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  • 2021-06-19 发布

专题40 高考中的常青树--一元二次不等式-备战2018年高考高三数学一轮热点难点一网打尽

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考纲要求: 1.会从实际情境中抽象出一元二次不等式模型. 2.通过函数图象了解一元二次不等式与相应的二次函数、一元二次方程的联系. 3.会解一元二次不等式,对给定的一元二次不等式,会设计求解的程序框图. 基础知识回顾: 1.一元二次不等式的解法 判别式 Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0 二次函数 y=ax2+bx+c(a>0)的图象 一元二次方程 ax2+bx+c=0 (a >0)的根 有两相异实根 x1, x2(x1<x2) 有两相等实根 x1=x2=- b 2a 没有实数根 ax2+bx+c>0 (a>0)的解集 {x|xx2} Error! R ax2+bx+c<0 (a>0)的解集 {x|x1<x<x2} 2.一元二次不等式的解法 设一元二次不等式为 ax2+bx+c>0(a≠0),其中 Δ=b2-4ac,x1,x2 是方程 ax2+bx+c=0(a≠0) 的两个根且 x1<x2. (1)当 a>0 时,若 Δ>0,则不等式的解集为{x|x<x1,或 x>x2}; 若 Δ=0,则不等式的解集为Error!;若 Δ<0,则不等式的解集为 R. (2)当 a<0 时,若 Δ>0,则不等式的解集为{x|x1<x<x2}; 若 Δ=0,则不等式的解集为∅; 若 Δ<0,则不等式的解集为∅. 3.一元二次不等式恒成立的条件 (1)不等式 ax2+bx+c>0 对任意实数 x 恒成立⇔Error!或Error! (2)不等式 ax2+bx+c<0 对任意实数 x 恒成立⇔{a=b=0, c < 0, 或Error! 应用举例: 类型一、一元二次不等式的解法 【例 1】【2017 山东烟台市高三摸底考试】已知函数 f(x)=Error!则不等式 f(x)-x≤2 的解集是________. ∅ ∅ 【答案】Error!. 【解析】当 x≤0 时,原不等式等价于 2x2+1-x≤2,∴- 1 2≤x≤0;当 x>0 时,原不等式等价于-2x- x≤2,∴x>0.综上所述,原不等式的解集为Error!. 【例 2】【2017 河北省冀州中学高三摸底考试】不等式 2x+1 x-5 ≥-1 的解集为________. 【答案】Error!. 【解析】将原不等式移项通分得 3x-4 x-5 ≥0,等价于Error!所以原不等式的解集为Error!. 【例 3】【2017 浙江省宁波市高三入学考试】不等式 0<x2-x-2≤4 的解集为________ . 【答案】{x|-2 ≤ x<-1或2<x ≤ 3}. 点评:解一元二次不等式的 4 个步骤 (1)化:把不等式变形为二次项系数大于零的标准形式,如“题组练透”第 3 题中(1)题; (2)判:计算对应方程的判别式; (3)求:求出对应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程有没有实根; (4)写:利用“大于取两边,小于取中间”写出不等式的解集. 类型二、含参数的一元二次不等式的解法 角度一:两根大小引起的分类讨论 【例 4】【福建省 2016 届高三毕业班总复习】已知函数 , (Ⅰ)当 时,解不等式 ; (Ⅱ)比较 的大小; (Ⅲ)解关于 x 的不等式 . 【答案】(1) (2)见解析(3)见解析 ( ) 2 1 1f x x a xa  = − + +   0a > 1 2a = ( ) 0f x ≤ 1a a 与 ( ) 0f x ≤ 1{ | 2}2x x≤ ≤ (3)∵不等式 当 时,有 ,∴不等式的解集为 ; 当 时,有 ,∴不等式的解集为 ; 当 时,不等式的解集为 . 角度二:两根符号引起的分类讨论 【例 5】【宁夏大学附属中学 2018 届高三上学期第三次月考】求不等式 的解集. 【答案】见解析 ( ) ( )1 0f x x x aa  = − − ≤   0 1a< < 1 aa > 1{ | }x a x a ≤ ≤ 1a > 1 aa < 1{ | }x x aa ≤ ≤ 1a = { }1x∈ ( )2 1 1 0( 0)ax a x a− + + < > 角度三:判别式引起的分类讨论 【例 6】【2017 河北省定州中学高三月考】解关于 x 的不等式 2x2+kx-k≤0. 【答案】见解析 【解析】由已知得 Δ=k2+8k=k(k+8). (1)当 Δ>0,即 k<-8 或 k>0 时,方程 2x2+kx-k=0 有两个不相等的实根. 所以不等式 2x2+kx-k≤0 的解集是: (2)当 Δ=0,即 k=-8 或 k=0 时,方程 2x2+kx-k=0 有两个相等的实根, 所以不等式 2x2+kx-k≤0 的解集是 即{0}或{2}. (3)当 Δ<0,即-8<k<0 时,方程 2x2+kx-k=0 无实根,即不等式的解集为 . 综上所述,关于 x 的不等式 2x2+kx-k≤0 的解集为: (1)当 k<-8 或 k>0 时, (2)当 k=-8 时,{2}或 k=0 时,{0}; (3)当-8<k<0 时, . 点评:解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据 (1)二次项中若含有参数应讨论是等于 0,小于 0,还是大于 0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项系 数为正的形式. (2)当不等式对应方程的根的个数不确定时,讨论判别式 Δ 与 0 的关系. (3)确定无根时可直接写出解集,确定方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式. ( ) ( )k k k 8 k k k 8{x x }.4 4 − − + − + +≤ ≤| k{ }4 − , ∅ ( ) ( )k k k 8 k k k 8{x x }4 4 − − + − + +≤ ≤| ; ∅ [提醒] 当不等式中二次项的系数含有参数时,不要忘记讨论其等于 0 的情况. 类型三、一元二次不等式恒成立问题 一元二次不等式与其对应的函数与方程之间存在着密切的联系.在解决具体的数学问题时,要注意三者之 间的相互联系,并在一定条件下相互转换.对于一元二次不等式恒成立问题,常根据二次函数图象与 x 轴 的交点情况确定判别式的符号,进而求出参数的取值范围. 角度一:形如 f(x)≥0(f(x)≤0)(x∈R)确定参数的范围 【例 7】【2017 浙江省温州市高三月考试题】已知不等式 mx2-2x-m+1<0,是否存在实数 m 对所有的实数 x,不等式恒成立?若存在,求出 m 的取值范围;若不存在,请说明理由. 【答案】不存在 角度二:形如 f(x)≥0(x∈[a,b])确定参数范围 【例 8】【江苏省苏北三市 2017 届高三年级第三次模拟考试】已知对于任意的 ,都有 ,则实数 的取值范围是____. 【答案】 (或 ) ( ) ( ),1 5,x∈ −∞ ∪ +∞ ( )2 2 2 0x a x a− − + > a ( ]1,5 1 5a< ≤ 角度三:形如 f(x)≥0(参数 m∈[a,b])确定 x 的范围 【 例 9 】【河 南 省 南 阳 市 第 一 中 学 2018 届 高 三 实 验 班 第 一 次 考 试 】 已 知 当 时 , 恒成立,则实数 的取值范围是_____________. 【答案】 【解析】试题分析:设 ,由于 恒成立,所以 ,因此 ,整理得 ,解得 . 考点:不等式在给定区间上的恒成立. 点评:一元二次型不等式恒成立问题的 3 大破解方法 方法 解读 适合题型 判别 式法 (1)ax2+bx+c≥0 对任意实数 x 恒成立的条件 是Error! (2)ax2+bx+c≤0 对任意实数 x 恒成立的条件 是Error! 二次不等式在 R 上恒成立 分离参 数法 如果不等式中的参数比较“孤单”,分离后其系 数与 0 能比较大小,便可将参数分离出来,利 用下面的结论求解.a≥f(x)恒成立等价于 适合参数与变量能分离且 f(x) 的最值易求 1 1a− ≤ ≤ ( )2 4 4 2 0x a x a+ − + − > x ( ) ( ),1 3,−∞ ∪ +∞ ( ) ( ) ( )22 4 4g a x a x x= − + − + ( )2 4 4 2 0x a x a+ − + − > ( ) 0g a > ( ) ( ) 1 0{ 1 0 g g − > − > 2 2 5 6 0{ 3 2 0 x x x x − + > − + > 1 3x x或 a≥f(x)max;a≤f(x)恒成立等价于 a≤f(x)min 主参换 位法 把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的 函数,根据原变量的取值范围列式求解.常见 的是转化为一次函数 f(x)=ax+b(a≠0)在[m, n]恒成立问题,若 f(x)>0 恒成立⇔Error! 若 f(x)<0 恒成立⇔Error! 若在分离参数时会遇到讨论参 数与变量,使求函数的最值比较 麻烦,或者即使能容易分离出却 难以求出时 方法、规律归纳: 1、解含参数的一元二次不等式时分类讨论的依据 (1)二次项中若含有参数应讨论是等于 0,小于 0,还是大于 0,然后将不等式转化为一次不等式或二次项 系数为正的形式. (2)当不等式对应方程的根的个数不确定时,讨论判别式 Δ 与 0 的关系. (3)确定无根时可直接写出解集,确定方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式. 实战演练: 1.【安徽省 2018 届高三上学期“五校”联考】在关于 的不等式 的解集中至多包含 个整数,则 的取值范围是 ( ) A. B. C. D. 【答案】D 所以实数 的取值范围是 ,故选 D. 点睛:本题主要考查了不等式解集中整数解的存在性问题,其中解答中涉及到一元二次不等式的求解,元 素与集合的关系等知识点的综合应用,试题比较基础,属于基础题,同时着重考查了分类讨论思想的应用, 解答中正确求解不等式的解集是解答的关键. 2.【宁夏育才中学 2018 届高三上学期第三次月考】已知关于 的不等式 对任意实 数 都成立,则实数 的取值范围是( ) A. B. C. D. x ( )2 1 0x a x a− + + < 2 a ( )3,5− ( )2,4− [ ]3,5− [ ]2,4− a [ ]2,4a∈ − x ( )2 1 1 0x k x k− − − + ≥ x k ( ] [ ), 3 1,−∞ − ∪ +∞ ( ] [ ),1 3,−∞ ∪ +∞ [ ]1,3− [ ]3,1− 【答案】D 【解析】关于 的不等式 对任意实数 都成立, 则 ,解得 ,故选 D. 3.【辽宁省庄河市高级中学、沈阳市第二十中学 2018 届高三上学期第一次联考】不等式 的 解集为 ,则不等式 的解集为( ) A. 或 B. C. D. 或 【答案】A 4.若关于 x 的不等式 在区间 内有解,则实数 a 的取值范围是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】试题分析:不等式 在区间 内有解等价于 , 令 , ,所以 ,所以 . 考点:1.二次函数求最值;2.含参一元二次不等式的解法. 5.【2017 届甘肃天水一中高三周练 11.26】若不等式 对任意实数 均成立,则实 数 的取值范围是( ) A. B. C. D. x ( )2 1 1 0x k x k− − − + ≥ x ( ) ( )21 4 1 0k k= − + − ≥ 3 1k− ≤ ≤ 2 4 2 0x x a− − − > ( )1,4 2a < − 2a > − 6a > − 6a < − 2 4 2 0x x a− − − > ( )1,4 ( )2 max 4 2a x x< − − ( ) 2 4 2g x x x= − − ( )1,4x∈ ( ) ( )4 2g x g≤ = − 2a < − 2 22 4 2 4mx mx x x+ − < + x m ( , 2) [2, )−∞ − +∞ ( )2,2− ( 2,2]− ( ,2]−∞ 【答案】C 6.【内蒙古杭锦后旗奋斗中学 2018 届高三上学期第三次月考】关于 的不等式 的解集为 ,则不等式 的解集为__________. 【答案】 【解析】∵ 不等式 的解集为 ∴ 或 是方程 的解,即 , ∴ ∵ ∴ 或 ∴ 或 ∴不等式 的解集为 故答案为 7.对任意 ,函数 的值总大于零,则 的取值范围是__________. 【答案】 x 2 0x ax b− + < { }|1 2x x< < 5bx a+ > ( ) ( ), 4 1,−∞ − ∪ +∞ 2 0x ax b− + < { }|1 2x x< < 1x = 2 2 0x ax b− + = 3a = 2b = 2 3bx a x+ = + 5bx a+ > 2 3 5x + < − 2 3 5x + > 4x < − 1x > 5bx a+ > ( ) ( ), 4 1,−∞ − ∪ +∞ ( ) ( ), 4 1,−∞ − ∪ +∞ [ ]1,1a∈ − ( ) ( )2 4 4 2f x x a x a= + − + − x ( ) ( ),1 3,−∞ ∪ +∞ 8.【2017 届河南豫北名校联盟高三理上精英对抗赛】已知当 时, 恒成立, 则实数 的取值范围是____________. 【答案】 【解析】试题分析:设 ,则 对 成立等价于 ,即 ,解之得 或 ,即实数 的取值范围是 . 考点:函数与不等式恒成立. 9.【上海市复旦大学附属中学 2017 届高三上学期第一次月考】已知关于 的不等式组 有唯一实数解,则实数 的取值是________ 【答案】 【解析】若 ,不等式组 可化为 不满足条件,若 ,则若不等式组 , 时 , 满 足 条 件 , 解 得 : 若 , 则 若 不 等 式 组 , 时,满足条件,解得: ,故填 . 点睛:本题主要考查二次不等式组有唯一解的问题,属于中档题.解决此类问题只需要将问题转化为研究二 次函数的最大值与最小值问题即可,不等式 有唯一解 最大值 , 不等式 有唯一解 最小值 . x 21 2 2kx x k≤ + + ≤ k 1 5 ,1 22  − +    0k = 21 2 2kx x k≤ + + ≤ 1 2x≤ ≤ 0k > 21 2 2kx x k≤ + + ≤ 24 4 24 k k − = 1 2k = + 0k < 21 2 2kx x k≤ + + ≤ 24 4 14 k k − = 1 5 2k −= 1 5 ,1 22  − +    2 ( 0)ax bx c M a+ + ≤ < ⇔ 24 4 ac b Ma − = 2 ( 0)ax bx c M a+ + ≤ > ⇔ 24 4 ac b Ma − = 10.【2017 届黑龙江虎林一中高三上期中】已知 ,不等式 的解集是 . (1)求 的解析式; (2)若对于任意 ,不等式 恒成立, 求 的取值范围. 【答案】(1) ;(2) . 考点:(1)二次函数的性质;(2)恒成立问题. ( ) 22f x x bx c= + + ( ) 0f x < ( )0,5 ( )f x [ ]1,1x∈ − ( ) 2f x t+ ≤ t ( ) xxxf 102 2 −= 10−≤t

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