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2025年高考数学一轮复习(基础版)课时精讲第1章 §1.5 一元二次方程、不等式(2份打包,原卷版+含解析)
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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.
知识梳理
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
2.分式不等式与整式不等式
(1)eq \f(fx,gx)>0(<0)⇔f(x)g(x)>0(<0);
(2)eq \f(fx,gx)≥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).
常用结论
1.一元二次不等式恒成立问题
(1)不等式ax2+bx+c>0(a≠0),x∈R恒成立⇔a>0且Δ<0;
(2)不等式ax2+bx+c<0(a≠0),x∈R恒成立⇔a<0且Δ<0;
(3)若a可以为0,需要分类讨论,一般优先考虑a=0的情形.
2.对于不等式ax2+bx+c>0,求解时不要忘记a=0时的情形.
自主诊断
1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若方程ax2+bx+c=0无实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( × )
(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集为(x1,x2),则a<0.( √ )
(3)若ax2+bx+c>0恒成立,则a>0且Δ<0.( × )
(4)不等式eq \f(x-a,x-b)≥0等价于(x-a)(x-b)≥0.( × )
2.(必修第一册P55T5改编)已知A={x|x2-16<0},B={x|x2-4x+3>0},则A∪B=__________.
答案 R
解析 已知A={x|x2-16<0}={x|-4
3.(必修第一册P58T6改编)若不等式2kx2+kx-eq \f(3,8)<0对一切实数x都成立,则k的取值范围为__________.
答案 (-3,0]
解析 当k=0时,满足题意;
当k≠0时,eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(k<0,,Δ=k2-4×2k×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,8)))<0,))解得-3
答案 -1
解析 由题意知,方程x2-ax-b=0的解为x=2或x=3,
由根与系数的关系,得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2+3=a,,2×3=-b,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=5,,b=-6,))所以a+b=5-6=-1.
题型一 求解一元二次不等式
命题点1 不含参的不等式
例1 (多选)下列选项中,正确的是( )
A.不等式x2+x-2>0的解集为{x|x<-2或x>1}
B.不等式eq \f(2x+1,x-2)≤1的解集为{x|-3≤x<2}
C.不等式|x-2|≥1的解集为{x|1≤x≤3}
D.设x∈R,则“|x-1|<1”是“eq \f(x+4,x-5)<0”的充分不必要条件
答案 ABD
解析 因为方程x2+x-2=0的解为x1=1,x2=-2,所以不等式x2+x-2>0的解集为{x|x<-2或x>1},故A正确;
因为 eq \f(2x+1,x-2)-1≤0,即eq \f(x+3,x-2)≤0,即(x+3)(x-2)≤0(x-2≠0),解得-3≤x<2,所以不等式的解集为{x|-3≤x<2},故B正确;
由|x-2|≥1,可得x-2≤-1或x-2≥1,
解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为{x|x≤1或x≥3},故C错误;
由|x-1|<1,可得-1
例2 已知函数f(x)=ax2+(b-2)x+3.
(1)若不等式f(x)>0的解集为{x|-1
解 (1)由题意得,-1和3是方程ax2+(b-2)x+3=0的两个根,且a<0,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(3,a)=-1×3,,-\f(b-2,a)=-1+3,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-1,,b=4.))
(2)当b=-a时,不等式f(x)≤1,
即ax2-(a+2)x+2≤0,即(ax-2)(x-1)≤0.
①当a=0时,-2x+2≤0,解得x≥1;
②当a<0时,不等式可化为(x-1)(x-eq \f(2,a))≥0,解得x≤eq \f(2,a)或x≥1;
③当a>0时,不等式可化为(x-1)(x-eq \f(2,a))≤0,
若1
若1>eq \f(2,a),即a>2,解得eq \f(2,a)≤x≤1.
综上所述,当a=0时,解集为{x|x≥1};
当a<0时,解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≤\f(2,a)或x≥1))));
当0当a=2时,解集为{x|x=1};
当a>2时,解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(2,a)≤x≤1)))).
思维升华 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.
跟踪训练1 设函数f(x)=ax2-(1+a)x+1.
(1)若a=-2,解不等式f(x)>0;
(2)若a>0,解关于x的不等式f(x)<0.
解 (1)当a=-2时,由f(x)=-2x2+x+1>0,
即(2x+1)(x-1)<0,解得-eq \f(1,2)
所以(ax-1)(x-1)=0的两根为x1=1,x2=eq \f(1,a).
当01,解得1
当a>1时,eq \f(1,a)<1,解得eq \f(1,a)
当a>1时,原不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,a)
例3 (1)(多选)已知关于x的一元二次不等式ax2+bx+c≥0的解集为{x|x≤-4或x≥5},则下列说法正确的是( )
A.a>0
B.不等式bx+c>0的解集为{x|x<-5}
C.不等式cx2-bx+a<0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x<-\f(1,5)或x>\f(1,4)))))
D.a+b+c>0
答案 AC
解析 由题意得,二次函数y=ax2+bx+c的开口向上,即a>0,故A正确;
因为-4,5是方程ax2+bx+c=0的根,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(b,a)=-4+5,,\f(c,a)=-4×5,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(b=-a,,c=-20a,))
所以 bx+c>0,即-ax-20a>0,解得x<-20,故B错误;
不等式cx2-bx+a<0等价于-20ax2+ax+a<0,即20x2-x-1>0,
即(5x+1)(4x-1)>0,解得x<-eq \f(1,5)或x>eq \f(1,4),故C正确;
因为1∉{x|x≤-4或x≥5},所以a+b+c<0,故D错误.
(2)若方程x2-4x+a=0的两根都在区间(1,+∞)内,则实数a的取值范围是________.
答案 (3,4]
解析 设方程x2-4x+a=0的两根为x1,x2,则x1>1,x2>1,
所以Δ=(-4)2-4a≥0,x1+x2>2,(x1-1)(x2-1)>0,由Δ=(-4)2-4a≥0,解得a≤4;
由x1+x2>2,得4>2显然成立;由(x1-1)(x2-1)>0,得x1x2-(x1+x2)+1>0,即a-4+1>0,解得a>3,
综上可得,3一元二次方程根的分布
解决由一个一元二次方程根的分布情况,确定方程中系数的取值范围问题,主要从以下三个方面建立关于系数的不等式(组)进行求解.
(1)判别式Δ的符号.
(2)对称轴x=-eq \f(b,2a)与所给区间的位置关系.
(3)区间端点处函数值的符号.
典例 已知关于x的一元二次方程x2+2mx+2m+1=0.
(1)若方程有两个不相等的实数根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求实数m的取值范围;
(2)若方程的两个不相等的实数根均在区间(0,1)内,求实数m的取值范围.
解 (1)依题意知,函数f(x)=x2+2mx+2m+1的图象与x轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,画出示意图,
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f0=2m+1<0,,f-1=2>0,,f1=4m+2<0,,f2=6m+5>0,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m<-\f(1,2),,m∈R,,m<-\f(1,2),,m>-\f(5,6),))解得-eq \f(5,6)
得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(f0>0,,f1>0,,Δ>0,,0<-m<1,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m>-\f(1,2),,m>-\f(1,2),,m>1+\r(2)或m<1-\r(2),,-1
思维升华
已知一元二次不等式的解集,就能够得到相应的一元二次方程的两根,由根与系数的关系,可以求出相应的系数.注意结合不等式解集的形式判断二次项系数的正负.
跟踪训练2 (1)(多选)已知关于x的不等式a(x+1)(x-3)+1>0(a≠0)的解集是(x1,x2)(x1
C.-1
答案 ABD
解析 由题意得,a<0,且x1,x2是一元二次方程a(x+1)(x-3)+1=0,即ax2-2ax+1-3a=0的两根,
所以x1+x2=-eq \f(-2a,a)=2,故A正确;x1x2=eq \f(1-3a,a)=eq \f(1,a)-3<-3,故B正确;
x2-x1=eq \r(x1+x22-4x1x2)=eq \r(4-4×\f(1-3a,a))=2eq \r(4-\f(1,a))>4,故D正确;
由x2-x1>4,可得-1
答案 x2-4x(答案不唯一)
解析 因为f(x)<0恰有3个整数解,所以设三个整数解分别为1,2,3,则f(x)<0的解集可以为(0,4),
故x1=0,x2=4是ax2+bx+c=0的两个根,故0+4=-eq \f(b,a),0×4=eq \f(c,a),
所以c=0,b=-4a,令a=1,则b=-4,故f(x)=x2-4x.(答案不唯一)
题型三 一元二次不等式恒成立问题
例4 已知函数f(x)=mx2-(m-1)x+m-1.
(1)若不等式f(x)<1的解集为R,求m的取值范围;
(2)若不等式f(x)≥0对一切x∈[-eq \f(1,2),eq \f(1,2)]恒成立,求m的取值范围;
(3)若不等式f(x)>2对一切m∈(0,2)恒成立,求x的取值范围.
解 (1)不等式f(x)<1,即mx2-(m-1)x+m-2<0,
当m=0时,x-2<0,解得x<2,不符合题意;
当m≠0时,有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m<0,,Δ=[-m-1]2-4mm-2<0,))解得m
(2)不等式f(x)≥0对一切x∈[-eq \f(1,2),eq \f(1,2)]恒成立,
即m(x2-x+1)≥1-x对一切x∈[-eq \f(1,2),eq \f(1,2)]恒成立,
因为x2-x+1=(x-eq \f(1,2))2+eq \f(3,4)>0,
则不等式等价于m≥eq \f(1-x,x2-x+1)对一切x∈[-eq \f(1,2),eq \f(1,2)]恒成立,
由x∈[-eq \f(1,2),eq \f(1,2)],得eq \f(1-x,x2-x+1)=eq \f(1,\f(x2-x+1,1-x))=eq \f(1,-x+\f(1,1-x))=eq \f(1,1-x+\f(1,1-x)-1)≤eq \f(1,2\r(1-x·\f(1,1-x))-1)=1,
当且仅当1-x=eq \f(1,1-x),即x=0时等号成立,所以(eq \f(1-x,x2-x+1))max=1,
所以m≥1,即m的取值范围是[1,+∞).
(3)不等式f(x)>2对一切m∈(0,2)恒成立,
即(x2-x+1)m+x-3>0对一切m∈(0,2)恒成立,
令h(m)=(x2-x+1)m+x-3,因为x2-x+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(1,2)))2+eq \f(3,4)>0,
所以函数h(m)=(x2-x+1)m+x-3在(0,2)上单调递增,则h(0)=x-3≥0,解得x≥3,
所以x的取值范围为[3,+∞).
思维升华 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.
跟踪训练3 已知函数f(x)=x2-3x+a.
(1)若f(x)>0在x∈R上恒成立,求实数a的取值范围;
(2)若f(x)<0在x∈(-1,2)上恒成立,求实数a的取值范围.
解 (1)f(x)=x2-3x+a=(x-eq \f(3,2))2+a-eq \f(9,4),则f(x)min=f (eq \f(3,2))=a-eq \f(9,4),
f(x)>0在x∈R上恒成立,即f(x)min=a-eq \f(9,4)>0,故a>eq \f(9,4).
故实数a的取值范围是(eq \f(9,4),+∞).
(2)f(x)=x2-3x+a=(x-eq \f(3,2))2+a-eq \f(9,4),
f(x)在[-1,2]上的最大值为f(x)max=f(-1)=(-1-eq \f(3,2))2+a-eq \f(9,4)=4+a,
故f(x)在x∈(-1,2)上满足f(x)<4+a,故4+a≤0,解得a≤-4.
故实数a的取值范围是(-∞,-4].
课时精练
一、单项选择题
1.已知集合A={x|x2-x-6≤0},B={x|eq \f(x-4,x+1)≤0},则A∩B等于( )
A.{x|-1
C.{x|-2≤x≤4} D.{x|-2≤x≤-1}
答案 A
解析 因为不等式x2-x-6≤0的解集为{x|-2≤x≤3},又不等式eq \f(x-4,x+1)≤0的解集为{x|-1
A.{a|-1≤a<2} B.{a|-1C.{a|-1答案 B
解析 当a=2时,原不等式为-12<0,满足解集为R;
当a≠2时,根据题意得a-2<0,且Δ=16(a-2)2-4(a-2)×(-12)<0,解得-1综上,-13.若存在x∈[0,1],不等式x2-4x-m≥0成立,则m的最大值为( )
A.0 B.1 C.-3 D.3
答案 A
解析 由题意得,当x∈[0,1]时,m≤(x2-4x)max.令f(x)=x2-4x,x∈[0,1],
由f(x)=x2-4x=(x-2)2-4可知,当x=0时,f(x)max=f(0)=0,所以m≤0,故m的最大值为0.
4.已知二次函数y=(m+2)x2-(2m+4)x+3m+3与x轴有两个交点,一个大于1,一个小于1,则m的值可能为( )
A.-2 B.-1 C.0 D.1
答案 B
解析 令f(x)=(m+2)x2-(2m+4)x+3m+3,则f(1)=m+2-2m-4+3m+3=2m+1,
由题可知,m≠-2,且(m+2)f(1)<0,即(m+2)(2m+1)<0,解得-2
A.[-1,2] B.(-∞,-1]∪[2,+∞)
C.[-2,1] D.(-∞,-2]∪[1,+∞)
答案 A
解析 由题意可知,ax2+bx+c=0的两个实数根是-1和2,且a<0,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(b,a)=-1+2,,\f(c,a)=-2,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(b=-a,,c=-2a,))bx2+ax-c≤0可化为-ax2+ax+2a≤0,即x2-x-2≤0,解得-1≤x≤2,所以不等式的解集是[-1,2].
6.若关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0的解集中恰有2个整数解,则实数a的取值范围为( )
A.(-1,0]∪[2,3) B.[-2,-1)∪(3,4]
C.(-2,-1)∪(3,4) D.[-1,0)∪(2,3]
答案 B
解析 不等式x2-(a+1)x+a<0可化为(x-1)(x-a)<0,当a=1时,不等式无解;当a<1时,不等式的解为a
7.对于给定的实数a,关于实数x的一元二次不等式a(x-a)(x+1)>0的解集可能为( )
A.∅ B.(-1,a)
C.(a,-1) D.(a,+∞)
答案 ABC
解析 根据题意,易知a≠0.
当a>0时,函数y=a(x-a)(x+1)的图象开口向上,故不等式的解集为(-∞,-1)∪(a,+∞).
当a<0时,函数y=a(x-a)(x+1)的图象开口向下,若a=-1,则不等式的解集为∅;
若-1若a<-1,则不等式的解集为(a,-1).
8.已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,3)
B.c<0
C.a+b>0
D.关于x的不等式cx2+bx+a>0的解集为{x|-3
解析 由题意得,a<0,eq \f(1,3)和1是方程ax2+bx+c=0的两个根,
由根与系数的关系可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(b,a)=\f(1,3)+1,,\f(c,a)=\f(1,3)×1,)) 解得a=3c,b=-4c,则c<0,
故A错误,B正确;a+b=-c>0,故C正确;
不等式cx2+bx+a>0可化为cx2-4cx+3c>0,即x2-4x+3<0,解得1
9.不等式eq \f(5,x+2)≥2的解集为________.
答案 {x|-2
答案 (-2,3)
解析 依题意知,c=-3×2=-6,-b=-3+4=1,即b=-1,
因此不等式x2+bx+c<0,即x2-x-6<0,解得-2
11.已知对任意x∈[-1,1],使得不等式x2-x+eq \f(1,2)≥m恒成立,则实数m的取值范围是______.
答案 (-∞,eq \f(1,4)]
解析 因为对任意x∈[-1,1],不等式x2-x+eq \f(1,2)≥m恒成立.所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2-x+\f(1,2)))min≥m,x∈[-1,1],
设y=x2-x+eq \f(1,2),x∈[-1,1],因为y=x2-x+eq \f(1,2)=(x-eq \f(1,2))2+eq \f(1,4),所以当x=eq \f(1,2)时,函数y=x2-x+eq \f(1,2),x∈[-1,1]取最小值,最小值为eq \f(1,4),所以m≤eq \f(1,4),故实数m的取值范围是(-∞,eq \f(1,4)].
四、解答题
12.已知函数f(x)=ax2+3x-2,且f(x)>0的解集为{x|b
(2)若对于任意的x∈[-1,2],不等式f(x)≥2+m恒成立,求实数m的取值范围.
解 (1)由题意得,a<0,且b,2为方程ax2+3x-2=0的两根,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-\f(3,a)=b+2,,-\f(2,a)=2b,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-1,,b=1.))
(2)由(1)可得,不等式f(x)≥2+m可化为-x2+3x-2≥2+m,
所以m≤-x2+3x-4.
因为对于任意的x∈[-1,2],不等式f(x)≥2+m恒成立,
所以对于任意的x∈[-1,2],不等式m≤-x2+3x-4恒成立,
即m≤(-x2+3x-4)min,x∈[-1,2],
因为y=-x2+3x-4=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3,2)))2-eq \f(7,4),x∈[-1,2],
所以当x=-1时,y=-x2+3x-4取最小值,最小值为-8,
所以m≤-8,
故实数m的取值范围为(-∞,-8].
13.已知函数f(x)=mx2+mx+3,m∈R.
(1)若关于x的不等式f(x)>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f(x)>(3m-1)x+5.
解 (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eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m>0,,Δ=m2-12m<0,))解得0
故实数m的取值范围是{m|0≤m<12}.
(2)不等式f(x)>(3m-1)x+5,
等价于mx2+(1-2m)x-2>0,
即(x-2)(mx+1)>0.
①当m>0时,解得x>2或x<-eq \f(1,m);
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-2)(mx+1)=0的两根为x1=-eq \f(1,m),x2=2.
(ⅰ)当-eq \f(1,m)>2,即-eq \f(1,2)
(ⅲ)当-eq \f(1,m)<2,即m<-eq \f(1,2)时,解得-eq \f(1,m)
当-eq \f(1,2)
当m>0时,原不等式的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x<-\f(1,m)或x>2)))).
方程的判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数的图象
方程的根
有两个不相等的实数根x1,x2(x1
没有实数根
不等式
的解集
{x|x
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠-\f(b,2a)))))
R
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