2026年高考数学一轮专题训练:一、二次函数及方程、不等式 [含答案]
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A.B.
C.D.
2.(2024秋•南通月考)不等式﹣x2+2x>0的解集为( )
A.{x|x<0或x>2}B.{x|x<﹣2或x>0}
C.{x|0<x<2}D.{x|﹣2<x<0}
3.(2024秋•宝山区校级月考)设f(x)=ax2﹣x﹣c(常数a,c∈R且a≠0),若关于x的不等式f(x)>0的解集为区间(﹣2,1),则函数y=f(﹣x)的大致图像为( )
A.B.
C.D.
4.(2024秋•朝阳区校级月考)关于x的一元二次方程(x﹣1)(x﹣4)=a有实数根x1,x2,且x1<x2,则下列结论中错误的说法是( )
A.当a=0时,x1=1,x2=4
B.当a>0时,1<x1x2<4
C.当a>0时,x1<1<4<x2
D.当−94<a<0时,4<x1x2<254
5.(2024•房山区开学)已知集合A={(x,y)|(x−y)(xy−1)≤0},B={(x,y)|12≤x≤2,12≤y≤2},S是集合A∩B表示的平面图形的面积,则S=( )
A.1B.98C.2D.94
6.(2024•金安区校级模拟)已知集合P={(x,y)|x4+ax﹣2024=0且xy=2024},若P中的点均在直线y=2024x的同一侧,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣∞,﹣2023)∪(2023,+∞)
B.(2023,+∞)
C.(﹣∞,﹣2024)∪(2024,+∞)
D.(2024,+∞)
7.(2023秋•日照期末)已知实数x、y满足x|x|4+y|y|=1,则|x+2y+2|的取值范围是( )
A.(1,5+10]B.(2,2+22]
C.[2,22+5]D.[255,2105+1]
8.(2023秋•眉山期末)若关于x的不等式ax−2a<0的解集为(2,+∞),则关于x的不等式2x2﹣(a+4)x+2a<0的解集为( )
A.{x|x<−12或x>2}B.{x|−12<x<2}
C.{x|x<−2或x>12}D.{x|−2<x<12}
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2024秋•锡山区校级期中)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﹣1的解集为(m﹣4,m+1),则下列选项正确的为( )
A.a2+4b=0B.a=m﹣3
C.4b+(2m﹣3)2=0D.c=−214
(多选)10.(2024秋•衢州期中)定义:如果关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不同的实数根,且其中一个根是另一个根的2倍,则称这样的方程为“和谐方程”.下列命题正确的是( )
A.方程x2+x﹣2=0是“和谐方程”
B.若关于x的方程x2+ax+8=0是“和谐方程”,则a=±6
C.若关于x的方程ax2﹣3ax+c=0(a≠0)是“和谐方程”,则y=ax2+3ax+c的函数图象与x轴交点的坐标是(﹣1,0)和(﹣2,0)
D.若点(m,n)在反比例函数y=4x的图象上,则关于x的方程mx2+32x+n=0是“和谐方程”
(多选)11.(2024秋•沈阳期中)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|﹣1<x<3},则( )
A.函数y=ax2+bx+c有最大值
B.5a+5b+c>0
C.6b=﹣5c
D.bx2+a|x|﹣c>0的解集为(−∞,−32)∪(32,+∞)
(多选)12.(2024秋•浙江期中)已知ax2+bx+c<0的解集为{x|α<x<β<0},则g(x)=(1x−a)(cx2+bx+a)>0的解可以是( )
A.(−∞,1β)B.(1β,1α)C.(1α,0)D.(0,1a)
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋•天津期中)若不等式kx2+3kx+4>0(x∈R)恒成立,则实数k的取值范围为 .
14.(2024秋•砀山县期中)已知关于x的不等式x2﹣(a+4)x+2a+5≥0在(﹣∞,2)上恒成立,则a的最小值为 .
15.(2024秋•巴音郭楞州校级期中)若f(x)=x2+2ax+2在(﹣∞,4]上是减函数,则a的取值范围是 .
16.(2024秋•宝山区校级期中)已知f(x)=x2+ax+b(a、b∈R),记集合A={x|f(x)≤0},B={x|f(f(x)+1)≤0}.若A=B≠∅,则a的取值范围为 .
四.解答题(共4小题)
17.(2025•开福区校级开学)已知函数y=ax2+(1﹣a)x+a(a∈R).
(1)若ax2+(1﹣a)x+a≥0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ax2+(1﹣a)x+a<3a+2.
18.(2024秋•固始县期末)在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)﹣f(x),某公司每月最多生产10台光刻机的某种设备,生产x台(x≥1,x∈N*)这种设备的收入函数为R(x)=x2+16x2+40(单位千万元),其成本函数为C(x)=10x+40x(单位千万元).(以下问题请注意定义域)
(1)求收入函数R(x)的最小值;
(2)求成本函数C(x)的边际函数MC(x)的最大值;
(3)求生产x台光刻机的这种设备的的利润z(x)的最小值.
19.(2024秋•广安校级期末)已知函数f(x)=(a+1)x2﹣x+1.
(1)若对∀x∈[1,3],f(x)≥0,求实数a的取值范围;
(2)当a>0时,求关于x的不等式f(x)≤x2+ax的解集.
20.(2024秋•西城区校级期末)在平面内,有m个椭圆和n条抛物线(m,n∈N*),任意两条曲线均存在公共点,且任意三条及以上的曲线无公共点.设所有公共点个数为V.这些公共点将椭圆和抛物线共分割为L条曲线段(或曲射线),上述图形将平面分割为S个互不连通的区域.如图,一个椭圆与一条抛物线相交,此时S=4.已知对于任意m,n∈N*,V+S﹣L=1成立.
(Ⅰ)当m=n=1时,直接写出S的最大值及此时V和L的值;
(Ⅱ)当m=n=2时,是否存在V,使得S=25?若存在,求出V的值;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)对于给定的m,n∈N*,设所有S的最大值为S(m,n).当S(m,n)=221+n时,试求出m+n的值.
高考数学一轮复习 一、二次函数及方程、不等式
答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•兰州期中)已知函数f(x)=ax2+bx+c,若a<b<c,且a+b+c=0,则f(x)的图象可能是( )
A.B.
C.D.
【考点】二次函数的性质与图象.
【专题】数形结合;综合法;函数的性质及应用;数学抽象.
【正确答案】A
【分析】先由题意确定a<0<c,再利用二次函数性质逐项判断.
解:若a<b<c,且a+b+c=0,则a<0<c,故f(x)=ax2+bx+c开口向下,故BD错误;
又f(0)=c>0,故C错误,A正确.
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次函数性质的简单应用,属于基础题.
2.(2024秋•南通月考)不等式﹣x2+2x>0的解集为( )
A.{x|x<0或x>2}B.{x|x<﹣2或x>0}
C.{x|0<x<2}D.{x|﹣2<x<0}
【考点】解一元二次不等式.
【专题】计算题;转化思想;综合法;不等式的解法及应用;运算求解.
【正确答案】C
【分析】求出对应方程的根,结合二次不等式的解法求解即可.
解:原不等式可化为x2﹣2x<0,
由x2﹣2x=0得x=0或2,
所以原不等式解为0<x<2.
故选:C.
【点评】本题考查一元二次不等式的解法,属于基础题.
3.(2024秋•宝山区校级月考)设f(x)=ax2﹣x﹣c(常数a,c∈R且a≠0),若关于x的不等式f(x)>0的解集为区间(﹣2,1),则函数y=f(﹣x)的大致图像为( )
A.B.
C.D.
【考点】二次函数的图象及其对称性.
【专题】计算题;方程思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【正确答案】B
【分析】根据题意,由不等式的解集与方程根的关系取出a、c的值,即可得f(x)的解析式,进而可得f(﹣x)的解析式,由二次函数的性质分析可得答案.
解:根据题意,函数f(x)=ax2﹣x﹣c(常数a,c∈R且a≠0),若不等式f(x)>0的解集为区间(﹣2,1),
即方程ax2﹣x﹣c=0的两个为﹣2和1,且a<0,
则a<01a=−2+1ca=(−2)×1,解可得a=﹣1,c=2,则f(x)=﹣x2﹣x+2,
故f(﹣x)=﹣x2+x+2,是开口向下的二次函数,与x轴的交点为(﹣1,0)和(2,0),
分析选项,B符合.
故选:B.
【点评】本题考查二次函数的性质和应用,涉及函数图象的变换,属于中档题.
4.(2024秋•朝阳区校级月考)关于x的一元二次方程(x﹣1)(x﹣4)=a有实数根x1,x2,且x1<x2,则下列结论中错误的说法是( )
A.当a=0时,x1=1,x2=4
B.当a>0时,1<x1x2<4
C.当a>0时,x1<1<4<x2
D.当−94<a<0时,4<x1x2<254
【考点】一元二次方程的根的分布与系数的关系.
【专题】函数思想;定义法;函数的性质及应用;逻辑思维.
【正确答案】B
【分析】根据给定条件,借助二次函数的图象,逐项分析判断即可.
解:对于A,当a=0时,方程(x﹣1)(x﹣4)=0的二实根为x1=1,x2=4,A正确;
对于B,方程(x﹣1)(x﹣4)=a,即x2﹣5x+4﹣a=0,Δ=25﹣4(4﹣a)>0,解得a>−94,
当a>0时,x1x2=4﹣a<4,B错误;
对于C,令f(x)=(x﹣1)(x﹣4),依题意,x1,x2是函数y=f(x)的图象与直线y=a交点的横坐标,在同一坐标系内作出函数y=f(x)的图象与直线y=a,如图,
观察图象知,当a>0时,x1<1<4<x2,C正确;
对于D,当−94<a<0时,x1x2=4−a∈(4,254),D正确.
故选:B.
【点评】本题考查函数与方程综合应用,属于中档题.
5.(2024•房山区开学)已知集合A={(x,y)|(x−y)(xy−1)≤0},B={(x,y)|12≤x≤2,12≤y≤2},S是集合A∩B表示的平面图形的面积,则S=( )
A.1B.98C.2D.94
【考点】简单线性规划.
【专题】整体思想;综合法;直线与圆;运算求解.
【正确答案】B
【分析】由集合A,B的元素满足的条件,找出A∩B所对应的图形,再借助图形的对称性即可求出面积.
解:集合B={(x,y)|12≤x≤2,12≤y≤2}表示平行直线x=12,x=2与y=12,y=2围成的正方形ABCD,
集合A={(x,y)|(x﹣y)(xy﹣1)≤0}={x|x−y≥0xy−1≤0或x−y≤0xy−1≥0},
因此集合A∩B表示的平面图形为图中AEB部分和DCE部分,
由图形的对称性知:所求图象可以补成图中三角形ABC,
所以S=12×32×32=98.
故选:B.
【点评】本题主要考查了图形对称性在面积求解中的应用,属于中档题.
6.(2024•金安区校级模拟)已知集合P={(x,y)|x4+ax﹣2024=0且xy=2024},若P中的点均在直线y=2024x的同一侧,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣∞,﹣2023)∪(2023,+∞)
B.(2023,+∞)
C.(﹣∞,﹣2024)∪(2024,+∞)
D.(2024,+∞)
【考点】简单线性规划.
【专题】计算题;整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【正确答案】A
【分析】依题意可得a=−x3+2024xy=2024x,令f(x)=−x3+2024x,求出y=2024x与y=2024x的交点坐标,依题意只需a>f(1)或a<f(﹣1),即可求出a的取值范围.
解:依题意集合P即为关于x,y的方程组x4+ax−2024=0xy=2024的解集,显然x≠0,
所以a=−x3+2024xy=2024x,即y=−x3+2024xy=2024xy=a,
令f(x)=−x3+2024x,
由y=2024xy=2024x,解得x=1y=1或x=−1y=−1,
即函数y=2024x与y=2024x的交点坐标为(1,1)和(﹣1,﹣1),
又f(−x)=−x3+2024x=−(−x3+2024x)=−f(x),所以f(x)为奇函数,
因为y=﹣x3与y=2024x在(0,+∞)上单调递减,
所以f(x)=−x3+2024x在(0,+∞)上单调递减,则f(x)=−x3+2024x在(﹣∞,0)上单调递减,
依题意y=a与y=−x3+2024x、y=2024x的交点在直线y=2024x的同侧,
只需a>f(1)或a<f(﹣1),即a>2023或a<﹣2023,
所以实数a的取值范围为(﹣∞,﹣2023)∪(2023,+∞).
故选:A.
【点评】本题考查了函数单调性和参数的计算,属于中档题.
7.(2023秋•日照期末)已知实数x、y满足x|x|4+y|y|=1,则|x+2y+2|的取值范围是( )
A.(1,5+10]B.(2,2+22]
C.[2,22+5]D.[255,2105+1]
【考点】简单线性规划.
【专题】分类讨论;转化法;圆锥曲线中的最值与范围问题;运算求解.
【正确答案】B
【分析】化简曲线x|x|4+y|y|=1的方程,并作出曲线x|x|4+y|y|=1的图象,令z=x+2y,数形结合求出z的取值范围,可得出x+2y+2的取值范围,即可得解.
解:当x≥0,y≥0时,曲线方程可化为x24+y2=1;
当x≤0,y≥0时,曲线方程可化为y2−x24=1;
当x≤0,y≤0时,则x|x|4+y|y|≤0,此时,曲线x|x|4+y|y|=1表示的图形不存在;
当x≥0,y≤0时,曲线方程可化为x24−y2=1.
作出曲线x|x|4+y|y|=1的图象,如图所示:
双曲线x24−y2=1、y2−x24=1的渐近线方程均为x±2y=0,
令z=x+2y,其中点P(x,y)在曲线x|x|4+y|y|=1上,由图可知,z>0,
当直线z=x+2y与椭圆x24+y2=1相切,且切点位于第一象限时,z取最大值,
由z=x+2yx24+y2=1,可得2x2﹣2zx+z2﹣4=0,
由Δ=4z2﹣8(z2﹣4)=32﹣4z2=0,因为z>0,解得z=22,
所以,0<x+2y≤22,则2<x+2y+2≤2+22,即2<|x+2y+2|≤2+22,
所以|x+2y+2|的取值范围是(2,2+22].
故选:B.
【点评】本题考查了圆锥曲线的应用问题,圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
8.(2023秋•眉山期末)若关于x的不等式ax−2a<0的解集为(2,+∞),则关于x的不等式2x2﹣(a+4)x+2a<0的解集为( )
A.{x|x<−12或x>2}B.{x|−12<x<2}
C.{x|x<−2或x>12}D.{x|−2<x<12}
【考点】一元二次不等式及其应用;其他不等式的解法.
【专题】转化思想;转化法;不等式;运算求解.
【正确答案】B
【分析】关于α的不等式ax−2a<0的解集为(2,+∞),得出a=﹣1,代入2x2﹣(a+4)x+2a<0,即可求解.
解:因为ax−2a<0,
所以ax<2a,
由于关于x的不等式ax−2a<0的解集为(2,+∞),
所以a<0,
即x>2a2,
所以2a2=2,
解得a=﹣1,
所以关于x的不等式2x2﹣(a+4)x+2a<0,
即为2x2﹣3x﹣2<0,
解得−12<x<2,
所以不等式的解集为{x|−12<x<2}.
故选:B.
【点评】本题考查不等式的解法,属于中档题.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2024秋•锡山区校级期中)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﹣1的解集为(m﹣4,m+1),则下列选项正确的为( )
A.a2+4b=0B.a=m﹣3
C.4b+(2m﹣3)2=0D.c=−214
【考点】二次函数的性质与图象.
【专题】整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【正确答案】ACD
【分析】利用配方法求出函数f(x)值域可判断A;f(x)>c﹣1的解集为(m﹣4,m+1)可判断B;利用韦达定理可判断CD.
解:函数f(x)=−x2+ax+b=−(x−a2)2+a24+b≤a24+b,
因为函数f(x)=﹣x2+ax+b的值域为(﹣∞,0],
所以a24+b=0,即a2+4b=0,故A正确;
对于B,由f(x)>c﹣1得x2﹣ax﹣b+c﹣1<0,
因为f(x)>c﹣1的解集为(m﹣4,m+1),
所以m﹣4,m+1为x2﹣ax﹣b+c﹣1=0的根,
所以a=m﹣4+m+1=2m﹣3,故B错误;
对于C,由a24+b=0,a=2m﹣3得b=−a24=−(2m−3)24,故C正确;
对于D,由a=2m﹣3得m=a+32,
因为f(x)>c﹣1的解集为(m﹣4,m+1),
所以m﹣4,m+1为x2﹣ax﹣b+c﹣1=0的根,
所以(m﹣4)(m+1)=c﹣b﹣1,
得m2−3m−4=c−b−1=c+a24−1,
所以(a+32)2−3(a+32)−4=c+a24−1,整理得c=−214,故D正确.
故选:ACD.
【点评】本题主要考查了二次函数的性质的应用,二次函数性质及二次不等式关系的应用,属于中档题.
(多选)10.(2024秋•衢州期中)定义:如果关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不同的实数根,且其中一个根是另一个根的2倍,则称这样的方程为“和谐方程”.下列命题正确的是( )
A.方程x2+x﹣2=0是“和谐方程”
B.若关于x的方程x2+ax+8=0是“和谐方程”,则a=±6
C.若关于x的方程ax2﹣3ax+c=0(a≠0)是“和谐方程”,则y=ax2+3ax+c的函数图象与x轴交点的坐标是(﹣1,0)和(﹣2,0)
D.若点(m,n)在反比例函数y=4x的图象上,则关于x的方程mx2+32x+n=0是“和谐方程”
【考点】一元二次方程的根的分布与系数的关系;二次函数的性质与图象.
【专题】整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解;新定义类.
【正确答案】BCD
【分析】A,通过解方程得到该方程的根,结合“和谐方程”的定义进行判断;
B,设x2=2x1,结合方程根与系数关系判断结论;
C,根据“和谐方程”的定义,结合二次函数的性质即可判断结论;
D,若点(a,b)在函数y=2x的图象上,得到b=2a,然后解方程mx2+32x+n=0,即可判断结论.
解:A,由x2+x﹣2=0,解得x1=1,x2=﹣2,x2≠2x1,
则方程x2+x﹣2=0不是和谐方程,A错误;
B,关于x的方程x2+ax+8=0是和谐方程,设x2=2x1,
则x1•x2=2x12=8,∴x1=±2,
当x1=2时,x2=4,
当x1=﹣2时,x2=﹣4,
∴x1+x2=﹣a=±6,∴a=±6,故B正确;
C,关于x的方程ax2﹣3ax+c=0(a≠0)是和谐方程,∴设x2=2x1,
∵抛物线y=ax2+3ax+c(a≠0)的对称轴是直线x=−32,
∴x1+x2=﹣3,解得x1=﹣1,x2=﹣2,
∴抛物线y=ax2﹣3ax+c(a≠0)与x轴的交点的坐标是(﹣1,0)和(﹣2,0),故C正确;
由点(m,n)在反比例函数y=4x的图象上可得mn=4,
关于x的方程mx2+32x+n=0中,Δ=18﹣4mn=2>0,即方程有根,设为x2,x1,
则x1=−22m,x2=−2m,此时x1=2x2,符合题意,D正确.
故选:BCD.
【点评】本题以新定义为载体,主要考查了二次方程,二次函数性质的应用,属于中档题.
(多选)11.(2024秋•沈阳期中)已知关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|﹣1<x<3},则( )
A.函数y=ax2+bx+c有最大值
B.5a+5b+c>0
C.6b=﹣5c
D.bx2+a|x|﹣c>0的解集为(−∞,−32)∪(32,+∞)
【考点】一元二次不等式及其应用.
【专题】转化思想;转化法;不等式的解法及应用;运算求解.
【正确答案】ABD
【分析】由一元二次不等式解集即可知a<0,即函数y=ax2+bx+c有最大值,A正确;由−1<5<3可知 f(5)=5a+5b+c>0,即B正确;利用韦达定理可得b=﹣2a,c=﹣3a,即可知C错误;易知不等式可化为2x2﹣|x|﹣3>0,解得可知D正确.
解:因为不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|﹣1<x<3},
所以f(x)=ax2+bx+c=a(x+1)(x﹣3),a<0,
函数y=ax2+bx+c开口向下,有最大值,A正确;
又−1<5<3,函数值f(5)=5a+5b+c>0即B正确;
又﹣1,3是关于x的二次方程ax2+bx+c=0 的两根,则−1+3=−ba−1×3=ca,
所以b=﹣2a,c=﹣3a,则3b=2c,C错误;
不等式bx2+a|x|﹣c>0即为﹣2ax2+a|x|+3a>0,
即2x2﹣|x|﹣3>0,解得|x|<﹣1或|x|>32,
x∈(−∞,−32)∪(32,+∞),D正确.
故选:ABD.
【点评】本题考查一元二次不等式的应用,属于中档题.
(多选)12.(2024秋•浙江期中)已知ax2+bx+c<0的解集为{x|α<x<β<0},则g(x)=(1x−a)(cx2+bx+a)>0的解可以是( )
A.(−∞,1β)B.(1β,1α)C.(1α,0)D.(0,1a)
【考点】解一元二次不等式;一元二次方程的根的分布与系数的关系.
【专题】转化思想;综合法;不等式的解法及应用;运算求解.
【正确答案】BD
【分析】由一元二次不等式的解集得到α,β为方程ax2+bx+c=0的两个根,再得到韦达定理,利用韦达定理和分式不等式将所求不等式化简,再利用“穿针引线法”求解即可.
解:由题意可得a>0,c>0,且α,β为方程ax2+bx+c=0的两个根,
因为α<β<0,所以0>1α>1β,
则α+β=−ba,αβ=ca,
又g(x)=(1x−a)(cx2+bx+a)>0等价于g(x)=1a(ax−1x)(cax2+bax+1)<0,
等价于g(x)=1a(ax−1x)[αβx2−(α+β)x+1]<0,
等价于g(x)=1ax(ax−1)(αx−1)(βx−1)<0,
所以不等式的解为1β<x<1α或0<x<1a.
故选:BD.
【点评】本题考查了一元二次不等式的解法,韦达定理,穿根法求高次不等式的解法,是中档题.
三.填空题(共4小题)
13.(2024秋•天津期中)若不等式kx2+3kx+4>0(x∈R)恒成立,则实数k的取值范围为 [0,169) .
【考点】一元二次不等式恒成立问题.
【专题】函数思想;分类法;函数的性质及应用;运算求解.
【正确答案】[0,169).
【分析】分k是否等于0进行讨论,然后结合二次函数恒成立问题依次列出不等式即可求解.
解:不等式kx2+3kx+4>0(x∈R)恒成立,
①若k=0,4>0恒成立,故k=0满足题意;
②若k≠0,不等式kx2+3kx+4>0(x∈R)恒成立,
则当且仅当k>0Δ=9k2−16k<0,解得k∈(0,169);
综合①②,实数k的取值范围为[0,169).
故[0,169).
【点评】本题考查不等式恒成立问题,考查分类讨论思想与运算求解能力,属于中档题.
14.(2024秋•砀山县期中)已知关于x的不等式x2﹣(a+4)x+2a+5≥0在(﹣∞,2)上恒成立,则a的最小值为 ﹣2 .
【考点】二次函数的性质与图象.
【专题】函数思想;方程思想;综合法;不等式的解法及应用;运算求解.
【正确答案】﹣2
【分析】分离常数后,不等式可化为a≥−x2+4x−52−x,变形后,利用基本不等式求出右边函数的最大值即可.
解:由不等式x2﹣(a+4)x+2a+5≥0在上恒成立,
得在上恒成立,所以,
所以a≥−x2+4x−52−x=−(x2−4x+4)−12−x=−(2−x)2−12−x=−(2−x)−12−x在(﹣∞,2)上恒成立,
又(2−x)+12−x≥2(2−x)⋅12−x=2,
所以−[(2−x)+12−x]≤−2,当且仅当2−x=12−x,即时,等号成立.
所以,故的最小值为﹣2.
故﹣2.
【点评】本题考查了基本不等式,要合理利用基本不等式解题,注意等号成立的条件.
15.(2024秋•巴音郭楞州校级期中)若f(x)=x2+2ax+2在(﹣∞,4]上是减函数,则a的取值范围是 (﹣∞,﹣4] .
【考点】二次函数的性质与图象.
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用.
【正确答案】见试题解答内容
【分析】根据二次函数的图象和性质,可得f(x)在(﹣∞,4]上是减函数,有﹣a≥4,解得答案.
解:由f(x)=x2+2ax+2=(x+a)2+2﹣a 2,
所以对称轴为x=﹣a,
又f(x)在(﹣∞,4]上是减函数,
有﹣a≥4,所以a≤﹣4.
故a的取值范围是(﹣∞,﹣4],
故(﹣∞,﹣4].
【点评】本题考查的知识点是二次函数的图象和性质,熟练掌握二次函数的图象和性质,是解答的关键.
16.(2024秋•宝山区校级期中)已知f(x)=x2+ax+b(a、b∈R),记集合A={x|f(x)≤0},B={x|f(f(x)+1)≤0}.若A=B≠∅,则a的取值范围为 [﹣2,2] .
【考点】一元二次方程的根的分布与系数的关系;解一元二次不等式.
【专题】整体思想;综合法;集合;运算求解.
【正确答案】[﹣2,2].
【分析】根据题意设方程x2+ax+b=0的两个根分别为x1、x2,得到参数之间的关系,有两个集合相等得出x2=1,x1−1≤4b−a24,消去参数即求解.
解:因为A={x|f(x)≤0},B={x|f(f(x)+1)≤0},
若A=B≠∅,则Δ=a2﹣4b≥0,
设方程x2+ax+b=0的两个根分别为x1、x2,且x1≤x2,则x1+x2=﹣a,x1•x2=b,
所以A={x|f(x)≤0}={x|x1≤x≤x2},
由f(f(x)+1)≤0,得x1≤f(x)+1≤x2,
即x1﹣1≤f(x)≤x2﹣1,
因为A=B,所以x2﹣1=0且x1−1≤4b−a24,
因为x2﹣1=0,解得x2=1,
因为x1+x2=﹣a,所以x1+1=﹣a,
因为x1•x2=b,所以x1=b=﹣a﹣1,
所以x1−1≤4b−a24化为a2≤4,
Δ=a2﹣4b≥0,化为a2+4a+4≥0,
x1≤x2,化为﹣a﹣1≤1,
即a2≤4a2+4a+4≥0−a−1≤1,即−2≤a≤2a∈Ra≥−2,解得﹣2≤a≤2,
所以a的取值范围为[﹣2,2].
故[﹣2,2].
【点评】本题主要考查了元素与集合关系的应用,属于中档题.
四.解答题(共4小题)
17.(2025•开福区校级开学)已知函数y=ax2+(1﹣a)x+a(a∈R).
(1)若ax2+(1﹣a)x+a≥0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ax2+(1﹣a)x+a<3a+2.
【考点】一元二次不等式恒成立问题;解一元二次不等式.
【专题】整体思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【正确答案】(1){a|a≥13};
(2)当a=0时,解集为{x|x<2};
当a>0时,解集为{x|−1−1a<x<2};
当−13<a<0时,解集为{x|x<2或x>−1−1a};
当a=−13时,解集为{x|x≠2};
当a<−13时,解集为{x|x<−1−1a或x>2}.
【分析】(1)根据一元二次不等式恒成立,讨论a=0、a≠0,结合二次函数的性质列不等式求参数范围;
(2)由题设有[ax+(a+1)](x﹣2)<0,应用分类讨论求对应解集.
解:(1)由题意,ax2+(1﹣a)x+a≥0对一切实数x恒成立,
当a=0时,不等式可化为x≥0,不满足题意;
当a≠0时,则有a>0Δ=(1−a)2−4a2≤0,解得a≥13;
故实数a的取值范围是{a|a≥13}.
(2)不等式ax2+(1﹣a)x+a<3a+2等价于ax2+(1﹣a)x﹣2(a+1)<0,即[ax+(a+1)](x﹣2)<0,
当a=0时,不等式可化为x﹣2<0,解集为{x|x<2};
当a≠0时,ax2+(1﹣a)x﹣2(a+1)=0的两根为x1=﹣1−1a,x2=2,
当a>0时,不等式解集为{x|−1−1a<x<2};
当−13<a<0时,不等式解集为{x|x<2或x>−1−1a};
当a=−13时,不等式解集为{x|x≠2};
当a<−13时,不等式解集为{x|x<−1−1a或x>2}.
综上所述,
当a=0时,解集为{x|x<2};
当a>0时,解集为{x|−1−1a<x<2};
当−13<a<0时,解集为{x|x<2或x>−1−1a};
当a=−13时,解集为{x|x≠2};
当a<−13时,解集为{x|x<−1−1a或x>2}.
【点评】本题主要考查了由不等式恒成立求解参数范围,还考查了含参数二次不等式的求解,体现了分类讨论思想的应用,属于中档题.
18.(2024秋•固始县期末)在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)﹣f(x),某公司每月最多生产10台光刻机的某种设备,生产x台(x≥1,x∈N*)这种设备的收入函数为R(x)=x2+16x2+40(单位千万元),其成本函数为C(x)=10x+40x(单位千万元).(以下问题请注意定义域)
(1)求收入函数R(x)的最小值;
(2)求成本函数C(x)的边际函数MC(x)的最大值;
(3)求生产x台光刻机的这种设备的的利润z(x)的最小值.
【考点】二次函数的应用.
【专题】计算题;函数思想;综合法;函数的性质及应用;运算求解.
【正确答案】(1)48千万元;
(2)MC(x)max=869;
(3)z(x)min=7(千万元).
【分析】(1)利用基本不等式求解函数最小值即可.
(2)求出边际函数MC(x)的解析式,然后利用函数的单调性求解最值.
(3)求出利润函数z(x)的解析式,根据二次函数的性质求解最值.
解:(1)∵R(x)=x2+16x2+40,1≤x≤10,x∈N*.
∴R(x)≥2x2⋅16x2+40=48,当且仅当x2=16x2,即x=2时等号成立.
∴当x=2时,R(x)min=48(千万元).
(2)MC(x)=C(x+1)﹣C(x),1≤x≤9,x∈N*.
∴MC(x)=10(x+1)+40x+1−10x−40x=10−40(x+1)x,1≤x≤9,x∈N*.
由函数单调性可知:MC(x)在1≤x≤9,x∈N*单调递增,
∴当x=9时,MC(x)max=10−4010×9=869.
(3)z(x)=R(x)−C(x)=x2+16x2+40−(10x+40x)=(x+4x)2−10(x+4x)+32,
∴z(x)=(x+4x−5)2+7,1≤x≤9,x∈N*.
当x+4x=5时,即x2﹣5x﹣4=0,解得x=4或x=1,
∴当x=4或x=1时,z(x)min=7(千万元).
【点评】本题主要考查函数在实际问题中的应用,考查运算求解能力,属于中档题.
19.(2024秋•广安校级期末)已知函数f(x)=(a+1)x2﹣x+1.
(1)若对∀x∈[1,3],f(x)≥0,求实数a的取值范围;
(2)当a>0时,求关于x的不等式f(x)≤x2+ax的解集.
【考点】解一元二次不等式;一元二次不等式恒成立问题.
【专题】转化思想;转化法;不等式的解法及应用;运算求解.
【正确答案】(1)[−34,+∞);
(2)答案见解析.
【分析】(1)参变分离后转化为最值问题求解,
(2)根据a的取值分类讨论求解,
解:(1)f(x)=(a+1)x2﹣x+1≥0,
因为x∈[1,3],所以a+1≥−(1x)2+1x.
令t=1x,则t∈[13,1].y=−t2+t=−(t−12)2+14,
当t=12,即x=2时,ymax=14.a+1≥14,即a≥−34.
所以实数a的取值范围为[−34,+∞).
(2)不等式f(x)≤x2+ax化简为ax2﹣(a+1)x+1≤0,a(x−1)(x−1a)≤0,
当0<a<1时,1a>1,1≤x≤1a;
当a=1时,x=1;
当a>1时,1a≤1,1a≤x≤1.
综上,当0<a<1时,解集为[1,1a];当a=1时,解集为{1};a>1时,解集为[1a,1].
【点评】本题主要考查一元二次不等式的解法,属于中档题.
20.(2024秋•西城区校级期末)在平面内,有m个椭圆和n条抛物线(m,n∈N*),任意两条曲线均存在公共点,且任意三条及以上的曲线无公共点.设所有公共点个数为V.这些公共点将椭圆和抛物线共分割为L条曲线段(或曲射线),上述图形将平面分割为S个互不连通的区域.如图,一个椭圆与一条抛物线相交,此时S=4.已知对于任意m,n∈N*,V+S﹣L=1成立.
(Ⅰ)当m=n=1时,直接写出S的最大值及此时V和L的值;
(Ⅱ)当m=n=2时,是否存在V,使得S=25?若存在,求出V的值;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)对于给定的m,n∈N*,设所有S的最大值为S(m,n).当S(m,n)=221+n时,试求出m+n的值.
【考点】二次函数的性质与图象.
【专题】阅读型;规律型;转化思想;分析法;函数的性质及应用;逻辑思维.
【正确答案】(Ⅰ)Smax=6,此时L=9,V=4;
(Ⅱ)V=22;
(Ⅲ)m+n=11.
【分析】(Ⅰ)根据题意直接写出答案即可;
(Ⅱ)(Ⅲ)根据题意进行递推即可求解.
解:(Ⅰ)Smax=6,此时L=9,V=4;
(Ⅱ)设四条曲线分别为a1,a2,a3,a4,其中a1,a2为椭圆,a3,a4为抛物线.
ai和aj的公共点个数为Vij,其中i,j∈{1,2,3,4},且i<j,则Vij∈{1,2,3,4}.
所以V=V12+V13+V14+V23+V24+V34,
且a1,a2,a3,a4与其他三条曲线的公共点个数分别为V12+V13+V14,V12+V23+V24,V13+V23+V34,V14+V24+V34.
所以a1,a2,a3,a4上的曲线段(或曲射线)条数分别为V12+V13+V14,V12+V23+V24,V13+V23+V34+1,V14+V24+V34+1.
所以L=2V+2.
又因为V+S﹣L=1,所以S=V+3=25,所以V=22.
其中Vab=Vac=Vad=Vbc=4,Vbd=Vcd=3时,上式成立.
(Ⅲ)由题意,当有m个椭圆和n条抛物线时,
每增加1个椭圆,至多增加ΔV=4(m+n)个公共点,
原有曲线上共增加4(m+n)条曲线段,
新增椭圆被分割为4(m+n)条曲线段,
所以新增ΔL=8(m+n)条曲线段.
因为V+S﹣L=1,所以S(m+1,n)﹣S(m,n)=ΔL﹣ΔV=4(m+n).
每增加1条抛物线时,至多增加ΔV=4(m+n)个公共点,
原有曲线上共增加4(m+n)条曲线段,
新增抛物线被分割为4(m+n)+1条曲线段(或曲射线),
所以新增ΔL=8(m+n)+1条曲线段(或曲射线).
同理,S(m,n+1)﹣S(m,n)=4(m+n)+1.
所以当m≥2时,
S(m,1)﹣S(m﹣1,1)=4(m﹣1+1),
S(m﹣1,1)﹣S(m﹣2,1)=4(m﹣2+1)
……
S(2,1)﹣S(1,1)=4(1+1),
累加有S(m,1)﹣S(1,1)=4(2+3+4+…+m),
即S(m,1)﹣S(1,1)=4(m+m﹣1+m﹣2+…+2),
相加得2[S(m,1)﹣S(1,1)]=4×(m+2)(m﹣1),
又S(1,1)=6,所以S(m,1)=2m2+2m+2.
当m=1时,S(1,1)=2×12+2×1+2=6符合题意.
取定m∈N*,当n≥2时,
S(m,n)﹣S(m,n﹣1)=4(m+n﹣1)+1,
S(m,n﹣1)﹣S(m,n﹣2)=4(m+n﹣2)+1,
……
S(m,2)﹣S(m,1)=4(m+1)+1,
累加有S(m,n)﹣S(m,1)=4[(m+1)+(m+2)+…+(m+n﹣1)]+n﹣1,
即S(m,n)﹣S(m,1)=4[(m+n﹣1)+(m+n﹣2)+…+(m+1)]+n﹣1,
相加得2[S(m,n)﹣S(m,1)]=4×[(m+n﹣1)+(m+1)](n﹣1)+2(n﹣1),
所以S(m,n)=2(m+n)2﹣(2m+n)+1.
由S(m,n)=221+n,得2(m+n)2﹣(2m+n)+1=221+n,
所以(m+n)2﹣(m+n)﹣110=0,
因为m,n∈N*,<!﹣﹣,n+1)﹣S(m,n)=4(m+n)+1.
所以当m≥2时,
S(m,1)﹣S(m﹣1,1)=4(m﹣1+1),
S(m﹣1,1)﹣S(m﹣2,1)=4(m﹣2+1)
……
S(2,1)﹣S(1,1)=4(1+1),
累加有S(m,1)﹣S(1,1)=4(2+3+4+…+m),
即S(m,1)﹣S(1,1)=4(m+m﹣1+m﹣2+…+2),
相加得2[S(m,1)﹣S(1,1)]=4×(m+2)(m﹣1),
又S(1,1)=6,所以S(m,1)=2m2+2m+2.
当m=1时,S(1,1)=2×12+2×1+2=6符合题意.
取定m∈N*,当n≥2时,
S(m,n)﹣S(m,n﹣1)=4(m+n﹣1)+1,
S(m,n﹣1)﹣S(m,n﹣2)=4(m+n﹣2)+1,
……
S(m,2)﹣S(m,1)=4(m+1)+1,
累加有S(m,n)﹣S(m,1)=4[(m+1)+(m+2)+…+(m+n﹣1)]+n﹣1,
即S(m,n)﹣S(m,1)=4[(m+n﹣1)+(m+n﹣2)+…+(m+1)]+n﹣1,
相加得2[S(m,n)﹣S(m,1)]=4×[(m+n﹣1)+(m+1)](n﹣1)+2(n﹣1),
所以S(m,n)=2(m+n)2﹣(2m+n)+1.
由S(m,n)=221+n,得2(m+n)2﹣(2m+n)+1=221+n,
所以m+n=11.
【点评】本题考查了数列的递推和逻辑推理能力,属于较难题.
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