m(x−1),若函数f(x)≥g(x)在x∈[1,+∞)上恒成立,求实数m的最大值.
【解题思路】(1)由题意得c=04a−2b+c=0,得f(x)=ax2+2ax,从而ax2+2(a−1)x≥0恒成立,得a>0Δ=4(a−1)2≤0,即可求解;
(2)依题意可得x2+2x≥m(x−1),分x=1和x>1两种情况,当x>1时,分离变量进行求解即可.
【解答过程】(1)由题意得c=04a−2b+c=0 ,所以b=2a,c=0,f(x)=ax2+2ax,
因为对于任意x∈R,都有f(x)≥2x,即ax2+2(a−1)x≥0恒成立,
故a>0Δ=4(a−1)2≤0,解得a=1,∴b=2.
所以f(x)=x2+2x;
(2)由f(x)≥g(x)得x2+2x≥m(x−1)
当x=1时,不等式恒成立;
当x>1时,m≤x2+2xx−1,
令t=x−1>0,则x2+2xx−1=t2+4t+3t=t+3t+4≥4+23,
即m≤4+23,
当且仅当t=3时,即x=3+1时,实数m取得最大值4+23.
19.(2023秋·陕西西安·高一统考期末)已知函数fx=x2−a2+6a+9x+a+1.
(1)若a>0,且关于x的不等式fx<0的解集是x|m
【解题思路】(1)由韦达定理得m+n=a2+6a+9,mn=a+1,1m+1n=(a+1)2+4(a+1)+4a+1,再利用基本不等式可得答案;
(2)不等式fx<0在0,1上恒成立可得f0<0f1<0,解不等式组可得答案.
【解答过程】(1)因为a>0,且关于x的不等式fx<0的解集是x|m
所以m+n=a2+6a+9,mn=a+1.
所以1m+1n=m+nmn=a2+6a+9a+1=(a+1)2+4(a+1)+4a+1
=(a+1)+4a+1+4≥4+4=8,当且仅当a=1时等号成立,
所以1m+1n的最小值为8;
(2)因为关于x的不等式fx<0在0,1上恒成立,
所以f0<0f1<0,所以a+1<01−a2+6a+9+a+1<0,解得a<−1,
所以a的取值范围为−∞,−1.
20.(2023·全国·高三专题练习)已知函数fx满足fx+2f−x=6x2−4x+12.
(1)求fx的解析式;
(2)设函数gx=8x2+16x−m,若对任意x∈−3,3,fx≥gx恒成立,求实数m的取值范围.
【解题思路】(1)将“−x”代入等式,消去f(−x)解出f(x);
(2)将条件转化为m≥6x2+12x−4对任意x∈−3,3恒成立,求出y=6x2+12x−4在x∈−3,3上的最大值,可得m的取值范围.
【解答过程】(1)由fx+2f−x=6x2−4x+12,
得f−x+2fx=6x2+4x+12,
消去f(−x)得3fx=6x2+12x+12,所以fx=2x2+4x+4.
(2)由fx≥gx,得2x2+4x+4≥8x2+16x−m,即m≥6x2+12x−4对任意x∈−3,3恒成立,
令y=6x2+12x−4=6x+12−10,x∈−3,3,
当x=3时,y=6x2+12x−4取得最大值86,
所以实数m的取值范围为86,+∞.
21.(2023·全国·高一专题练习)已知关于x的不等式x2+mx>4x+m−4.
(1)若对任意实数x,不等式恒成立,求实数m的取值范围;
(2)若对于0≤m≤4,不等式恒成立,求实数x的取值范围.
【解题思路】(1)不等式整理成标准的一元二次不等式,由判别式Δ<0可得参数范围;
(2)不等式换成以m为主元,为一次不等式,这样只要m=0和m=4时不等式都成立即可得x的范围.
【解答过程】(1)若对任意实数x,不等式恒成立,即x2+mx−4x−m+4>0恒成立
则关于x的方程x2+mx−4x−m+4=0的判别式Δ=m−42−4−m+4<0,
即m2−4m<0,解得0
可看成关于m的一次不等式mx−1+x2−4x+4>0,又0≤m≤4,
所以x2−4x+4>04(x−1)+x2−4x+4>0,解得x≠2且x≠0,所以实数x的取值范围是−∞,0∪0,2∪2,+∞.
22.(2023秋·广东深圳·高一统考期末)设函数f(x)=ax2+(1−a)x+a−2.
(1)若关于x的不等式fx≥−2有实数解,求实数a的取值范围;
(2)若不等式fx≥−2对于实数a∈−1,1时恒成立,求实数x的取值范围;
(3)解关于x的不等式:f(x)【解题思路】(1)将给定的不等式等价转化成ax2+(1−a)x+a≥0,按a=0与a≠0并结合二次函数的性质讨论存在实数使不等式成立即可;
(2)将给定的不等式等价转化成(x2−x+1)a+x≥0,根据给定条件借助一次函数的性质即可作答;
(3)将不等式化为ax2+(1−a)x−1<0,分类讨论并借助一元二次不等式的解法即可作答.
【解答过程】(1)依题意,fx≥−2有实数解,即不等式ax2+(1−a)x+a≥0有实数解,
当a=0时,x≥0有实数解,则a=0,
当a>0时,取x=0,则ax2+(1−a)x+a=a>0成立,即ax2+(1−a)x+a≥0有实数解,于是得a>0,
当a<0时,二次函数y=ax2+(1−a)x+a的图象开口向下,要y≥0有解,当且仅当Δ=(1−a)2−4a2≥0⇔−1≤a≤13,从而得−1≤a<0,
综上,a≥−1,
所以实数a的取值范围是a≥−1;
(2)不等式fx≥−2对于实数a∈−1,1时恒成立,即∀a∈[−1,1],(x2−x+1)a+x≥0,
显然x2−x+1>0,函数g(a)=(x2−x+1)a+x在a∈−1,1上递增,从而得g(−1)≥0,即−x2+2x−1≥0,解得x=1,
所以实数x的取值范围是{1};
(3) 不等式f(x)当a=0时,x<1,
当a>0时,不等式可化为(x+1a)(x−1)<0,而−1a<0,解得−1a
当−1a=1,即a=−1时,x∈R,x≠1,
当−1a<1,即a<−1时,x<−1a或x>1,
当−1a>1,即−1−1a,
所以,当a=0时,原不等式的解集为(−∞,1),
当a>0时,原不等式的解集为(−1a,1),
当−1≤a<0时,原不等式的解集为(−∞,1)∪(−1a,+∞),
当a<−1时,原不等式的解集为(−∞,−1a)∪(1,+∞).
23.(2023春·四川宜宾·高一校考期末)已知函数fx=mx2+1−3mx−4,m∈R.
(1)当m=1时,求fx在区间−2,2上的最大值和最小值.
(2)解关于x的不等式fx>−1.
(3)当m<0时,若存在x0∈1,+∞,使得fx>0,求实数m取值范围.
【解题思路】(1)根据二次函数的单调性可求得结果;
(2)化为(mx+1)(x−3)>0后,先对m分类讨论,再对−1m与3分类讨论可得结果;
(3)转化为f(x)在(1,+∞)上的最大值大于0,根据二次函数的知识求出最大值,再解关于m的不等式可得结果.
【解答过程】(1)当m=1时,fx=x2−2x−4在[−2,1)上递减,在(1,2]上递增,
所以f(x)的最小值为f(1)=1−2−4=−5,最大值为f(−2)=4+4−4=4.
(2)fx>−1可化为mx2+(1−3m)x−3>0,即(mx+1)(x−3)>0,
当m>0时,不等式化为(x+1m)(x−3)>0,解得x<−1m或x>3;
当m=0时,不等式化为x−3>0,解得x>3;
当m<0时,不等式化为(x+1m)(x−3)<0,
当−1m<3,即m<−13时,解得−1m
当−1m>3,即−13
当m=0时,不等式的解集为{x| x>3 };
当−13
当m<−13时,不等式的解集为{x| −1m
因为fx=mx2+1−3mx−4的图象的开口向下,对称轴−1−3m2m=−12m+32>1,
所以f(x)max =f(−1−3m2m) =m⋅(1−3m)24m2+(1−3m)⋅(−1−3m2m)−4 =−(1−3m)24m−4,
所以−(1−3m)24m−4>0,即(1−3m)2>−16m,即9m2+10m+1>0,
解得m<−1或−19
(1)若对任意x∈−3,3,都有fx≤gx成立,求实数k的取值范围;
(2)若存在x∈−3,3,使fx≤gx成立,求实数k的取值范围;
(3)若对任意x1,x2∈−3,3,都有fx1≤gx2成立,求实数k的取值范围.
【解题思路】(1)通过分离变量将问题转化为k≥x2+6x对任意x∈−3,3恒成立,通过二次函数性质求得x2+6x的最大值,进而得到结果;
(2)通过分离变量将问题转化为存在x∈−3,3,使得k≥x2+6x成立,通过二次函数性质求得x2+6x的最小值,进而得到结果;
(3)将问题转化为fxmax≤gxmin,根据二次函数性质可分别求得最值,进而构造不等式求得结果.
【解答过程】(1)由题意得:gx−fx=−x2−6x+k≥0对任意x∈−3,3恒成立,
即k≥x2+6x对任意x∈−3,3恒成立,
当x=3时,x2+6x取得最大值27,∴k≥27,即k的取值范围为27,+∞.
(2)由题意得:存在x∈−3,3,使得gx−fx=−x2−6x+k≥0成立,
即存在x∈−3,3,使得k≥x2+6x成立,
当x=−3时,x2+6x取得最小值−9,∴k≥−9,即k的取值范围为−9,+∞.
(3)由题意得:当x∈−3,3时,fxmax≤gxmin,
当x=3时,fxmax=18+12−k=30−k;当x=1时,gxmin=1−2=−1,
∴30−k≤−1,解得:k≥31,即k的取值范围为31,+∞.
25.(2022·高一课时练习)已知函数fx=x2+3−ax+2+2a+b,a,b∈R.
(1)若关于x的不等式fx>0的解集为xx<−4或x>2,求实数a,b的值;
(2)若关于x的不等式fx≤b在x∈1,3上有解,求实数a的取值范围;
(3)若关于x的不等式fx<12+b的解集中恰有3个整数,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)根据二次函数与一元二次方程、不等式的关系,即可求出a,b的值;
(2)将不等式有解(能成立)问题转化为二次函数最值问题解决即可;
(3)构造函数ℎx=fx−12−b,讨论ℎx<0的解集恰有3个整数即可.
【解答过程】(1)∵关于x的不等式fx=x2+3−ax+2+2a+b>0的解集为xx<−4或x>2,
∴方程x2+3−ax+2+2a+b=0的两根为x1=−4,x2=2,
∴x1+x2=−2=−3−ax1x2=−8=2+2a+b,
∴解得a=1,b=−12.
(2)令gx=fx−b=x2+3−ax+2+2a,
若关于x的不等式fx≤b在x∈1,3上有解,则gx≤0在x∈1,3上有解,
∴只需使gx在区间1,3上的最小值gxmin≤0.
gx=x2+3−ax+2+2a图象是开口向上,对称轴为x=−3−a2=a−32的抛物线,
∴gx在区间−∞,a−32上单调递减,在区间a−32,+∞上单调递增,
①当a−32≤1,即a≤5时,gx在区间1,3上单调递增,
∴gxmin=g1=a+6≤0,解得a≤−6,
此时,a∈−∞,−6;
②当a−32≥3,即a≥9时, gx在区间1,3上单调递减,
∴gxmin=g3=−a+20≤0,解得a≥20,
此时,a∈20,+∞;
③当1∴gxmin=ga−32=−a2+14a−14≤0,解得a≤7−43或a≥7+43,
此时,a∈∅;
综上所述,实数a的取值范围是−∞,−6∪20,+∞.
(3)令ℎx=fx−12−b=x2+3−ax+2a−10
若关于x的不等式fx<12+b的解集中恰有3个整数,
则ℎx<0的解集中恰有3个整数,
ℎx=x2+3−ax+2a−10=x2+3−ax+2a−5=x−2x−a−5,
①当a−5=2,即a=7时,ℎx<0解集为∅,不合题意;
②当a−5>2,即a>7时,ℎx<0解集为2,a−5,
若解集中恰有3个整数,则这3个整数为3,4,5,
∴5∴此时a∈10,11;
③当a−5<2,即a<7时,ℎx<0解集为a−5,2,
若解集中恰有3个整数,则这3个整数为−1,0,1,
∴−2≤a−5<−1,解得3≤a<4,
∴此时a∈3,4;
综上所述,实数a的取值范围是3,4∪10,11.
26.(2022秋·广东广州·高一校考阶段练习)已知函数y=ax2−2a+3x+6a∈R.
(1)若y>0的解集是{x∣x<2或x>3},求实数a的值;
(2)若y+2>0恒成立,求实数a的取值范围;
(3)当a=1时,若−2≤x≤2时函数y≤−m+5x+3+m有解,求m2+3的取值范围.
【解题思路】(1)根据一元二次不等式的解以及根与系数关系求得a的值.
(2)对a进行分类讨论,结合判别式来求得正确答案.
(3)对m进行分类讨论,根据一元二次不等式在区间−2,2上有解列不等式,求得m的取值范围,进而求得m2+3的取值范围.
【解答过程】(1)依题意,y=ax2−2a+3x+6>0的解集是{x∣x<2或x>3},
所以a>02+3=2a+3a2×3=6a,解得a=1.
(2)若y+2>0恒成立,则y+2>0⇒ax2−2a+3x+8>0恒成立.
当a=0时,ax2−2a+3x+8=−3x+8>0不恒成立;
当a≠0时,a>0Δ=2a+32−32a<0,解得:12实数a的取值范围为:12,92.
(3)a=1时,y≤−m+5x+3+m在−2,2有解,
即x2+mx+3−m≤0在−2,2有解,
因为y=x2+mx+3−m的开口向上,对称轴x=−m2,
①−m2≤−2即m≥4,x=−2时,函数取得最小值4−2m+3−m≤0,即m≥73,
∴m≥4.
②−2<−m2<2即−4
③当−m2≥2即m≤−4时,当x=2时取得最小值,此时4+2m+3−m≤0,
解得m≤−7,
综上,m≥2或m≤−7.
所以:m2+3的范围为7,+∞.
27.(2022秋·北京·高一校考期中)已知二次函数fx的一个零点为−1,对任意实数x都满足f1−x=f1+x,且fx的最小值为−4.
(1)求fx的解析式;
(2)求fx在区间−1,a上的最小值:
(3)若存在实数x∈−1,a,使得fx≥a+7成立,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)设fx=mx−12+n,由题意可得n=−4m−1−12+n=0,求出m,n,即可求出fx的解析式;
(2)分类讨论−1≤a<1和a>1,即可求出fx在区间−1,a上的最小值;
(3)若存在实数x∈−1,a,使得fx≥a+7成立,则fxmax≥a+7,分类讨论−1≤a≤3或a>3,即可求出实数a的取值范围.
【解答过程】(1)因为二次函数fx对任意实数x都满足f1−x=f1+x,
所以设fx=mx−12+n,
由二次函数fx的一个零点为−1,fx的最小值为−4,
则n=−4m−1−12+n=0,解得:n=−4m=1,
所以fx=x−12−4.
(2)当−1≤a<1时,fxmin=fa=a−12−4,
当a>1时,fxmin=f1=1−12−4=−4,
所以fx=a−12−4,−1≤a<1−4,a>1.
(3)若存在实数x∈−1,a,使得fx≥a+7成立,
则fxmax≥a+7,
当−1≤a≤3时,fxmax=f−1=0,
所以a+7≤0,则a≤−7,则a无解;
当a>3时,fxmax=fa=a−12−4,则a−12−4≥a+7,
解得:a≥5或a≤−2,则a≥5.
综上:实数a的取值范围为:5,+∞.
28.(2022秋·湖南株洲·高一校考阶段练习)已知函数g(x)=ax2+c(a,c∈R),g(1)=1且不等式g(x)≤x2−x+1对一切实数x恒成立.
(1)求函数g(x)的解析式;
(2)在(1)的条件下,设函数ℎ(x)=2g(x)−2,关于x的不等式ℎ(x−1)+4ℎ(m)≤ℎxm−4m2ℎ(x),在x∈32,+∞有解,求实数m的取值范围.
【解题思路】(1)根据条件g(1)=1得到a,c的一个关系式,然后将不等式恒成立问题转化为Δ与0的关系,从而求解出a,c的值,则gx解析式可求;
(2)根据条件将问题转化为“1m2−4m2≥1−2x−3x2在x∈32,+∞有解”,分析出y=1−2x−3x2的最小值,则可求解出m2的范围,从而m的范围可求.
【解答过程】(1)∵二次函数gx=ax2+c a,c∈R,g1=1;∴a+c=1①;
又∵不等式gx≤x2−x+1对一切实数x恒成立;
∴a−1x2+x+c−1≤0对一切实数x恒成立;
当a−1=0时,x+c−1≤0不恒成立,∴a=1不合题意,舍去;
当a−1≠0时,要使得a−1x2+x+c−1≤0对一切实数x恒成立,
需要满足:a−1<0Δ=1−4a−1c−1≤0;②
∴由①②解得a=12,c=12;
故函数gx的解析式为:gx=12x2+12.
(2)把gx=12x2+12代入函数ℎx=2gx−2,得ℎx=x2−1;
则关于x的不等式ℎx−1+4ℎm≤ℎxm−4m2ℎx在x∈32,+∞有解,
整理得1m2−4m2≥1−2x−3x2在x∈32,+∞有解;
只要使得1m2−4m2≥1−2x−3x2min;
设y=1−2x−3x2,x∈32,+∞,
则y=−31x+132+43,1x∈0,23,
∴当1x=23时,ymin=−53;
所以1m2−4m2≥−53,
解得0
29.(2022·高一单元测试)已知函数fx=ax2−2a+3x+6a∈R.
(1)若fx>0的解集是−∞,2∪3,+∞,求实数a的值.
(2)若fx+2>0恒成立,求实数a的取值范围;
(3)当a=1时,函数fx≤−m+5x+3+m在−2,2有解,求m2+3的取值范围.
【解题思路】(1)根据一元二次不等式的解集的端点值为一元二次方程的根,由此求解出a的值;
(2)要使fx+2>0恒成立,即ax2−2a+3x+8>0,根据a的取值进行分类讨论,由此求解出不等式解集;
(3)将问题转化为“x2+mx+3−m≤0在−2,2有解”,然后分析二次函数y=x2+mx+3−m在−2,2的最小值小于等于0,由此求解出m的取值范围,即可求出m2+3的取值范围.
【解答过程】(1)
由题意可知:a≠0且4a−22a+3+6=09a−32a+3+6=0,解得a=1.
(2)
若fx+2>0恒成立,则fx+2>0⇒ax2−2a+3x+8>0
当a=0时,ax2−2a+3x+8>0不恒成立;
当a≠0时,a>02a+32−32a<0解得:12实数a的取值范围为:12,92.
(3)
a=1时,fx≤−m+5x+3+m在−2,2有解,
即x2+mx+3−m≤0在−2,2有解,
因为y=x2+mx+3−m的开口向上,对称轴x=−m2,
①−m2≤−2即m≥4,x=−2时,函数取得最小值4−2m+3−m≤0即m≥73,∴m≥4.
②−2<−m2<2即−4
综上,m≥2或m≤−7.
所以:m2+3的范围为:7,+∞.
30.(2022秋·山西太原·高一校考阶段练习)已知函数y1=x+m和y2=ax2+bx+c.
(1)若c=2−a,关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集是x−1
(3)若a=1,b=−m,c=m22+2m−3,对∀x1∈x0≤x≤1,总∃x2∈x1≤x≤2,使得y1x1>y2x2,求实数m的取值范围、(注:y1x1表示的是函数y1=x+m中x1对应的函数值,y2x2表示的是y2=ax2+bx+c中x2对应的函数值.)
【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∀x1∈x0≤x≤1,总∃x2∈x1≤x≤2,使得y1x1>y2x2,求m的范围.
【解答过程】(1)∵ 关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集是x−1
∴ −1+3=−ba,−1×3=ca,又c=2−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,
当0不等式(ax+2−a)(x+1)>0的解集为(−∞,a−2a)∪(−1,+∞),
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,+∞),
当a>1时,方程(ax+2−a)(x+1)=0的解为−1和a−2a,且a−2a>−1,
不等式(ax+2−a)(x+1)>0的解集为(−∞,−1)∪(a−2a,+∞),
∴ 当a=0时,不等式ax2+bx+c>0的解集为(−1,+∞),
当00的解集为(−∞,a−2a)∪(−1,+∞),
当a=1时,不等式ax2+bx+c>0的解集为(−∞,−1)∪(−1,+∞),
当a>1时,不等式ax2+bx+c>0的解集为(−∞,−1)∪(a−2a,+∞);
(3)∵ 对∀x1∈x0≤x≤1,总∃x2∈x1≤x≤2,使得y1x1>y2x2,
∴ [y1(x)]min>[y2(x)]min,
又y1=x+m在[0,1]上的最小值为m,
∵a=1,b=−m,c=m22+2m−3,
∴ y2=ax2+bx+c=x2−mx+m22+2m−3
∴ 当m≤2时,y2=ax2+bx+c在[1,2]上的最小值为m22+m−2,
∴ m>m22+m−2
∴ −2
∴ m不存在,
∴ 当m≥4时,y2=ax2+bx+c在[1,2]上的最小值为m22+1,
∴ m>m22+1
∴ m不存在,
综上可得:实数m的取值范围为(−2,2).
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