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- 2021-06-11 发布
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专题33 解不等式的方法
一.【学习目标】
1.会从实际情境中抽象出一元二次不等式模型.
2.结合“三个二次”之间的联系,掌握一元二次不等式的解法.
3.熟练掌握分式不等式、含绝对值不等式、指数不等式和对数不等式的解法.
二.【知识要点】
1.一元一次不等式
一元一次不等式ax>b(a≠0)的解集为:
(1)a>0时,
(2)a<0时,.
2.一元二次不等式
一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)或ax2+bx+c≤0(a>0)的解集的各种情况如下表
一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)求解过程的程序框图如下.
三.典例分析
(一) 分式不等式的解法
1.设集合,集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A={x|﹣2<x<4},B={x|x>﹣1};
∴A∩B={x|﹣1<x<4}.
故选:D.
练习1.若函数是奇函数,则使成立的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
练习2.已知a∈R,不等式的解集为p,且-2∉p,则a的取值范围为( )
A.(-3,+∞) B.(-3,2)
C.(-∞,2)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪[2,+∞)
【答案】D
【解析】
∵-2∉p,∴<1或-2+a=0,解得a≥2或a<-3.
点睛:解分式不等式时,一般是把分式不等式转化为整式不等式求解,如果不等号中含有“等号”,但在转化时特别要注意分母不为零,否则就是错误的结论.本题中-2不是题中不等式的解,则就有使分母为零的一种情形,不能遗漏.
练习3.已知函数f(x)(x∈R)的图象如图所示,f′(x)是f(x)的导函数,则不等式(x2-2x-3)f′(x
)>0的解集为( )
A.(-∞,-2)∪(1,+∞)
B.(-∞,-2)∪(1,2)
C.(-∞,-1)∪(-1,0)∪(2,+∞)
D.(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞)
【答案】D
【解析】由f(x)的图象可知,在(-∞,-1),(1,+∞)上,f′(x)>0,在(-1,1)上,f′(x)<0.由(x2-2x-3)·f′(x)>0,得或即或,所以不等式的解集为(-∞,-1)∪(-1,1)∪(3,+∞).
练习3.已知函数若函数有3个零点,则实数的取值范围是_______
【答案】
【解析】
作出函数图像可知:当时有三个交点,故实数的取值范围是
(三)抽象不等式
例3.定义在上的函数,对任意的都有且当时,,则不等式的解集为__________.
【答案】
【解析】当时,由,得;由,得.
∵,
∴函数为奇函数。
∴当时,由,得;由,得.
不等式等价于或,
解得或。
∴不等式的解集为。
答案:
练习1.已知奇函数是上的单调函数,若函数只有一个零点,则实数k的值是 .
【答案】
【解析】试题分析: 由题意得:只有一解,即, 只有一解,因此
(四)无理不等式
例4.设是定义在上的可导函数,且满足,则不等式的解集为________.
【答案】
【解析】∵,
∴函数在上单调递增。
∵,
∴,
即,
∴,
∴,解得。
所以原不等式的解集为。
答案: 。
练习1.若不等式的解集为,且,则的取值集合为_______________.
【答案】
【解析】
【分析】
不等式的解集应该是曲线位于直线上方的部分为符合题意的图象,观察其横坐标,可得是方程的一个解,且,建立方程组,解之可得的取值集合.
【点睛】本题主要考查不等式的求解以及数形结合的应用,属于中档题. 数形结合是根据数量与图形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法,.函数图象是函数的一种表达形式,它形象地揭示了函数的性质,为研究函数的数量关系提供了“形”的直观性.归纳起来,图象的应用常见的命题探究角度有:1、确定方程根的个数;2、求参数的取值范围;3、求不等式的解集;4、研究函数性质.
练习2.不等式的解集非空,则k的取值范围为________.
【答案】
【解析】由-kx+1≤0,得≤kx-1,设f(x)=,g(x)=kx-1,显然函数f(x)和g(x)的定义域都为[-2,2].令y=,两边平方得x2+y2=4,故函数f(x)的图象是以原点O为圆心,2为半径的圆在x轴上及其上方的部分.而函数g(x)的图象是直线l:y=kx-1在[-2,2]内的部分,该直线过点C(0,-1),斜率为k.如图,作出函数f(x),g(x)的图象,不等式的解集非空,即直线l和半圆有公共点,可知k的几何意义就是半圆上的点与点C(0,-1)连线的斜率.
由图可知A(-2,0),B(2,0),故kAC=,kBC=.
要使直线和半圆有公共点,则k≥或k≤.
所以k的取值范围为(-∞,]∪[,+∞).
(五)含参数的不等式
例5.要使关于的方程的一根比1大且另一根比1小,则的取值范围是__________.
【答案】(1)f(x)=x2-2x+3;(2)m的值为-1;(3)[6,+∞).
(2)由于f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2,
函数y=f(log3x+m)=(log3x+m-1)2+2,
令t=log3x,(-1≤t≤1),则y=(t+m-1)2+2,
由题意可知最小值只能在端点处取得,
若t=1时,取得最小值3,即有m2+2=3,解得m=±1,
当m=1时,函数y=t2+2在区间[-1,1]的最小值为2,
则m=1舍去;
当m=-1时,函数y=(t-2)2+2在区间[-1,1]递减,
可得t=1时取得最小值且为3;
若t=-1时,取得最小值3,即有(m-2)2+2=3,解得m=3或1,
当m=1时,函数y=t2+2在区间[-1,1]的最小值为2,
则m=1舍去;
当m=3时,函数y=(t+2)2+2在区间[-1,1]递增,
可得t=-1时取得最小值且为3.
结合可知.
(3)由于f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2,
即有f(x)在(2,4)递增,
设x1>x2,则f(x1)>f(x2),
|f(x1)-f(x2)|<k|x1-x2|即为f(x1)-f(x2)<k(x1-x2),
即有f(x1)-kx1<f(x2)-kx2,
由题意可得g(x)=f(x)-kx在(2,4)递减.
由g(x)=x2-(2+k)x+3,对称轴为 ,
即有 ,解得k≥6,
则实数k的取值范围为[6,+∞).