高考数学二轮复习讲义练习专题2.6 二次函数与一元二次方程、不等式-重难点题型检测(教师版)
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这是一份高考数学二轮复习讲义练习专题2.6 二次函数与一元二次方程、不等式-重难点题型检测(教师版),共14页。
1.(3分)(2022春•珠海期末)不等式(x+1)(x+3)<0的解集是( )
A.RB.∅
C.{x|﹣3<x<﹣1}D.{x|x<﹣3,或x>﹣1}
【解题思路】直接求解一元二次不等式即可.
【解答过程】解:(x+1)(x+3)<0,解得﹣3<x<﹣1,
∴原不等式的解集为{x|﹣3<x<﹣1}.
故选:C.
2.(3分)(2022春•小店区校级月考)若p:1x>1;q:(x﹣1)(3﹣x)≤0,则p是q的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
【解题思路】解不等式1x>1和(x﹣1)(3﹣x)≤0,根据两不等式的解集判断p与q的关系.
【解答过程】解:不等式1x>1可化为1x−1>0,即1−xx>0,即x−1x<0,解得0<x<1,所以该不等式的解集为(0,1);
不等式(x﹣1)(3﹣x)≤0可化为(x﹣1)(x﹣3)≥0,解得x≤1或x≥3,所以不等式的解集为(﹣∞,1]∪[3,+∞);
因为(0,1)是(﹣∞,1]∪[3,+∞)的真子集,所以p是q的充分不必要条件.
故选:A.
3.(3分)(2022春•池州期末)已知2x2﹣kx+m<0的解集为(﹣1,t)(t>﹣1),则k+m的值为( )
A.﹣1B.﹣2C.1D.2
【解题思路】依题意可得x=﹣1为方程2x2﹣kx+m=0的根,代入计算可得.
【解答过程】解:∵2x2﹣kx+m<0的解集为(﹣1,t)(t>﹣1),
∴x=﹣1为2x2﹣kx+m=0的根,所以k+m=﹣2.
故选:B.
4.(3分)(2022•慈溪市校级开学)若关于x的不等式mx2+2x+m>0的解集是R,则m的取值范围是( )
A.(1,+∞)B.(0,1)C.(﹣1,1)D.[1,+∞)
【解题思路】当m=0时,关于x的不等式mx2+2x+m>0的解集是x>0,不成立;当m≠0时,m>0Δ=4−4m2<0,由此能求出m的取值范围.
【解答过程】解:关于x的不等式mx2+2x+m>0的解集是R,
当m=0时,关于x的不等式mx2+2x+m>0的解集是x>0,不成立;
当m≠0时,∵关于x的不等式mx2+2x+m>0的解集是R,
∴m>0Δ=4−4m2<0,解得m>1或m<﹣1(舍),
∴m的取值范围是(1,+∞).
故选:A.
5.(3分)(2022春•双鸭山期末)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为(﹣2,4),则不等式cx2﹣bx+a<0的解集是( )
A.{x|x<−12或x>14}B.{x|−14<x<12}
C.{x|x<−14或x>12}D.{x|−12<x<14}
【解题思路】由已知结合二次方程与二次不等式的关系可得a,b,c的关系及范围,然后结合二次不等式的求法即可求解.
【解答过程】解:由题意得a<0−2+4=−ba−2×4=ca,
所以b=﹣2a>0,c=﹣8a>0,
所以不等式cx2﹣bx+a=﹣8ax2+2ax+a<0,
即8x2﹣2x﹣1<0,
解得−14<x<12.
故选:B.
6.(3分)(2022•兴县校级开学)若关于x的不等式(2x﹣1)2<ax2的解集中的整数恰有3个,则实数a的取值范围是( )
A.(53,74]B.[53,74)C.[259,4916)D.(259,4916]
【解题思路】关于x的不等式(2x﹣1)2<ax2,转化为(4﹣a)x2﹣4x+1<0,因为解集中的整数恰有3个,得到0<a<4,令(4﹣a)x2﹣4x+1=0的两根为x=2±a4−a,即可得出不等式(4﹣a)x2﹣4x+1<0的解集为2−a4−a<x<2+a4−a,即12+a<x<12−a,根据0<a<4和恰有3个整数解,即可得到3<12−a≤4,即可得出a的取值范围.
【解答过程】解:由题意得(4﹣a)x2﹣4x+1<0,因为解集中的整数恰有3个,则4﹣a>0,Δ=4a>0,即0<a<4.令(4﹣a)x2﹣4x+1=0,则两根为x=2±a4−a,
不等式的解满足2−a4−a<x<2+a4−a,即12+a<x<12−a,∵0<a<4,∴0<12+a<1,
为使解集中的整数恰有3个,则必须且只需满足3<12−a≤4,即6−3a<18−4a≥1,解得259<a≤4916,
所以实数a的取值范围是(259,4916],
故选:D.
7.(3分)(2022春•辽宁期末)关于x的方程x2+(m+4)x+2m+20=0有两个正根x1,x2(x1<x2),下列结论错误的是( )
A.0<x1<2
B.2<x2<6
C.x1x2x1+x2的取值范围是{x|0<x<1}
D.x12+x22的取值范围是{x|4<x<40}
【解题思路】利用根的判别式求出m的取值范围,进而求出0<x1<2,2<x2<6,判断AB;由x1x2x1+x2=−2m+20m+4=−2−12m+4,得到x1x2x1+x2的取值范围,判断CD.
【解答过程】解:∵x2+(m+4)x+2m+20=0有两不相等实数根,
∴Δ=(m+4)2﹣4(2m+20)=m2﹣64>0,解得m<﹣8,或m>8.
∵x1>0,x2>0,∴x1+x2=﹣(m+4)>0,x1x2=2m+20>0,
m的取值范围为(﹣10,﹣8).
∴4<x1+x2<6,0<x1x2<4.
∵x2>x1,∴0<x1<2,2<x2<6,故AB都正确.
∵x1x2x1+x2=−2m+20m+4=−2−12m+4,
∴x1x2x1+x2的取值范围是{x|0<x<1},故C正确,D错误,
故选:D.
8.(3分)(2021秋•丰城市校级月考)已知不等式﹣2x2+bx+c>0的解集是{x|﹣1<x<3},若对于任意x∈{x|﹣1≤x≤0},不等式﹣2x2+bx+c+t≤4恒成立,则t的取值范围是( )
A.{t|t≤2}B.{t|t≤﹣2}C.{t|t≤﹣4}D.{t|t≤4}
【解题思路】根据不等式的解集求出b、c的值,代入不等式﹣2x2+bx+c+t≤4,化为关于t,x不等式恒成立问题,可得出t的取值范围.
【解答过程】解:不等式﹣2x2+bx+c>0的解集是{x|﹣1<x<3},
所以3和﹣1是方程﹣2x2+bx+c=0的解,
所以3﹣1=b2,
﹣1×3=−c2,
解得:b=4,c=6,
故任意x∈{x|﹣1≤x≤0}时,﹣2x2+bx+c+t≤4恒成立,
化为任意x∈{x|﹣1≤x≤0},﹣2x2+4x+6+t≤4恒成立,
即任意x∈{x|﹣1≤x≤0},t≤(2x2﹣4x﹣2)min,
因为2x2﹣4x﹣2=2(x﹣1)2﹣4,在x∈[﹣1,0]内,当x=0时取得最小值﹣2,
所以t的取值范围是{t|t≤﹣2},
故选:B.
二.多选题(共4小题,满分16分,每小题4分)
9.(4分)(2022•天元区校级开学)与不等式x2﹣x+2>0的解集相同的不等式有( )
A.﹣x2+x﹣2<0B.2x2﹣3x+2>0C.x2﹣x+3≥0D.x2+x﹣2>0
【解题思路】先求出已知不等式的解集,然后根据一元二次不等式的解法对各个选项逐个求解判断即可.
【解答过程】解:不等式x2﹣x+2>0的解集为R,
A:不等式可以化为x2﹣x+2>0,与已知不等式相同,所以解集也相同,故A正确,
B:因为Δ=9﹣2×4×2=﹣7<0,所以不等式的解集为R,故B正确,
C:因为Δ=1﹣1×4×3=﹣11<0,所以不等式的解集为R,故C正确,
D:不等式x2+x﹣2>0的解集为{x|x>1或x<﹣2},故D错误,
故选:ABC.
10.(4分)(2022春•安徽期中)若不等式ax2+bx+c>0的解集为(﹣1,2),则下列说法正确的是( )
A.a<0
B.a+b+c>0
C.关于x的不等式bx2+cx+3a>0解集为(﹣3,1)
D.关于x的不等式bx2+cx+3a>0解集为(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞)
【解题思路】将不等式转化为方程,再利用图象即可求解.
【解答过程】解:A:ax2+bx+c>0的解集是(﹣1,2),则a<0,正确.
B:由题意知令f(x)=ax2+bx+c,由f(x)=ax2+bx+c>0的解集是(﹣1,2),可得f(1)=a+b+c>0,正确.
C:由题意知ax2+bx+c=0的解是x=﹣1,2,则由韦达定理得ba=−1,ca=−2,即bx2+cx+3a>0变为﹣ax2﹣2ax+3a>0,即x2+2x﹣3>0,即x<﹣3或x>1,
关于x的不等式bx2+cx+3a>0解集为(﹣∞,﹣3)∪(1,+∞),C错误,D正确.
故选:ABD.
11.(4分)(2021秋•上饶期末)下列关于不等式x2﹣(a+1)x+a>0的解集讨论正确的是( )
A.当a=1时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集为∅
B.当a>1时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集为(a,+∞)
C.当a<1时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集为{x|x<a或x>1}
D.无论a取何值时,x2﹣(a+1)x+a>0的解集均不为空集
【解题思路】根据题意,分别求解各选项的解集即可.
【解答过程】解:a=1时,不等式x2﹣(a+1)x+a>0可化为(x﹣1)2>0,解得x≠1,
所以不等式的解集为{x|x≠1},选项A错误;
a>1时,不等式x2﹣(a+1)x+a>0可化为(x﹣a)(x﹣1)>0,解得x<1或x>a,
所以不等式的解集为(﹣∞,1)∪(a,+∞),选项B错误;
a<1时,不等式x2﹣(a+1)x+a>0可化为(x﹣a)(x﹣1)>0,解得x<a或x>1,
所以不等式的解集为{x|x<a或x>1},选项C正确;
由选项A、B、C知,无论a取何值,不等式x2﹣(a+1)x+a>0的解集均不为空集,选项D正确.
故选:CD.
12.(4分)(2021秋•龙凤区校级期末)下列说法正确的是( )
A.不等式(2x﹣1)(1﹣x)<0的解集为{x|x<12或x>1}
B.若实数a,b,c满足ac2>bc2,则a>b
C.若x∈R,则函数y=x2+4+1x2+4的最小值为2
D.当x∈R时,不等式kx2﹣kx+1>0恒成立,则k的取值范围是(0,4)
【解题思路】A中,求出不等式(2x﹣1)(1﹣x)<0的解集即可;
B中,根据不等式的基本性质判断即可;
C中,根据对勾函数的性质与基本不等式,即可判断正误;
D中,分类讨论求出不等式kx2﹣kx+1>0恒成立时k的取值范围.
【解答过程】解:对于A,不等式(2x﹣1)(1﹣x)<0可化为(2x﹣1)(x﹣1)>0,
解得x<12或x>1,所以该不等式的解集为{x|x<12或x>1},选项A正确;
对于B,当ac2>bc2时,c2>0,所以a>b,选项B正确;
对于C,因为x2≥0,所以x2+4≥4,所以x2+4≥2,
所以y=x2+4+1x2+4的最小值为2+12=52,选项C错误;
对于D,k=0时,不等式kx2﹣kx+1>0为1>0,恒成立,
k≠0时,应满足k>0△=k2−4k<0,解得0<k<4,
所以k的取值范围是[0,4),选项D错误.
故选:AB.
三.填空题(共4小题,满分16分,每小题4分)
13.(4分)(2022春•商洛期末)不等式x2+2x﹣8≤0的解集是 [﹣4,2] .
【解题思路】根据一元二次不等式的解法直接求解.
【解答过程】解:由x2+2x﹣8≤0得,(x﹣2)(x+4)≤0,∴﹣4≤x≤2,
∴故答案为:[﹣4,2].
14.(4分)(2021秋•山西月考)已知p:2x2﹣3x﹣2≥0,q:x2﹣2(a﹣1)x+a(a﹣2)≥0,若p是q的充分不必要条件,则实数a的取值范围是 [32,2] .
【解题思路】解不等式2x2﹣3x﹣2≥0得x≥2或x≤−12,解不等式x2﹣2(a﹣1)x+a(a﹣2)≥0x≥a或x≤a﹣2,由题意得−12≤a﹣2且a≤2,从而求得.
【解答过程】解:∵2x2﹣3x﹣2≥0,
∴x≥2或x≤−12,
∵x2﹣2(a﹣1)x+a(a﹣2)≥0,
∴(x﹣a)(x﹣(a﹣2))≥0,
∴x≥a或x≤a﹣2,
∵p是q的充分不必要条件,
∴−12≤a﹣2且a≤2,
解得32≤a≤2,
故答案为:[32,2].
15.(4分)(2022春•京口区校级期末)已知关于x的一元二次不等式ax2+bx+c<0的解集为{x|1<x<3},则cx2﹣bx+a>0的解集是 (﹣∞,﹣1)∪(−13,+∞) .
【解题思路】根据关于x的一元二次不等式ax2+bx+c<0的解集得到a、b、c的关系,即可解之.
【解答过程】解:∵x的一元二次不等式ax2+bx+c<0的解集为{x|1<x<3},
∴a>0ca=3−ba=4,不等式cx2﹣bx+a>0化为3x2+4x+1>0,∴x<﹣1或x>−13,
故答案为:(﹣∞,﹣1)∪(−13,+∞).
16.(4分)(2021秋•临沂期中)对任意x∈R,一元二次不等式(k﹣1)x2+(k﹣1)x−38<0都成立,则实数k的取值范围为 (−12,1) .
【解题思路】由二次不等式恒成立结合图象求解即可.
【解答过程】解:因为对任意x∈R,一元二次不等式(k﹣1)x2+(k﹣1)x−38<0都成立,
所以k−1<0Δ=(k−1)2−4(k−1)×(−38)<0,
解得−12<k<1,
即实数k的取值范围为(−12,1).
故答案为:(−12,1).
四.解答题(共6小题,满分44分)
17.(6分)(2022•南京模拟)解以下一元二次不等式
(1)2x2﹣3x+1≤0
(2)﹣x2﹣5x+6<0
(3)4x2﹣4x+1>0
(4)x2﹣6x+9≤0
【解题思路】(1)(3)(4)对不等式的左边分解因式求解,(2)由﹣x2﹣5x+6<0,得x2+5x﹣6>0,然后对不等式的左边分解因式求解.
【解答过程】解:(1)由2x2﹣3x+1≤0,得(x﹣1)(2x﹣1)≤0,
解得12≤x≤1,
所以不等式的解集为{x|12≤x≤1};
(2)由﹣x2﹣5x+6<0,得x2+5x﹣6>0,
则(x﹣1)(x+6)>0,解得x<﹣6或x>1,
所以不等式的解集为{x|x<﹣6或x>1};
(3)由4x2﹣4x+1>0,得(2x﹣1)2>0,
解得x≠12,
所以不等式的解集为{x|x≠12};
(4)由x2﹣6x+9≤0,得(x﹣3)2≤0,得x=3,
所以不等式的解集为{x|x=3}.
18.(6分)(2022•天元区校级开学)解下列关于x的不等式:(a为实数)
(1)x2+2x+a<0;
(2)ax−1x−2>0.
【解题思路】(1)分类讨论判别式Δ的符号,数形结合即可求解;
(2)先将分式不等式转化为整式不等式,再分类讨论a的符号及1a与2的大小关系,数形结合即可求解.
【解答过程】解:(1)①当Δ=4﹣4a≤0,即a≥1时,原不等式的解集为∅;
②当Δ=4﹣4a>0,即a<1时,原不等式的解集为(−1−1−a,−1+1−a),
综合可得:当a≥1时,原不等式的解集为∅;
当a<1时,原不等式的解集为(−1−1−a,−1+1−a);
(2)∵原不等式可化为(ax﹣1)(x﹣2)>0,
①当a=0时,原不等式可化为x﹣2<0,∴x<2,
∴原不等式的解集为(﹣∞,2);
②当a<0时,1a<2,
∴原不等式的解集为(1a,2);
③当a>0时,
若1a<2,即a>12时,原不等式的解集为(﹣∞,1a)∪(2,+∞);
若1a=2,即a=12时,原不等式的解集为{x|x≠2};
若1a>2,即0<a<12时,原不等式的解集为(﹣∞,2)∪(1a,+∞).
综合可得:当a<0时,原不等式的解集为(1a,2);
当a=0时,原不等式的解集为(﹣∞,2);
当0<a<12时,原不等式的解集为(﹣∞,2)∪(1a,+∞);
当a=12时,原不等式的解集为{x|x≠2};
当a>12时,原不等式的解集为(﹣∞,1a)∪(2,+∞).
19.(8分)(2022•天元区校级开学)已知不等式ax2+bx+1>0的解集为{x|−12<x<13},求不等式ax+3x−b≤0的解集.
【解题思路】利用一元二次不等式的解法建立方程求出a,b的值,然后代入所求不等式,再利用分式不等式的解法即可求解.
【解答过程】解:因为不等式ax2+bx+1>0的解集为{x|−12<x<13},
则−12,13是方程ax2+bx+1=0的两根,则−12+13=−ba−12×13=1aa<0,解得a=﹣6,b=﹣1,
所以不等式ax+3x−b≤0可以化为:−6x+3x+1≤0,
即2x−1x+1≥0,则解不等式可得:x<﹣1或x≥12,
所以不等式的解集为{x|x<﹣1或x≥12}.
20.(8分)(2021秋•汉中月考)已知函数f(x)=ax2﹣x﹣a﹣1.
(1)若∀x∈(2,+∞),f(x)+3>0,求a的取值范围;
(2)求关于x的不等式f(x)>0的解集.
【解题思路】(1)当a=0时不成立,当a≠0时,不等式化为a>x−2x2−1在x>2时恒成立,只需a>(x−2x2−1)max,然后利用基本不等式即可求解;(2)对a=0,a>0,−12<a<0,a=−12,a<−12分别讨论,然后利用一元二次不等式的解法即可求解.
【解答过程】解:(1)当a=0时,f(x)+3=﹣x﹣1+3=﹣x+2>0,解得x<2与已知矛盾,故a≠0,
则当x>2时,f(x)+3=ax2﹣x﹣a﹣1+3=a(x2﹣1)﹣x+2>0恒成立,
即a>x−2x2−1在x>2时恒成立,只需a>(x−2x2−1)max,
又因为x−2x2−1=x−2(x−2)2+4(x−2)+3=1x−2+3x−2+4≤12(x−2)3(x−2)+4=123+4=1−32,
当且仅当x﹣2=3x−2,即x=2+3时取等号,此时(x−2x2−1)max=1−32,
所以a>1−32,即实数a的取值范围为(1−32,+∞);
(2)原不等式可化为(x+1)[ax﹣(a+1)]>0,
当a=0时,不等式为﹣(x+1)>0,解得x<﹣1,
当a>0时,解不等式可得x>a+1a或x<﹣1,
当a<0时,令﹣1=a+1a,解得a=−12,
所以当−12<a<0时,解不等式可得a+1a<x<−1,
a=−12时,不等式化为(x+1)2<0,不等式解集为∅,
当a<−12时,解不等式可得﹣1<x<a+1a,
综上:a=0时,不等式解集为(﹣∞,﹣1),
a>0时,不等式解集为(﹣∞,﹣1)∪(a+1a,+∞),
−12<a<0时,不等式解集为(a+1a,−1),
a=−12时,不等式解集为∅,
a<−12时,不等式解集为(﹣1,a+1a).
21.(8分)(2022春•沧州期末)已知函数f(x)=﹣3x2+a(6﹣a)x+6,a∈R.
(1)解关于a的不等式f(﹣3)<0;
(2)若m∈R,a>0,关于x的不等式f(x)+a3+21>0的解集为(m﹣4,m+5),求a的值.
【解题思路】(1)f(﹣3)=﹣27﹣3a(6﹣a)+6<0,由此能求出所求不等式的解集.
(2)法一:不等式f(x)+a3+21>0可化为3x2﹣a(6﹣a)x﹣a3﹣27<0,利用根的判别式、韦达定理能求出a.
法二:不等式f(x)+a3+21>0可化为3x2﹣a(6﹣a)x﹣a3﹣27<0,利用根的判别式、韦达定理能求出a.
【解答过程】解:(1)函数f(x)=﹣3x2+a(6﹣a)x+6,a∈R,关于a的不等式f(﹣3)<0,
∴由题意知f(﹣3)=﹣27﹣3a(6﹣a)+6<0,
化简得a2﹣6a﹣7<0,
解得﹣1<a<7.
所以所求不等式的解集为{a|﹣1<a<7}.
(2)解法一:不等式f(x)+a3+21>0可化为3x2﹣a(6﹣a)x﹣a3﹣27<0.
关于x的方程3x2﹣a(6﹣a)x﹣a3﹣27=0的判别式:
Δ=[a(6﹣a)]2+12(a3+27)=a4+36a2+324=(a2+18)2,
方程的根x1=3a−a2−93,x2=a+3.
∴x2−x1=a+3−3a−a2−93=a2+183,
又x2﹣x1=m+5﹣(m﹣4)=9,
∴a2+183=9,
解得a=3或a=﹣3,
∵a>0,∴a=3.
解法二:不等式f(x)+a3+21>0可化为3x2﹣a(6﹣a)x﹣a3﹣27<0.
关于x的方程3x2﹣a(6﹣a)x﹣a3﹣27=0的判别式:
Δ=[a(6﹣a)]2+12(a3+27)=a4+36a2+324=(a2+18)2,
设方程的根为x1,x2,则x1+x2=a(6−a)3,x1x2=−a3+273.
不妨设x1<x2,则x2−x1=(x1+x2)2−4x1x2=[a(6−a)3]2+4(a3+27)3=a2+183,
又x2﹣x1=m+5﹣(m﹣4)=9,
∴a2+183=9,
解得a=3或a=﹣3,
又a>0,∴a=3.
22.(8分)(2021秋•徐汇区校级期中)已知关于x的不等式ax2﹣x+1﹣a≤0.
(1)当a>0时,解关于x的不等式;
(2)当2≤x≤3时,不等式ax2﹣x+1﹣a≤0恒成立,求实数a的取值范围.
【解题思路】(1)不等式化为(x﹣1)(ax+a﹣1)≤0,再分类讨论两根的大小,求出对应不等式的解集即可.
(2)不等式化为a(x2﹣1)≤x﹣1,即a≤1x+1恒成立,求出f(x)=1x+1在x∈[2,3]时的最小值即可.
【解答过程】解:(1)不等式ax2﹣x+1﹣a≤0可化为(x﹣1)(ax+a﹣1)≤0,
当a>0时,不等式化为(x﹣1)(x−1−aa)≤0,
①当1−aa>1,即0<a<12时,解不等式得1≤x≤1−aa,
②当1−aa=1,即a=12时,解不等式得x=1,
③当1−aa<1,即a>12时,解不等式得1−aa≤x≤1.
综上,当0<a<12时,不等式的解集为{x|1≤x≤1−aa},
当a=12时,不等式的解集为{x|x=1},
当a>12时,不等式的解集为{x|1−aa≤x≤1}.
(2)由题意不等式ax2﹣x+1﹣a≤0化为a(x2﹣1)≤x﹣1,
当x∈[2,3]时,x﹣1∈[1,2],且x+1∈[3,4],
所以原不等式可化为a≤1x+1恒成立,
设f(x)=1x+1,x∈[2,3],则f(x)的最小值为f(3)=14,
所以a的取值范围是(﹣∞,14].
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