第7讲 一元二次方程及应用(1)
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第07讲二次函数与一元二次方程、不等式【学习目标】1.会结合一元二次函数的图像,判断一元二次方程实根的存在性及实根个数,了解函数的零点与方程根的关系.2.经历从实际情境中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的现实意义,能借助一元二次函数求解一元二次不等式,并能用集合表示一元二次不等式的解集.3.借助一元二次函数的图象,了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系【基础知识】一、一元二次不等式一般地,我们把只含有1个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.二、二次函数的零点1.一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.2.二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.3.一元二次方程的根是相应一元二次函数的零点.三、二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系【解读】(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.四、解一元二次不等式的一般步骤1.通过对不等式变形,使二次项系数大于零;2.计算对应方程的判别式;3.求出相应的一元二次方程的根,或根据判别式说明方程没有实根;4.根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.【解读】(1)一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集的端点值是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,也是函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标.(2)二次函数y=ax2+bx+c的图象在x轴上方的部分,是由不等式ax2+bx+c>0的x的值构成的;图象在x 轴下方的部分,是由不等式ax2+bx+c<0的x的值构成的,三者之间相互依存、相互转化.五、解含参数的一元二次不等式1.若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;2.若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;3.若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.六、简单分数不等式的解法1.对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.2.对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.七、不等式恒成立问题1.不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R>0,=b2-4ac<0;2.一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R>0,=b2-4ac≤0;3.一元二次不等式ax2+bx+c>0<0,≤0.【考点剖析】考点一:一元二次不等式的解法例1.(2022学年新疆喀什市普通高中高一上学期期末)解下列不等式:(1)2430x x++>;(2)294604<-+-x x.考点二:三个二次关系的应用例2.(2020-2021学年安徽省滁州市定远中学高一上学期考试)已知关于x 的不等式20ax bx c ++>的解集为()2,4-,则不等式20cx bx a -+<的解集是()A .12x x ⎧<-⎨⎩∣或14x ⎫>⎬⎭B .1142x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭∣C .14x x ⎧<-⎨⎩∣或12x ⎫>⎬⎭D .1124x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭∣考点三:含参数的一元二次不等式的解法例3.解关于x 的不等式2220ax x a +-+>考点四:简单分数不等式的解法例4.(多选)(2022学年湖南省怀化市高一上学期期末)集合201x A x x ⎧⎫-=<⎨⎬+⎩⎭也可以写成()A .()(){}210x x x -+<B .102x x x ⎧⎫+<⎨⎬-⎩⎭C .{1x x <-或}2x >D .()1,2-考点五:一元二次不等式恒成立问题例5.(2020-2021学年广东省江门市新会陈经纶中学高一上学期期中)已知关于x 的不等式2680kx kx k -++>对任意x ∈R 恒成立,则k 的取值范围是()A .01k ≤≤B .01k ≤<C .0k <或1k >D .0k ≤或1k >【真题演练】1.(2022学年浙江省强基联盟高一下学期5月联考)不等式()()220x x +->的解集是()A .{2}x x >∣B .{2}x x <-∣C .{2∣<-x x 或2}x >D .{22}x x -<<∣2.(2022学年浙江省“新高考名校联盟”高一下学期5月检测)一元二次不等式22(21)90kx k x +++>对一切实数x 恒成立,则k 的取值范围是()A .(0,1)B .1,14⎛⎫ ⎪⎝⎭C .10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭D .(0,)+∞3.(2022学年重庆市石柱中学校高一上学期第一次月考)已知函数()()2245413y k k x k x =+-+-+的图象都在x 轴的上方,求实数k 的取值范围()A .{}119k k ≤<B .{}218k k ≤<C .{}020k k <<D .{}119k k -<<4.(多选)(2022学年江苏省盐城市大丰区新丰中学高一上学期期中)下列不等式的解集为R 的有()A .x 2+x +1≥0B .x 2-C .x 2+6x +10>0D .2x 2-3x +4<15.(多选)(2022学年江苏省南京市第一中学高一上学期10月月考)对于给定实数a ,关于x 的一元二次不等式()()110ax x -+<的解集可能是()A .1|1x x a ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭B .{}|1x x ≠-C .1|1x x a ⎧⎫<<-⎨⎬⎩⎭D .R6.(2022学年湖南省衡阳市田家炳实验中学高一上学期月考)已知二次函数2y x bx c =++图象如图所示.则不等式230bx cx -+≤的解集为_________.7.(2020-2021学年浙江省衢州五校高一上学期11月期中联考)(1)若不等式250x bx c -+<的解集为{}13x x -<<,求b c +的值.(2)不等式2504x x -≥+的解集为A ,求集合A .8.(2022学年广东省江门市广雅中学高一上学期月考)求下列不等式的解集.(1)214450x x -+-≥;(2)()()231x x x x >+-+【过关检测】1.(2022学年安徽省亳州市利辛县第一中学高一下学期4月联考)不等式22150x x -++≤的解集为()A .532x x ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭B .52x x ⎧≤-⎨⎩或}3x ≥C .532x x ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭D .{3x x ≤-或52x ⎫≥⎬⎭2.(2022学年陕西省西安市长安区高一下学期月考)若不等式22221463x mx m x x ++<++对一切实数x 均成立,则实数m 的取值范围是()A .()1,3B .(),1-∞C .()(),13,-∞⋃+∞D .()3,+∞3.(2022学年广东省化州市第三中学高一下学期3月考试)已知不等式220ax bx ++>的解集是()1,2-,则a b +的值为().A .1B .1-C .0D .2-4.(2022学年甘肃省定西市高一下学期统一检测)若关于x 的不等式()2330x m x m -++<的解集中恰有3个整数,则实数m 的取值范围为()A .(]6,7B .[)1,0-C .[)(]1,06,7-⋃D .[]1,7-5.(多选)(2022学年福建省晋江市第一中学高一上学期月考)已知关于x 的不等式20ax bx c ++≥的解集为{3x x ≤或}4x ≥,则下列结论中,正确结论的序号是()A .0a >B .不等式0bx c +>的解集为{}4x x <-C .不等式20cx bx a -+<的解集为14x x ⎧<-⎨⎩或13x ⎫>⎬⎭D .0a b c ++>6.(多选)(2022学年安徽省皖西地区高一下学期期中大联考)若不等式20ax bx c ++>的解集为()1,2-,则下列说法正确的是()A .0a <B .0a b c ++>C .关于x 的不等式230bx cx a ++>解集为()3,1-D .关于x 的不等式230bx cx a ++>解集为()(),31,-∞-⋃+∞7.(2022学年广东省梅州市梅江区梅州中学高一上学期月考)若不等式230ax ax ++≥在R 上恒成立,则实数a 的取值范围是___________.8.(2022学年湖北省黄石市有色第一中学高一上学期期中)若不等式20ax bx c ++<的解集为()(),23,-∞-⋃+∞,则不等式20cx bx a ++>的解集是________.9.(2019-2020学年天津市红桥区高一上学期期中)求下列不等式的解集..:(1)2280x x -->;(2)240x -≥.10.(2022学年北京市第五中学高一3月第一次阶段检测)请回答下列问题:(1)若关于x 的不等式()22320x x a a R -+>∈的解集为{|1x x <或}x b >,求a ,b 的值.(2)求关于x 的不等式()2325ax x ax a R -+>-Î的解集.。
一元二次方程及其应用
一元二次方程是只含有一个未知数,并且未知数的最高次数为2的整式方程。
一元二次方程的一般形式是 $ax^2 + bx + c = 0$,其中 $a \neq 0$。
一元二次方程的解法包括直接开平方法、配方法、公式法和因式分解法。
一元二次方程的应用非常广泛,包括解决实际问题、数学建模、物理问题等。
例如,在解决几何问题时,常常需要用到一元二次方程来求解面积、周长等。
在解决代数问题时,一元二次方程也是非常重要的工具,例如求解线性方程组的解、求解不等式等。
在解决物理问题时,一元二次方程也经常被用来描述物理现象,例如求解物体的运动轨迹、求解电路中的电流等。
总之,一元二次方程是数学中非常重要的概念之一,它不仅在数学中有广泛的应用,而且在其他领域中也具有非常重要的意义。
备战高考数学复习考点知识与题型讲解第7讲二次函数与一元二次方程、不等式一、知识梳理1.一元二次不等式(1)一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.(2)一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0.(其中a,b,c均为常数,a≠0)2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系有两个相等的实数常用结论1.分式不等式的解法 (1)f (x )g (x )>0(<0)⇔f (x )g (x )>0(<0).(2)f (x )g (x )≥0(≤0)⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (x )g (x )≥0(≤0),g (x )≠0. 2.两个恒成立的充要条件(1)一元二次不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a >0,b 2-4ac <0.(2)一元二次不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b 2-4ac <0.二、教材衍化1.(人A 必修第一册P 55习题2.3T 1(3)改编)不等式x 2-3x -10<0的解集为________.解析:由x 2-3x -10<0得(x +2)(x -5)<0,所以-2<x <5. 答案:(-2,5)2.(人A 必修第一册P 55习题2.3T 3改编)已知M ={x |4x 2-4x -15≥0},N ={x |x 2-5x -6>0},则M ∩N =________,M ∪N =________.解析:M ={x |(2x +3)(2x -5)≥0}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≤-32,或x ≥52,N ={x |(x +1)(x -6)>0}={x |x <-1,或x >6}, 所以M ∩N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≤-32,或x >6, M ∪N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <-1,或x ≥52.答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x ≤-32,或x >6⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <-1,或x ≥52一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若不等式ax 2+bx +c <0(a ≠0)的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( ) (2)若方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)没有实数根,则不等式ax 2+bx +c >0的解集为R .( )(3)不等式ax 2+bx +c ≤0在R 上恒成立的条件是a <0且Δ=b 2-4ac ≤0.( ) (4)若二次函数y =ax 2+bx +c 的图象开口向下,则不等式ax 2+bx +c <0的解集一定不是空集.( )答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ 二、易错纠偏1.(忽略等号能否成立致误)不等式x -1x -3≤0的解集是( ) A.(-∞,1)∪[3,+∞) B.(-∞,1]∪(3,+∞)C.[1,3)D.[1,3] 解析:选C.不等式x -1x -3≤0,等价于⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)(x -3)≤0,x -3≠0.解得1≤x <3,所以不等式的解集是[1,3),故选C.2.(忽视二次项系数为0致误)不等式mx 2+mx +1>0对一切x ∈R 恒成立,则实数m 的取值范围是________.解析:当m =0时,1>0,不等式恒成立, 当m ≠0时,⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=m 2-4m <0.解得0<m <4. 综上,0≤m <4. 答案:[0,4)3.(不能正确理解不等式的解集致误)若关于x 的不等式ax 2+bx +2>0的解集是⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,13,则a +b =________. 解析:因为x 1=-12,x 2=13是方程ax 2+bx +2=0的两个根,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 4-b 2+2=0,a 9+b3+2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-12,b =-2,所以a +b =-14. 答案:-14考点一 一元二次不等式的解法(多维探究)复习指导:通过函数图象了解一元二次不等式与相应函数、方程的联系,会解一元二次不等式.角度1 不含参数的不等式(1)不等式-2x 2+x +3<0的解集为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,32 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,1 C.(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-32∪(1,+∞) (2)(链接常用结论1)不等式1-x 2+x ≥0的解集为( )A.[-2,1]B.(-2,1]C.(-∞,-2)∪(1,+∞)D.(-∞,-2]∪(1,+∞) 【解析】 (1)-2x 2+x +3<0可化为2x 2-x -3>0, 即(x +1)(2x -3)>0, 所以x <-1或x >32.(2)原不等式化为⎩⎪⎨⎪⎧(1-x )(2+x )≥0,2+x ≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)(x +2)≤0,x +2≠0, 解得-2<x ≤1. 【答案】 (1)C (2)B解一元二次不等式的方法和步骤角度2 含参数的不等式解关于x 的不等式ax 2-(a +1)x +1<0(a >0). 【解】 原不等式变为(ax -1)(x -1)<0, 因为a >0,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)<0.所以当a >1时,解得1a <x <1; 当a =1时,解集为∅; 当0<a <1时,解得1<x <1a . 综上,当0<a <1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1<x <1a ; 当a =1时,不等式的解集为∅; 当a >1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1a <x <1.在本例中,把a >0改成a ∈R ,解不等式. 解:当a >0时,同例2,当a =0时,原不等式等价于-x +1<0,即x >1,当a <0时,1a <1,原不等式可化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a (x -1)>0,解得x >1或x <1a .综上,当0<a <1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1<x <1a ,当a =1时,不等式的解集为∅,当a >1时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪1a <x <1,当a =0时,不等式的解集为{x |x >1}, 当a <0时,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x⎪⎪⎪x <1a 或x >1.解含参数的一元二次不等式的步骤(1)二次项若含有参数应讨论参数是等于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一元二次不等式;(2)判断一元二次不等式所对应的方程实根的个数,即讨论判别式Δ与0的关系;(3)确定方程无实根或有两个相同实根时,可直接写出解集;确定方程有两个相异实根时,要讨论两实根的大小关系,从而确定解集形式.|跟踪训练|1.若不等式ax 2+bx +2<0的解集为{x |x <-12或x >13},则a -b a =( ) A.56 B.16 C.-16D.-56解析:选A.由题意得方程ax 2+bx +2=0的两根为-12和13,所以根据根与系数的关系可得-b a =-12+13=-16,则a -b a =1-b a =1-16=56.2.解不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R ). 解:原不等式可化为12x 2-ax -a 2>0, 即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0, 解得x 1=-a 4,x 2=a3.当a >0时,不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-a 4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫a 3,+∞;当a =0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞); 当a <0时,不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a 3∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 4,+∞. 考点二 一元二次不等式恒成立问题(思维发散)复习指导:此类问题的求解常利用转化思想,其思路为:一元二次不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)解集的端点值是一元二次方程ax 2+bx +c =0的根,也是函数y =ax 2+bx +c 与x 轴交点的横坐标.(链接常用结论2)已知函数f (x )=mx 2-mx -1,若对于x ∈R ,f (x )<5-m恒成立,求实数m 的取值范围.【解】 对于x ∈R ,f (x )<5-m 恒成立, 即mx 2-mx -6+m <0对x ∈R 恒成立, 当m =0时,显然符合题意,当m ≠0时,由⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=m 2-4m (m -6)<0得m <0,综上,所求实数m 的取值范围是(-∞,0].1.本例中将条件“x ∈R ”改为“x ∈[1,3]”,其他不变,求实数m 的取值范围.解:要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立,即m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34m -6,x ∈[1,3].当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数, 所以g (x )max =g (3),即7m -6<0, 所以m <67,所以0<m <67; 当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数, 所以g (x )max =g (1),即m -6<0, 所以m <6,所以m <0.综上所述,m 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫m ⎪⎪⎪m <67.2.本例中条件改为“若存在x ∈[1,3],使f (x )<5-m 成立”,求实数m 的取值范围.解:题中条件可转化为存在x ∈[1,3],使m <6x 2-x +1成立.因为函数y =6x 2-x +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34在[1,3]上的最大值为6, 所以只需m <6即可, 故m 的取值范围是(-∞,6).(1)若不等式ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立,则满足⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=b 2-4ac <0.若a =0,则应单独验证是否符合题意.(2)一元二次不等式在指定范围内恒成立,其本质是这个不等式的解集包含指定的范围.(3)“恒成立”和“能成立”问题都可以转化为函数最值问题.|跟踪训练|1.若函数f (x )=x 2+ax +1的定义域为实数集R ,则实数a 的取值范围为( )A.(-2,2)B.(-∞,-2)∪(2,+∞)C.(-∞,-2]∪[2,+∞)D.[-2,2]解析:选D.由题意知x 2+ax +1≥0恒成立,即Δ=a 2-4≤0,解得-2≤a ≤2,即实数a 的取值范围是[-2,2].故选D.2.若不等式x 2+mx -1<0对于任意x ∈[m ,m +1]都成立,则实数m 的取值范围是________.解析:由题意,得函数f (x )=x 2+mx -1在[m ,m +1]上的最大值小于0,又抛物线f (x )=x 2+mx -1开口向上,所以只需⎩⎪⎨⎪⎧f (m )=m 2+m 2-1<0,f (m +1)=(m +1)2+m (m +1)-1<0,即⎩⎪⎨⎪⎧2m 2-1<0,2m 2+3m <0,解得-22<m <0.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,03.若mx 2-mx -1<0对于m ∈[1,2]恒成立,求实数x 的取值范围.解:设g (m )=mx 2-mx -1=(x 2-x )m -1,其图象是直线,当m ∈[1,2]时,图象为一条线段,则⎩⎪⎨⎪⎧g (1)<0,g (2)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -1<0,2x 2-2x -1<0,解得1-32<x <1+32,故x 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-32,1+32.考点三 一元二次不等式的实际应用(综合研析)复习指导:体会建立不等式模型解决实际问题的方法.某地区上年度电价为0.8元/kW ·h ,年用电量为a kW ·h.本年度计划将电价降到0.55元/kW ·h 至0.75元/kW ·h 之间,而用户期望电价为0.4元/kW ·h.经测算,下调电价后新增的用电量与实际电价和用户期望电价的差成反比(比例系数为k ).该地区电力的成本价为0.3元/kW ·h.(1)写出本年度电价下调后,电力部门的收益y 与实际电价x 的函数关系式; (2)设k =0.2 a ,当电价最低定为多少时仍可保证电力部门的收益比上年度至少增长20%?注:收益=实际用电量×(实际电价-成本价). 【解】 (1)下调电价后新增的用电量为k x -0.4,所以下调电价后的总用电量为a +kx -0.4, 所以y =⎝ ⎛⎭⎪⎫a +k x -0.4(x -0.3)(0.55≤x ≤0.75). (2)由已知⎩⎨⎧⎝⎛⎭⎪⎫a +0.2a x -0.4(x -0.3)≥[a ×(0.8-0.3)]×(1+20%),0.55≤x ≤0.75,整理得⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1.1 x +0.3≥0,0.55≤x ≤0.75,解得0.60≤x ≤0.75.当电价最低定为0.60元/kW ·h 时,仍可保证电力部门的收益比上年度至少增长20%.求解不等式应用题的四个步骤|跟踪训练|若产品的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系式是y=3 000+20x-0.1 x2(0<x<240),若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本(销售收入不小于总成本)时的最低产量是________台.解析:生产者不亏本时有y-25x=-0.1 x2-5x+3 000≤0,即x2+50 x-30 000≥0,解得x≥150或x≤-200(舍去).故生产者不亏本时的最低产量是150台.答案:150[A基础达标]1.(2022·铜仁市思南中学期中考试)不等式-x2-3x+10≥0的解集为()A.{x|-5≤x≤2}B.{x|x≤-5或x≥2}C.{x|-2≤x≤5}D.{x|x≤-2或x≥5}解析:选A.-x2-3x+10≥0可化为x2+3x-10≤0,即(x-2)(x+5)≤0,解得-5≤x≤2.2.设m+n>0,则关于x的不等式(m-x)(n+x)>0的解集是()A.{x |x <-n 或x >m }B.{x |-n <x <m }C.{x |x <-m 或x >n }D.{x |-m <x <n }解析:选B.原不等式(m -x )(n +x )>0可化为(x -m )(x +n )<0, 因为m +n >0,所以m >-n , 所以原不等式的解为-n <x <m .3.关于x 的不等式(ax -b )(x +3)<0的解集为(-∞,-3)∪(1,+∞),则关于x 的不等式ax +b >0的解集为( )A.(-∞,-1)B.(-1,+∞)C.(-∞,1)D.(1,+∞)解析:选A.由题意可得a <0,且1,-3是方程(ax -b )(x +3)=0的两实数根, 所以x =1为方程ax -b =0的根,所以a =b , 则不等式ax +b >0可化为x +1<0,即x <-1, 所以不等式ax +b >0的解集为(-∞,-1).4.若存在实数x ∈[2,4],使x 2-2x +5-m <0成立,则m 的取值范围为( ) A.(13,+∞) B.(5,+∞) C.(4,+∞)D.(-∞,13)解析:选B.m >x 2-2x +5,设f (x )=x 2-2x +5=(x -1)2+4,x ∈[2,4],当x =2时,f (x )min =5,若∃x ∈[2,4]使x 2-2x +5-m <0成立,即m >f (x )min ,所以m >5.故选B.5.(多选)满足关于x 的不等式(ax -b )(x -2)>0的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪12<x <2,则满足条件的一组有序实数对(a ,b )的值可以是( )A.(-2,-1)B.(-3,-6)C.(2,4)D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,-32 解析:选AD.不等式(ax -b )(x -2)>0的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪12<x <2,所以方程(ax -b )(x -2)=0的实数根为12和2, 且⎩⎪⎨⎪⎧a <0,b a =12,即a =2b <0,故选AD.6.不等式x +2x -1>2的解集为________. 解析:原不等式可化为x +2x -1-2>0,即(x +2)-2(x -1)x -1>0,即4-x x -1>0, 即(x -1)(x -4)<0, 解得1<x <4,所以原不等式的解集为{x |1<x <4}. 答案:{x |1<x <4}7.若0<a <1,则不等式(a -x )⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a >0的解集是________.解析:原不等式可化为(x -a )⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1a <0,由0<a <1得a <1a ,所以a <x <1a . 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,1a8.(2022·河南温县一中10月月考)已知定义在R 上的运算“⊗”: x ⊗y =x (1-y ),关于x 的不等式(x -a )⊗(x +a )>0.(1)当a =2时,不等式的解集为________________;(2)若∀x ∈[0,1],不等式恒成立,则实数a 的取值范围是________, 解析:(1)当a =2时,不等式(x -a )⊗(x +a )>0为(x -2)(1-x -2)>0, 即(x -2)(x +1)<0,解得-1<x <2,所以不等式的解集为{x |-1<x <2}.(2)不等式(x -a )⊗(x +a )>0为(x -a )(1-x -a )>0, 即-x 2+x +a 2-a >0,不等式对∀x ∈[0,1]恒成立,设y =-x 2+x +a 2-a , 则只要∀x ∈[0,1],y min >0,y =-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+14+a 2-a ,当x =0或x =1时,y min =a 2-a ,所以y min =a 2-a >0, 解得a <0或a >1.答案:(1){x |-1<x <2} (2)a <0或a >1 9.若不等式ax 2+5x -2>0的解集是⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫12<x <2. (1)求实数a 的值;(2)求不等式ax 2-5x +a 2-1>0的解集.解:(1)由题意知a <0,且方程ax 2+5x -2=0的两个实数根为12和2,代入方程解得a =-2.(2)由(1)知不等式ax 2-5x +a 2-1>0,即为-2x 2-5x +3>0,即2x 2+5x -3<0,解得-3<x <12,即不等式ax 2-5x +a 2-1>0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,12. 10.(2022·重庆九校联考)汽车在行驶中,由于惯性的作用,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析事故的一个重要因素.在一个限速为40 km/h 的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相碰了.事后现场勘查测得甲车的刹车距离略超过12 m ,乙车的刹车距离略超过10 m.已知甲、乙两种车型的刹车距离s (m)与车速x(km/h)之间分别有如下关系:s甲=0.1 x+0.01 x2,s乙=0.05 x+0.005 x2.问:甲、乙两车有无超速现象?解:由题意知,对于甲车,有0.1 x+0.01 x2>12,即x2+10 x-1 200>0,解得x>30或x<-40(不符合实际意义,舍去),这表明甲车的车速超过30 km/h.但根据题意知刹车距离略超过12 m,由此估计甲车的车速不会超过限速40 km/h.对于乙车,有0.05 x+0.005 x2>10,即x2+10 x-2 000>0,解得x>40或x<-50(不符合实际意义,舍去),这表明乙车的车速超过40 km/h,即超过规定限速.故甲车没有超速,乙车有超速现象.[B综合应用]11.在关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0的解集中至多包含1个整数,则a 的取值范围是()A.(-3,5)B.(-2,4)C.[-1,3]D.[-2,4]解析:选C.因为关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0可化为(x-1)(x-a)<0,当a>1时,不等式的解集为{x|1<x<a},当a<1时,不等式的解集为{x|a<x<1},当a=1时,不等式的解集为∅,要使得解集中至多包含1个整数,则a=1或1<a≤3或-1≤a<1,所以实数a的取值范围是a∈[-1,3],故选C.12.(多选)(2022·淄博高三一模)设[x]表示不小于实数x的最小整数,则满足关于x的不等式[x]2+[x]-12≤0的解可以为()A.10B.3C.-4.5D.-5解析:选BC.因为不等式[x]2+[x]-12≤0,所以([x ]-3)([x ]+4)≤0,所以-4≤[x ]≤3,又因为[x ]表示不小于实数x 的最小整数,结合选项, 所以不等式[x ]2+[x ]-12≤0的解可以为3和-4.5. 故选BC.13.(2022·山东泰安一中月考)设m 为实数,若函数f (x )=x 2-mx +2在区间(-∞,2)上是减函数,对任意的x 1,x 2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,m 2+1,总有|f (x 1)-f (x 2)|≤4,则m 的取值范围为( )A.[4,6]B.(4,6)C.(4,6]D.[4,6)解析:选A.函数f (x )=x 2-mx +2的对称轴为直线x =m2, 由其在区间(-∞,2)上是减函数,可得m2≥2,即m ≥4; 因为m ≥4,m 2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,m 2+1且m 2+1-m 2≤m2-1,故当x 1,x 2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,m 2+1时,f (x )max =f (1)=3-m ,f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2=-m 24+2,由|f (x 1)-f (x 2)|≤4,可得3-m -⎝ ⎛⎭⎪⎫-m 24+2≤4,化简可得m 2-4m -12≤0,可得-2≤m ≤6, 综上可得4≤m ≤6,故选A.[C 素养提升]14.(2022·河南郑州联考改编)已知f (x )=-2x 2+bx +c ,不等式f (x )>0的解集是(-1,3),则b =________;若对于任意x ∈[-1,0],不等式f (x )+t ≤4恒成立,则实数t 的取值范围是________.解析:由题可知-1和3是方程-2x 2+bx +c =0的根,即⎩⎪⎨⎪⎧2=b2,-3=-c2,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =4,c =6,所以f (x )=-2x 2+4x +6.所以不等式f (x )+t ≤4可化为t ≤2x 2-4x -2,x ∈[-1,0].令g (x )=2x 2-4x -2,x ∈[-1,0],由二次函数的性质可知g (x )在[-1,0]上单调递减,则g (x )的最小值为g (0)=-2,则t ≤-2.答案: 4 (-∞,-2]15. (2022·浙江诸暨中学高三模拟)设函数f (x )=2x 2+bx +c ,若不等式f (x )<0的解集是(1,5).(1)求f (x )的解析式;(2)若对于任意x ∈[1,3],不等式f (x )≤2+t 有解,求实数t 的取值范围. 解: (1)由题意知1和5是方程2x 2+bx +c =0的两个根,由根与系数的关系知,-b 2=6,c2=5,解得b =-12,c =10,所以f (x )=2x 2-12x +10.(2)不等式f (x )≤2+t 在x ∈[1,3]时有解,等价于2x 2-12x +8≤t 在x ∈[1,3]时有解,只要t ≥(2x 2-12x +8)min 即可,不妨设g (x )=2x 2-12x +8,x ∈[1,3],则g (x )在[1,3]上单调递减,所以g (x )≥g (3)=-10,所以t ≥-10.。
第7讲 一元二次方程1. (2021,河北)嘉淇同学用配方法推导一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的求根公式时,对于b 2-4ac >0的情况,她是这样做的:由于a ≠0,方程ax 2+bx +c =0变形为:x 2+b a x =-c a ,…第一步 x 2+b a x +⎝⎛⎭⎫b 2a 2=-c a+⎝⎛⎭⎫b 2a 2,…第二步 ⎝⎛⎭⎫x +b 2a 2=b 2-4ac 4a 2,…第三步 x +b 2a =b 2-4ac 4a(b 2-4ac >0),…第四步 x =-b +b 2-4ac 2a.…第五步 (1)嘉淇的解法从第 四 步开始出现错误;事实上,当b 2-4ac >0时,方程ax 2+bx +c=0(a ≠0)的求根公式是( x =-b ±b 2-4ac 2a); (2)用配方法解方程:x 2-2x -24=0.【思路分析】 本题考查了用配方法解一元二次方程.用配方法解一元二次方程的步骤:(1)形如x 2+px +q =0型.第一步,移项,把常数项移到方程右边;第二步,配方,左、右两边加上一次项系数一半的平方;第三步,左边写成完全平方式;第四步,直接开方即可.(2)形如ax 2+bx +c =0型.方程两边同时除以二次项系数,即化成x 2+px +q =0型,然后配方.解:(1)四 x =-b ±b 2-4ac 2a(2)移项,得x 2-2x =24.配方,得x 2-2x +1=24+1,即(x -1)2=25.开方,得x -1=±5.∴x 1=6,x 2=-4.2. (2021,河北)若关于x 的方程x 2+2x +a =0不存在实数根,则a 的取值范围是(B)A. a <1B. a >1C. a ≤1D. a ≥1【解析】 ∵关于x 的方程x 2+2x +a =0不存在实数根,∴b 2-4ac =22-4×1×a <0.解得a >1.3. (2021,河北)a ,b ,c 为常数,且(a -c )2>a 2+c 2,则关于x 的方程ax 2+bx +c =0根的情况是(B)A. 有两个相等的实数根B. 有两个不相等的实数根C. 无实数根D. 有一根为0【解析】 由(a -c )2>a 2+c 2得出-2ac >0,∴Δ=b 2-4ac >0.∴方程有两个不相等的实数根.一元二次方程的概念及解法例1 解下列方程:(1)x 2-2x -1=0;(2)x 2-1=2(x +1);(3)x 2+3x =-14. 【思路分析】 根据所给方程的形式,选择合适的方法解方程. 解:(1)a =1,b =-2,c =-1.Δ=b 2-4ac =4+4=8>0.∴方程有两个不相等的实数根.∴x =-b ±b 2-4ac 2a =2±222=1±2, 即x 1=1+2,x 2=1- 2.(2)移项,得x 2-1-2(x +1)=0,(x +1)(x -1)-2(x +1)=0,因式分解,得(x +1)(x -1-2)=0,于是,得x +1=0或x -3=0.∴x 1=-1,x 2=3.(3)配方,得x 2+3x +⎝⎛⎭⎫322=-14+⎝⎛⎭⎫322, ⎝⎛⎭⎫x +322=2. 由此可得x +32=±2. ∴x 1=-32+2,x 2=-32- 2. 针对训练1(2021,邯郸一模) 用配方法解一元二次方程2x 2-4x -2=1的过程中,变形正确的是(C)A. 2(x -1)2=1B. 2(x -2)2=5C. (x -1)2=52D. (x -2)2=52 【解析】 2x 2-4x -2=1,2x 2-4x =3,x 2-2x =32,x 2-2x +1=32+1,(x -1)2=52.也可以把各选项中的方程展开化为一般形式,和题干中的方程做对比.一元二次方程根的判别式例2 (2021,扬州)如果关于x 的方程mx 2-2x +3=0有两个不相等的实数根,那么m 的取值范围是( m <13且m ≠0 ). 【解析】 ∵方程有两个不相等的实数根,∴4-12m >0.解得m <13.但当m =0时,原方程不是一元二次方程,所以m ≠0.针对训练2(2021,石家庄桥西区一模)常数a ,b ,c 在数轴上的位置如图所示,则关于x 的一元二次方程ax 2+bx +c =0根的情况是(B)训练2题图A. 有两个相等的实数根B. 有两个不相等的实数根C. 无实数根D. 无法确定【解析】 从数轴上可知,a ,c 异号,则b 2-4ac >0,所以方程有两个不相等的实数根. 针对训练3 (2021,张家口桥东区模拟)若关于x 的一元二次方程34x 2+3x +tan α=0有两个相等的实数根,则锐角α等于(D)A. 15°B. 30°C. 45°D. 60°【解析】 ∵方程有两个相等的实数根,∴Δ=(3)2-4×34×tan α=0.解得tan α= 3.∴α=60°.一元二次方程的实际应用例3 (2021,宜昌,导学号5892921)某市创建“绿色发展模范城市”,针对境内长江段两种主要污染源:生活污水和沿江工厂污染物排放,分别用“生活污水集中处理”(下称甲方案)和“沿江工厂转型升级”(下称乙方案)进行治理.若江水污染指数记为Q ,沿江工厂用乙方案进行一次性治理(当年完工),从当年开始,所治理的每家工厂一年降低的Q 值都以平均值n 计算,第一年有40家工厂用乙方案治理,共使Q 值降低了12.经过三年治理,境内长江水质明显改善.(1)求n 的值;(2)从第二年起,每年用乙方案新治理的工厂数量比上一年都增加相同的百分数m ,三年来用乙方案治理的工厂数量共190家,求m 的值,并计算第二年用乙方案新治理的工厂数量;(3)该市生活污水用甲方案治理,从第二年起,每年因此降低的Q 值比上一年都增加一个相同的数值a .在(2)的情况下,第二年,用乙方案所治理的工厂合计降低的Q 值与当年用甲方案治理降低的Q 值相等.第三年,用甲方案使Q 值降低了39.5.求第一年用甲方案治理降低的Q 值及a 的值.【思路分析】 (1)平均数×数量=总数.(2)按相同增长率,第一年40家,第二年40(1+m )家,第三年40(1+m )2家,三年总和等于190家列方程求解即可.(3)先求出第二年用甲方案治理降低的Q 值,再根据第三年用甲方案使Q 值降低了39.5,列方程组求解即可.解:(1)∵40n =12,∴n =0.3.(2)根据题意,得40+40(1+m )+40(1+m )2=190.解得m 1=12,m 2=-72(舍去). ∴m =50%.∴第二年用乙方案新治理的工厂数量为40(1+m )=40×(1+50%)=60(家).(3)设第一年用甲方案治理降低的Q 值为x .第二年Q 值用乙方案治理降低了100n =100×0.3=30.根据题意,得⎩⎪⎨⎪⎧x +a =30,x +2a =39.5. 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =20.5,a =9.5.针对训练4(2021,白银)如图,某小区计划在一块长为32 m 、宽为20 m 的矩形空地上修建三条同样宽的道路,剩余的空地上种植草坪,使草坪的面积为570 m 2.若设道路的宽为x m ,则下面所列方程正确的是(A)训练4题图A. (32-2x )(20-x )=570B. 32x +2×20x =32×20-570C. (32-x )(20-x )=32×20-570D. 32x +2×20x -2x 2=570【解析】 设道路的宽为x m .根据题意,得(32-2x )(20-x )=570.针对训练5 (2021,眉山)某烘焙店生产的蛋糕礼盒分为六个档次,第一档次(即最低档次)的产品生产76件,每件利润10元.调查表明:生产提高一个档次的蛋糕产品,该产品每件利润增加2元.(1)若生产的某批次蛋糕产品每件利润为14元,此批次蛋糕产品属第几档次产品?(2)由于生产工序不同,蛋糕产品每提高一个档次,一天产量会减少4件.若生产的某档次产品一天的总利润为1 080元,该烘焙店生产的是第几档次的产品?【思路分析】 (1)利润增加的量除以2即为档次提高的量.(2)设生产的是第x 档次产品,则相应的产量是76-4(x -1),每件利润是10+2(x -1);等量关系是:每件利润×产量=总利润.解:(1)(14-10)÷2+1=3(档次).答:此批次蛋糕产品属第三档次产品.(2)设该烘焙店生产的是第x 档次的产品.根据题意,得[76-4(x -1)][10+2(x -1)]=1 080.整理,得x 2-16x +55=0.解得x 1=5,x 2=11(不合题意,舍去).答:该烘焙店生产的是第五档次的产品.一、 选择题1. 已知关于x 的方程x 2-mx +3=0的一个解为x =-1,则m 的值为(A)A. -4B. 4C. -2D. 2【解析】 把x =-1代入原方程,得m =-4.2. (2021,石家庄28中质检)若x 2+4x -4=0,则3(x -2)2-6(x +1)(x -1)的值为(B)A. -6B. 6C. 18D. 30【解析】 已知条件转化为x 2+4x =4,原式=-3x 2-12x +18=-3(x 2+4x )+18=6.3. (2021,石家庄40中二模)用配方法解方程x 2+x -1=0,配方后所得方程是(C)A. ⎝⎛⎭⎫x -122=34B. ⎝⎛⎭⎫x +122=34C. ⎝⎛⎭⎫x +122=54D. ⎝⎛⎭⎫x -122=54 【解析】 配方过程x 2+x =1,x 2+x +⎝⎛⎭⎫122=1+⎝⎛⎭⎫122,⎝⎛⎭⎫x +122=54. 4. (2021,唐山路南区一模)已知关于x 的方程x 2+mx -1=0的根的判别式的值为5,则m 的值为(D)A. ±3B. 3C. 1D. ±1【解析】 根据题意,得Δ=m 2+4=5.解得m =±1.5. (2021,唐山丰南区一模)现定义运算“★”,对于任意实数a ,b ,都有a ★b =a 2-a ·b +b .如:3★5=32-3×5+5.若x ★2=10,则实数x 的值为(C)A. -4或-1B. 4或-1C. 4或-2D. -4或2【解析】 根据题意,得x ★2=x 2-2x +2.∴x 2-2x +2=10.解得x 1=4,x 2=-2.6. (2021,唐山路南区二模)下列方程中,没有实数根的是(D)A. x 2-2x =0B. x 2-2x -1=0C. x 2-2x +1=0D. x 2-2x +2=0【解析】 选项A ,Δ=4>0;选项B ,Δ=8>0;选项C ,Δ=0;选项D ,Δ=-4<0.7. (2021,娄底)关于x 的一元二次方程x 2-(k +3)x +k =0的根的情况是(A)A. 有两个不相等的实数根B. 有两个相等的实数根C. 无实数根D. 不能确定【解析】 ∵Δ=[]-(k +3)2-4k =k 2+2k +9=(k +1)2+8>0,∴方程有两个不相等的实数根.8. (2021,定西)关于x 的一元二次方程x 2+4x +k =0有两个实数根,则k 的取值范围是(C)A. k ≤-4B. k <-4C. k ≤4D. k <4 【解析】 因为方程有实数根,所以Δ=16-4k ≥0.解得k ≤4.9. (2021,桂林)已知关于x 的一元二次方程2x 2-kx +3=0有两个相等的实数根,则k 的值为(A)A. ±2 6B. ± 6C. 2或3D. 2或 3【解析】 因为方程有两个相等的实数根,所以Δ=k 2-24=0.解得k =±2 6.10. (2021,秦皇岛海港区模拟)某城市2021年底已有绿化面积300 hm 2,经过两年绿化,绿化面积逐年增加,到2021年底已达到363 hm 2.设绿化面积的年平均增长率为x .根据题意,所列方程正确的是(B)A. 300(1+x )=363B. 300(1+x )2=363C. 300(1+2x )=363D. 363(1-x )2=300【解析】 2021年底的绿化面积是300(1+x ) hm 2,2021年底的绿化面积是300(1+x )2 hm 2,可得方程.11. (2021,绵阳)在一次酒会上,每两人都只碰一次杯.若一共碰杯55次,则参加酒会的有(C)A. 9人B. 10人C. 11人D. 12人【解析】 设参加酒会的有x 人,则每人碰杯(x -1)次.因为每两人都只碰一次杯,所以共碰杯x (x -1)2次,得方程x (x -1)2=55,取正根x =11. 二、 填空题12. (2021,淮安)一元二次方程x 2-x =0的根是 x 1=0,x 2=1 .【解析】 x (x -1)=0,得x 1=0,x 2=1.13. (2021,秦皇岛海港区模拟)已知x =1是一元二次方程x 2+mx +n =0的一个根,则m 2+2mn +n 2的值为 1 .【解析】 把x =1代入方程,得m +n =-1,则m 2+2mn +n 2=(m +n )2=1.14. (2021,南充)若2n (n ≠0)是关于x 的方程x 2-2mx +2n =0的根,则m -n 的值为( 12). 【解析】 把x =2n 代入方程,得(2n )2-2m ·2n +2n =0, 变形为2n (2n -2m +1)=0,∵2n ≠0,∴2n -2m +1=0.∴m -n =12. 15. (2021,邵阳)已知关于x 的方程x 2 +3x -m =0的一个解为x =-3,则它的另一个解是 x =0 .【解析】 把x =-3代入方程解得m =0,则原方程为x 2 +3x =0,可求出另一个解是x =0.16. (2021,唐山丰南区一模)若关于x 的方程x 2-6x +c =0有两个相等的实数根,则c 的值为 9 .【解析】 因为方程有两个相等的实数根,所以Δ=36-4c =0.解得c =9.17. (2021,威海)关于x 的一元二次方程(m -5)x 2+2x +2=0有实数根,则m 的最大整数值是 4 .【解析】 因为方程有实数根, 所以Δ=4-8(m -5)≥0.解得 m ≤112.又因为m ≠5,所以m 的最大整数值是4.三、 解答题18. 解下列方程:(1)x 2-3x +1=0;(2)x 2-2x =6-3x ;(3)(2x +3)2=8.【思路分析】 针对各个方程的特点,选择适当的解法.(1)用公式法.(2)用因式分解法.(3)用直接开平方法.解:(1)这里a =1,b =-3,c =1.∵b 2-4ac =(-3)2-4×1×1=5>0,∴x =3±52,即x 1=3+52,x 2=3-52. (2)原方程可化为x (x -2)=-3(x -2).移项,因式分解,得(x -2)(x +3)=0.于是,得x -2=0或x +3=0.x 1=2,x 2=-3. (3)2x +3=±22,2x =±22-3,x 1=-3+222,x 2=-3-222. 19. (2021,北京)关于x 的一元二次方程ax 2+bx +1=0.(1)当b =a +2时,利用根的判别式判断方程根的情况;(2)若方程有两个相等的实数根,写出一组满足条件的a ,b 的值,并求此时方程的根.【思路分析】 (1)把b =a +2代入根的判别式,判断出正负即可.(2)由Δ=0得出a ,b 之间的关系,任取一组符合条件的值,再解方程.解:(1)Δ=b 2-4a =(a +2)2-4a =a 2+4>0,所以方程有两个不相等的实数根.(2)∵方程有两个相等的实数根,∴Δ=b 2-4a =0.令b =2,a =1,此时方程为x 2+2x +1=0,∴x 1=x 2=-1.20. 【发现思考】已知等腰三角形ABC 的两边长分别是方程x 2-7x +10=0的两个根,求等腰三角形ABC 三条边的长各是多少?如图所示的是涵涵的作业,老师说他的做法有错误,请你找出错误之处并说明错误原因.【探究应用】请解答以下问题:已知等腰三角形ABC 的两边长是关于x 的方程x 2-mx +m 2-14=0的两个实数根. (1)当m =2时,求等腰三角形ABC 的周长;(2)当△ABC 为等边三角形时,求m 的值.涵涵的作业解:x 2-7x +10=0.a =1,b =-7,c =10.∵b 2-4ac =9>0,∴x =-b ±b 2-4ac 2a =7±32. ∴x 1=5,x 2=2.∴当腰为5,底为2时,等腰三角形的三条边长分别为5,5,2.当腰为2,底为5时,等腰三角形的三条边长分别为2,2,5.【思路分析】 一要检查解方程的过程和结果,二要考虑方程的解是三角形的边,需满足任意两边之和大于第三边.解:【发现思考】错误之处:当腰为2,底为5时,等腰三角形的三条边长分别为2,2,5.错误原因:此时不能构成三角形(或不符合三角形的三边关系).【探究应用】(1)当m =2时,方程为x 2-2x +34=0. 解得x 1=12,x 2=32. 当12为腰时,因为12+12<32,所以不能构成三角形. 当32为腰时,等腰三角形的三边长分别为32,32,12.此时周长为32+32+12=72. (2)若△ABC 为等边三角形,则方程有两个相等的实数根.∴Δ=m 2-4⎝⎛⎭⎫m 2-14=m 2-2m +1=0.∴m 1=m 2=1,即m 的值为1.21. (2021,盐城)一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件赢利40元.为了扩大销售、增加赢利,该店采取了降价措施,在每件赢利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件.(1)若降价3元,则平均每天可售出 26 件;(2)当每件商品降价多少元时,该商店每天的销售利润为1 200元?【思路分析】 (1)20+3×2=26.(2)设降价x 元,则销量为(20+2x )件,每件赢利(40-x )元.等量关系是每件赢利×销量=总赢利.最后要选择符合条件的解.解:(1)26(2)设每件商品降价x 元时,该商店每天的销售利润为1 200元,则平均每天售出(20+2x )件,每件赢利(40-x )元,且40-x ≥25,即x ≤15.根据题意,得(40-x )(20+2x )=1 200.整理,得x 2-30x +200=0.解得x 1=10,x 2=20(舍去).答:当每件商品降价10元时,该商店每天的销售利润为1 200元.22. (2021,德州)为积极响应新旧动能转换,提高公司经济效益.某科技公司近期研发出一种新型高科技设备,每台设备的成本价为30万元,经过市场调研发现,每台售价为40万元时,年销售量为600台;每台售价为45万元时,年销售量为550台.假定该设备的年销售量y (单位:台)和销售单价x (单位:万元)成一次函数关系.(1)求年销售量y 与销售单价x 之间的函数关系式;(2)根据相关规定,此设备的销售单价不得高于70万元.如果该公司想获得10 000万元的年利润,那么该设备的销售单价应定为多少万元?【思路分析】 (1)用待定系数法求一次函数关系式.(2)等量关系是:每台利润×销量=总利润.根据条件决定方程的根的取舍.解:(1)设年销售量y 与销售单价x 之间的函数关系式为y =kx +b (k ≠0).将(40,600),(45,550)代入y =kx +b ,得⎩⎪⎨⎪⎧40k +b =600,45k +b =550. 解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-10,b =1 000. ∴年销售量y 与销售单价x 之间的函数关系式为y =-10x +1 000.(2)设该设备的销售单价应定为x 万元,则每台设备的利润为(x -30)万元,销售量为(-10x +1 000)台.根据题意,得(x -30)(-10x +1 000)=10 000.整理,得x 2-130x +4 000=0.解得x 1=50,x 2=80.∵此设备的销售单价不得高于70万元,∴x =50.答:该设备的销售单价应定为50万元.1. (2021,福建A ,导学号5892921)已知一元二次方程(a +1)x 2+2bx +(a +1)=0有两个相等的实数根,则下列判断正确的是(D)A. 1一定不是关于x 的方程x 2+bx +a =0的根B. 0一定不是关于x 的方程x 2+bx +a =0的根C. 1和-1都是关于x 的方程x 2+bx +a =0的根D. 1和-1不都是关于x 的方程x 2+bx +a =0的根【解析】 方程(a +1)x 2+2bx +(a +1)=0有两个相等的实数根,则有(2b )2-4(a +1)2=0,且a +1≠0.解得b =a +1或b =-(a +1),且a +1≠0.若b =a +1,则-1是方程x 2+bx +a =0的根;若b =-(a +1),则1是方程x 2+bx +a =0的根.∵a +1≠0,∴a +1≠-(a +1).故1和-1不会同时是方程x 2+bx +a =0的根.2. (2021,舟山)欧几里得的《原本》记载,形如x 2+ax =b 2的方程的图解法是:画Rt △ABC ,使∠ACB =90°,BC =a 2,AC =b ,再在斜边AB 上截取BD =a 2.则该方程的一个正根是(B) 第2题图 A. AC 的长B. AD 的长C. BC 的长D. CD 的长【解析】 用配方法解方程x 2+ax =b 2,易得正根x =b 2+a 24-a 2.据勾股定理知AB =b 2+a 24.∵AD =AB -BD =b 2+a 24-a 2,∴AD 的长是方程的正根. 3. (2021,河北,导学号5892921)对于实数p ,q ,我们用符号min{p ,q }表示p ,q 两数中较小的数,如min{1,2}=1.因此,min{-2,-3}= -3 ;若min{(x -1)2,x 2}=1,则x = 2或-1 .【解析】 min{-2,-3}=- 3.∵min{(x -1)2,x 2}=1,∴当(x -1)2<x 2时,(x -1)2=1.解得x 1=2,x 2=0(不合题意,舍去).当(x -1)2≥x 2时,x 2=1.解得x 1=1(不合题意,舍去),x 2=-1.4. (2021,内江B ,导学号5892921)已知关于x 的方程ax 2+bx +1=0的两根为x 1=1,x 2=2,则方程a (x +1)2+b (x +1)+1=0的两根之和为 1 .【解析】 把(x +1)看作一个整体,据已知条件可得x +1=1或x +1=2,所以x 1=0,x 2=1.所以和为1.。
教案教学内容一元二次方程——一元二次方程的应用(一)一、学习目标:1.会列出一元二次方程解应用题;2.学会用列一元二次方程的方法解决传播问题、增长率问题和几何图形问题;3.通过列方程解应用题,进一步提高逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力.二、知识回顾:1.解一元二次方程有哪些方法?直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法.2.列一元一次方程解应用题的步骤是什么?(1)审:弄清题意和题目中的数量关系;(2)设:用字母表示题目中的一个未知数;(3)找:找出能够表示应用题全部含义的一个等量关系;(4)列:根据这个等量关系列出代数式,从而列出方程;(5)解:解所列的方程,求出未知数的值;(6)验:检验方程的解是否符合题意;(7)答:写出答案(包括单位名称).三、新知讲解1.列一元二次方程解应用题的一般步骤(1)审:认真审题,分析题意,弄清已知量、未知量及它们之间的等量关系;(2)设:设未知数,用一个字母来表示题目中的未知量,有直接设未知数和间接设未知数两种方法;(3)列:根据题目中的数量关系列出一元二次方程;(4)解:指解方程,即求出所列方程的解;(5)验:必须检验求出的每个节是否符合题意,不符合题意的应舍去;(6)答:书写答案,注意题目中的单位.注意:(1)设未知数时,必须写清单位,用对单位;(2)列方程时,方程两边各个代数式的单位必须一致,作答时必须写上单位;(3)一定要检验根是否符合实际意义。
2.列一元二次方程解应用题的常见题型传播问题、增长率问题、几何图形面积问题、数字问题、营销问题、利息问题等.(1)传播问题:传播问题要抓住两点:一是传播源;二是传播速度。
若传播源是a,传播速度是x,则一轮传染后,被传染的总数是a+ax;二轮传染的传染源是a+ax,传染速度是x,被传染总数为a+ax+x(a+ax),即a(1+x)2;注意:每轮的传染源数量改变,传染速度不变。
(2)平均增长率问题与平均降低率问题:1、平均增长率是指增长数与基数的比。
第7讲 二次函数与一元二次方程知识导航1.利用二次函数y =ax 2+bx +c 的图象,观察一元ニ次方程ax 2+bx +c =0的根的情况. 2.直线与抛物线的交点的坐标与方程组的解的对应关系. 3.二次函数与根与系数的关系.【板块一】二次函数与一元二次方程的关系方法技巧(1)二次函数的图象与x 轴的交点横坐标,对应一元二次方程的根; (2)二次函数的图象与x 轴的交点个数,对应一元二次方程根的情况.题型一:二次函数的图象与a ,b ,c 之间的联系例1:如图是y =ax 2+bx +c (a ≠0)的部分图象,其顶点坐标为(1,n ),则下列结论:①a -b +c >0;②3a +b =0;③b 2=4a (c -n );①一元ニ次方程ax 2+bx +c =n -1有两个不相等的实数根,其中正确结论的个数是( )A .1B .2C .3D .4【解析】∵抛物线与x 轴的一个交点在(3,0)和(4,0)之间,由对称性知另一交点在(-2,0)和(-1,0)之间,当x =-1时,y >0,a -b +c >0,故①正确;由对称轴12=-ab,b =-2a ,3a +b =3a -2a =a <0故②不正确:顶点(1,n ),∴n =ab ac 442-,∴b 2=4ac -4an =4a (-m )故③正确;∵抛物线与直线y =n只有一个公共点,∴抛物线与直线y =n =1有两个交点,∴一元二次方程a 2+bx +c =n -1有两个不相等的实数根,故④正确,选C .题型二:方程的解与交点横坐标的对应【例2】如图,抛物线y =ax 2+bx +c 与直线y =kx +m 交于A ,B 两点.(1)方程ax 2+bx +c =kx +m 的解为 ;(2)不等式ax 2+bx +c ≤kx +m 的解集为 .【解析】(1)方程的解就是两图象交点的横坐标,即x 1=-1,x 2=2; 结合图象,根据增减性可知,解集为≤-1或x ≥2.题型三:二次三项式的值恒为正(或负)的条件【例3】无论x 为何值,二次三项式a 2+2(a +1)x +a +21的値恒为负数,则a 的取值范固是( ) A .32<<0a B .0<<32a - C . 32<-a D .32-≤a【解析】设y =a 2+2(a +1)x +a +21,值恒为负,则⎩⎨⎧0<0<△a ,即()⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+0<214140<2a a a a ,解得32<-a ,选C .针对练习11.二次函数y =a 2+2(a +1)x +a +21(a ≠0)的图象如图所示,下列结论:①abc <0;②b <a +c ;③4a +2b +c >0;④b 2-4ac >0.其中正确结论有( B )A .①②③B .①②①C .①③①D .②③④ 答案:B第2题图2.抛物线y =ax 2+bx +c 与直线y =mx +n 的图象如图所示:(1)方程ax 2+bx +c =mx +n 的解为: .(2)不等式ax 2+(b -m )x +c -n <0的解集为: . 答案:(1)x 1=-2,x 2=1 (2) -2<x <13.二次函数y =(m -1)x 2+2mx -1的图象都在x 轴的下方,求m 的取值范围. 答案:解:⎩⎨⎧0<0<1-△m ,()⎩⎨⎧-+0<1440<1-2m m m 解得251<<251+-+-m4.无论x 为何值,二次根式()3212++-+m mx x m 恒有意义,求m 的取值范围.答案:解:设y =(m +1)x 2-2mx +m +3,则y 恒为非负数,∴⎩⎨⎧≤+00>1△m ,即()()()⎪⎩⎪⎨⎧≤++---031421>2m m m m 解得m ≥43-板块二:函数图象的交点与解方程 方法技巧联立两函数的解析式,求图象交点的坐标;交点的个数与方程的判别式有关. 少题型一二次函数的图象与x 轴的交点【例1】已知函数y =(k -3)x 2+2x +1的图象与x 轴有交点,则k 的取值范围是( ) A .k <4 B .k ≤4 C .k <4且k ≠3 D .k ≤4且k ≠3【解析】当k -3=0时,该函数为一次函数y =2x +1,其图象与x 轴有交点,当k -3≠0时,该函数为二次函数,△≥0.22-4(k -3)=0,即k ≤4且k ≠3,综上,当k ≤4时,函数图象与x 轴有交点,故选B .题型二:二次函数的图象与直线y =k (k ≠0)的交点 例2:已知一元二次方程1-(x -3)(x +2)=0有两个实数根x 1,x 2,(x 1<x 2),则下列判断正确的是( ) A .-2<x 1<x 2<3 D .x 1<-2<3<x 2 C .-2<x 1<3<x 2 D .x 1<-2<x 2<3【解析】画出直线y =1与ニ次函教y =(x -3)(x +2)的图象,由图象可知:x 1<-2<3<x 2,故选B .【注】方程ax 2+bx +c -k =0的解,即函数y =ax 2+bx +c 的图象与函数y =k 的图象的交点的横坐标.题型三:二次函数的图象与直线y =kx +b (k ≠0)的交点【例3】直线AB :y =x +4与抛物线y =x 2-2mx +m 2+m +4交于A ,B 两点,试判断AB 的长是否发生变化?若不变,求出其值;若变化,求出其取值范围.【解析】联立⎩⎨⎧+++-=+=42422m m mx x y x y ,∴x 2-(2m +1)x +m 2+m =0. ∴(x -m )(x -m -1)=0,∴x A =m ,x B =m +1∴BH =x A -x B =1,AH =y B - y A =(x B +4)-(x A +4)=1在R △AHB 中,AB =22BH AH +=2,即AB 的长不发生支化,其长为2.题型四:分段函数与交点【例4】若函数y =b 的图象与函数y =x 2-31-x -4x -3的图象恰有三个交点,则b 的值是6或425. 【解析】当x ≥1时,y =x 2-7x ,当x <1时,y =x 2-x -6,结合图象知b =一6或425-.题型五:抛物线与直线在定区间有唯一公共点【例5】已知抛物线y =x 2-mx -3与直线y =2x +3m 在一2<x <2之间有且只有一个公共点,则m 的取值范围是 .【解析】∵x 2-mx -3=2x +3m ,,x 2-2x -3=m (x +3),即直线y =m (x +3)与抛物线y =x 2-2x -3,在一2<x <2有唯一公共点,把(一2,5)代入y =m (x +3),得m =5,把(2,-3)代入y =m (x +3),得m =53-,∴53-≤m <5,x 2-(m +2)x -3-3m =0,△=(m +2)2+12+12m =0,解得m =-8-34(舍去),m =-8+34,综上,53-≤m <5或m =-8+34.针对练习21.已知抛物线y =(m -1)x 2-2mx +m +1(m >1). (1)求抛物线与x 轴的交点坐标;(2)若一次函数y =kx -k 的图象与抛物线始终只有一个公共点,求一次函数的解析式. 答案:(1)y =0时,(m -1)x 2-2mx +m +1=0,∴(x -1)[(m -1)x -(m +1)]=0,∴x 1=1,x 2=11-+m m ,∴抛物线与x 轴的交点空为(1,0),(11-+m m ,0). (2) 联立()⎩⎨⎧++--=-=1212m mx x m y k kx y ,∴(m -1)x 2-(2m +k )x +m +1+k =0, △=(2m +k )2-4(m -1)(m +1+k )=k 2+4k +4=(k +2)2=0,∴ k =-2, ∴一次函数的解析式为y =-2x +2.2.将二次函邮y =2x 2+4x -6的图象在x 轴下方的部分沿x 轴翻折,图象其余部分保持不变,得到一个新的图象,当直线y =21x +b 与此图象有两个公共点时,求b 的取值范围. 答案:解:A (3,0),B (1,0),当直线过A 点时,b =23,1322b -<<当直线经过B 点时,b =21-. ∴1322b -<<,联立224612y x x y x b ⎧=--+⎪⎨=+⎪⎩得292602x x b ++-= 29=()8(3)02b ∆--=,273=32b ,综上,1322b -<<或27332b >,有两个公共点.3.若直线y =2x -5m 与抛物线y =x 2-mx -3在0≤x ≤4之间有且只有一个公共点,求m 的取值范围. 答案:联立2253y x m y x mx =-⎧⎨=--⎩得2235x x mx m --=-,即223y x x =--与直线(5)y m x =-在0≤x ≤4有唯一公共点.①把(0,-3)代入(5)y m x =-得35m =,把(4,5)代入(5)y m x =-得m =-5, ∴-5≤m <35.②当直线与抛物线“相切”时,2(2)530x m x m -++-=,0∆=,∴2(2)4(53)0m m +--=,得8m =-8m =+(舍),综上,-5≤m <35或8m =-4.已知关于x 的二次函数22(1)y ax a x a =+--的图象与x 轴的一个交点坐标为(m ,0),若2<m <3,则a 的取值范围是____ ___. 答案:当y =0时,22(1)=0ax a x a +--,∴(ax -1)(x +a )=0,∴11x a =,2x a =-,当123a <<时,1132a <<,当2<-a <3时,-3<a <-2,即1132a <<或-3<a <-2.【板块三】二次函数与根与系数的关系方法技巧(1)若二次函数y =ax 2+bx +c 交x 轴于(x 1,0),(x 2,0),则1212,b c x x x x a a+=-=.(2)12||x x -=. 题型一 抛物线截水平线段的长【例1】若点P (1x ,c ),点Q (2x ,c )在函数243y x x =-+的图象上,且x 1<x 2,PQ =2a ,则21261x ax a -++yx的值为( C )A .-2B .3C .5D .6【解析】∵对称轴为x =2,P (1x ,c ),Q (2x ,c )关于直线x =2对称,PQ =2a ,∴12x a =-,22x a =+,∴221261(2)(2)615x ax a a a a a -++=--+++=,故选C .【例2】抛物线1121()()4y x x x x =--交x 轴于两点A (1x ,0)B (2x ,0)两点(x 1<x 2),直线22y x t=+经过点A ,若函数y =y 1+y 2的图象与x 轴有且只有一个公共点,则线段AB 的长为( B ) A .4 B .8 C .12 D .16【解析】22y x t =+经过点A (1x ,0),∴012x t =+,12t x =-,121211211()()22()(8)44y y y x x x x x x x x x x =+=--+-=--+.∵与x 轴有且只有一个公共点,∴有等根,∴128x x =-,∴218x x -=,∴AB =8,选B . 题型二 抛物线斜线段【例3】抛物线21344y x x =-+与x 轴交于A ,B 两点,直线34y kx k =-+与抛物线交于C ,D 两点,求△BCD 面积的最小值.【解析】直线34(3)4y kx k k x =-+=-+,经过定点E (3,4),又B (3,0),∴E B x x =,∴BE ∥y 轴,∴1||2||2BCD BCE BDED C D C S S S BE x x x x =+=-=-g △△△,联立2341344y kx k y x x =-+⎧⎪⎨=-+⎪⎩得2(44)12130x k x k -++-=,∴44C D x x k +=+,1213C D x x k =-,∴22221()()416166816()642D C D C C D x x x x x x k k k -=+-=-+=-+≥64,∴||D C x x -的最小值为8,∴BCD S △的最小值为16.题型三 动抛物线与动线段【例4】如图,抛物线22y ax =-交x 轴于A ,B 两点,点P 为第二象限抛物线上的一个动点,直线PA ,PB 分别交y 轴于M ,N 两点,求OM -ON 的值.【解析】∵抛物线22y ax =-的对称轴为y 轴,∴OA =OB ,设OA =t =O B .∴A (-t ,0),B (t ,0),设P A :()y m x t =+,PB :()y n x t =-.联立2()2y m x t y ax ==⎧⎨=-⎩得220ax mx mt ---=,∴2()P mt x t a +-=-g . ∴2P mt x at +=,同理,2P nt x at-=,∴4nt mt -=.∵M (0,mt ),N (0,-nt ),∴OM =-mt ,ON =-nt ,∴OM -ON =-mt -(-nt )=nt -mt =4,即OM -ON 的值为4.针对练习31.直线y kx b =+与抛物线223y x x =--交于A ,B 两点,与y 轴交于点M ,若MA =MB ,求k ,b 的值或范围. 答案:过点A ,B 作AC ⊥y 轴于点C ,BD ⊥y 轴于点D ,∵MA =MB ,∴△ACM ≌△BDM ,∴AC =BD ,∴0A B x x +=,联立223y kx by x x =+⎧⎨=--⎩得2(2)30x k x b -+--=,∴k +2=0,∴k =-2, 230x b =+>,∴b > -3.xx2.如图,已知直线y kx b =+与抛物线2y ax =交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴正半轴相交于点C ,过点A 作AD ⊥x 轴于点D ,延长AD ,BO 相交于点E ,求证:DE =CO . 答案:设A (m ,2am ),B (n ,2an ),联立2y kx b y ax=+⎧⎨=⎩,∴20ax kx b --=,∴b mn a =-,设OB 的解析式y tx =, ∴2an tn =,t =an ,∴直线OB 的解析式为y =anx ,当E x m =时,E y amn b ==-,∴DE =b ,∵OC =b ,∴DE =CO .。