最新高一数学暑假预科讲义 第2讲 一元二次不等式解法 基础教师版
- 格式:docx
- 大小:316.62 KB
- 文档页数:7
第二讲 一元二次不等式(一)知识整合1.形如20(0) (0)ax bx c a ++><≠或其中的不等式称为关于x 的一元二次不等式.2.一元二次不等式20(0)ax bx c ++><或与二次函数2(0)y ax bx c a =++≠及一元二次方程20ax bx c ++=的关系(简称:三个二次).一般地,一元二次不等式可以结合相应的二次函数、一元二次方程求解,步骤如下:(1) 将二次项系数先化为正数; (2) 观测相应的二次函数图象.①如果图象与x 轴有两个交点12(,0),(,0)x x ,此时对应的一元二次方程有两个不相等的实数根12,x x (也可由根的判别式0∆>来判断) .那么(图1): 2120 (0) ax bx c a x x x x ++>>⇔<>或2120 (0) ax bx c a x x x ++<>⇔<<②如果图象与x 轴只有一个交点(,0)2ba-,此时对应的一元二次方程有两个相等的实数根22x bx x a==-(也可由根的判别式0∆=来判断) . 那么(图2): 20 (0) 2b ax bx c a x a++>>⇔≠-20 (0) ax bx c a ++<>⇔无解③如果图象与x 轴没有交点,此时对应的一元二次方程没有实数根 (也可由根的判别式0∆<来判断) . 那么(图3): 20 (0) ax bx c a x ++>>⇔取一切实数20 (0) ax bx c a ++<>⇔无解0>∆0=∆0<∆3.含有字母系数的一元一次不等式 一元一次不等式最终可以化为 ax b >的形式:(1)当0a >时,不等式的解为:bx a >; (2)当0a <时,不等式的解为:bx a<;(3)当0a =时,不等式化为:0x b ⋅>; ① 若0b <,则不等式的解是全体实数; ② 若0b ≥,则不等式无解. 4.恒成立结论(1)2(0)0ax bx c a >≠++恒成立的条件是:2040a b ac ><且-. (2)2(0)0ax bx c a <≠++恒成立的条件是:2040a b ac <<且-.5.区间的概念设 a ,b 是实数,且 a <b ,满足 a ≤x ≤b 的实数 x 的全体,叫做闭区间,记作 [a ,b ],即,[,]{|}a b x a x b =≤≤。
目录第二讲一元二次不等式解法 (2)考点1:一元二次不等式及其解集 (2)题型一:解一元二次不等式 (3)题型二:含字母系数的一元二次不等式的解法 (4)题型三:一元二次不等式的逆向运用 (7)题型四:一元二次不等式恒成立问题 (8)第二讲 一元二次不等式解法考点1:一元二次不等式及其解集1.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.比如:250x x -<.一元二次不等式的一般形式:20ax bx c ++>(0)a ≠或20ax bx c ++<(0)a ≠.设一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两根为12x x 、且12x x <,则不等式20ax bx c ++>的解集为{}21x x x x x ><或,不等式20ax bx c ++<的解集为{}21x x xx <<2.对于一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两根为12x x 、且12x x ≤,设ac b 42-=∆,它的解按照0>∆,0=∆,0<∆可分三种情况,相应地,二次函数2y ax bx c =++(0)a >的图像与x 轴的位置关系也分为三种情况.因此我们分三种情况来讨论一元二次不等式20ax bx c ++>(0)a >或20ax bx c ++<(0)a >的解集.24b ac ∆=-0>∆ 0=∆ 0<∆二次函数cbx ax y ++=2(0>a )的图象20(0)ax bx c a ++=>的根有两相异实根 )(,2121x x x x <有两相等实根abx x 221-==无实根的解集)0(02>>++a c bx ax{}21x x x x x ><或⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R的解集)0(02><++a c bx ax{}21x x xx <<∅ ∅3.解一元二次不等式的步骤(1)先看二次项系数是否为正,若为负,则将二次项系数化为正数; (2)写出相应的方程20ax bx c ++=(0)a >,计算判别式∆:①0∆>时,求出两根12x x 、,且12x x <(注意灵活运用因式分解和配方法); ②0∆=时,求根abx x 221-==; ③0∆<时,方程无解 (3)根据不等式,写出解集.题型一:解一元二次不等式例1. 解下列一元二次不等式(1)250x x -<; (2)2440x x -+>; (3)2450x x -+-> 【解析】(1)方法一:因为2(5)410250∆=--⨯⨯=>所以方程250x x -=的两个实数根为:10x =,25x =函数25y x x =-的简图为:因而不等式250x x -<的解集是{|05}x x <<. 方法二:250(5)0x x x x -<⇔-<050x x >⎧⇔⎨-<⎩ 或050x x <⎧⎨->⎩解得05x x >⎧⎨<⎩ 或05x x <⎧⎨>⎩,即05x <<或x ∈∅.因而不等式250x x -<的解集是{|05}x x <<. (2)方法一:因为0∆=,方程2440x x -+=的解为122x x ==.函数244y x x =-+的简图为:所以,原不等式的解集是{|2}x x ≠方法二:2244(2)0x x x -+=-≥(当2x =时,2(2)0x -=) 所以原不等式的解集是{|2}x x ≠(3)方法一:原不等式整理得2450x x -+<.因为0∆<,方程2450x x -+=无实数解,函数245y x x =-+的简图为:所以不等式2450x x -+<的解集是∅. 所以原不等式的解集是∅.方法二:∵2245(2)110x x x -+-=---≤-<∴原不等式的解集是∅. 例2.解下列一元二次不等式(1)2420x x -->;(2)2613280x x --<;(3)2(11)3(21)+++x x x x ≥; (4)2450x x ++>;(5)220x x -+->;(6)22320x x -->;(7)240x x ->;(8)210x x -+≤;(9)2233312x x x -+>-.6)(7)+∞,(2)⎫+∞⎪⎭,(7)题型二:含字母系数的一元二次不等式的解法例3.解下列关于x 的不等式 (1)2221x ax a -≤-+; (2)210x ax -+>;(3)()210x a x a -++<.【解析】(1) 22210[()1][()1]011x ax a x a x a a x a -+-≤⇒---+≤⇒-≤≤+ ∴原不等式的解集为{|11}x a x a -≤≤+. (2) Δ=a 2-4当Δ<0,即-2<a<2时,原不等式的解集为R. (3)(x-1)(x-a)<0当a>1时,原不等式的解集为{x|1<x<a} 当a<1时,原不等式的解集为{x|a<x<1} 当a=1时,原不等式的解集为Φ. 例4.解关于x 的不等式(1))0(01)1(2≠<++-a x a x ;①a=1或a=-1时,解集为∅;(2)223()0x a a x a -++>(a R ∈);【答案】2232()0()()0x a a x a x a x a -++>⇒--> 当a <0或a >1时,解集为2{|}x x a x a <>或; 当a=0时,解集为{|0}x x ≠;当0<a <1时,解集为2{|}x x a x a <>或; 当a=1时,解集为{|1}x x ≠; (3)()2110ax a x ++-<;【解析】若a=0,原不等式⇔-x+1<0⇔x >1;(1)当a=1时,原不等式⇔x ∈∅;综上所述:当a=0时,解集为{x|x >1};当a=1时,解集为∅;(4)()()120ax x --≥; 【答案】当a=0时,x∈(-∞,2].①当a>0时,(5)2210ax x -<+;当a≠0时,Δ=4+4a=4(a+1),②a<0时,若a<0,△<0, 即a<-1时,x∈R; 若a<0,△=0, 即a=-1时,x∈R且x≠1;(6)()2212x ax a a ∈R ->当a =0时,不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠0};题型三:一元二次不等式的逆向运用例5.(1)不等式20x mx n +-<的解集为(4,5)x ∈,求关于x 的不等式210nx mx +->的解集.【解析】由题意可知方程20x mx n +-=的两根为4x =和5x = 由韦达定理有45m +=-,45n ⨯=- ∴9m =-,20n =-∴210nx mx +->化为220910x x --->,即220910x x ++<(2)设关于x 的不等式()()110()ax x a R -+<∈的解集为{}1|1x x -<<,则a 的值是( )A.-2B.-1C.0D.1【答案】∵关于x 的不等式(ax -1)(x +1)<0(a ∈R)的解集为{x |-1<x <1},即a 的值是1,故选D 。
高一暑假衔接09:一元二次不等式的解法教学案一、主讲知识【知识点讲解1】一元二次不等式1 、一元二次不等式的概念(1)只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为不等式.(2)能使不等式成立的未知数x的一个值称为不等式的一个解.(3)不等式所有解的集合称为解集.2、“三个二次”的关系一元二次不等式与相应的一元二次方程、二次函数的联系,如下表.有两相等实根3、一元二次不等式的解法解一元二次不等式的步骤:(1)化为基本形式ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0(其中a>0);(2)计算Δ=b2-4ac,以确定一元二次方程ax2+bx+c=0是否有解;(3)有根求根;(4)根据图象写出不等式的解集.【讲透例题1】一元二次不等式的解法例1、(1)求不等式4x 2-4x +1>0的解集.(2)解不等式-x 2+2x -3>0.【相似题练习1】1、求不等式2x 2-3x -2≥0的解集.2、求不等式-3x 2+6x >2的解集.3、求解下列一元二次不等式 (1)求不等式2560x x -+>的解集.(2)求不等式29610x x -+>的解集.(3) 求不等式2230x x -+->的解集.4、已知集合{2,1,0,1,2}A =--,{(1)(2)0}B x x x =-+>,则A B 的子集个数为( )A .2B .4C .6D .85、已知集合{}2280P x x x =-->,{}Q x x a =≥,若PQ R =,则实数a 的取值范围是______,若P Q Q ⋂=,则实数a 的取值范围是______【知识点讲解2】含参数的二次不等式形如()22120x a x a +--≤,除了主元变量x 以外,还含有其他的变量(参变量)a 的不等式,我们称为含参数的一元二次不等式.规律方法:在解答含有参数的一元二次不等式时,往往要对参数进行分类讨论,为了做到分类“不重不漏”,一般从如下三个方面进行考虑:(1)关于不等式类型的讨论:二次项的系数a >0,a =0,a <0;(2)关于不等式对应的方程的根的讨论:两根(∆>0),一根(∆=0),无根(∆<0); 在有根的前提下,恰当的使用十字相乘可有效简化运算.(3)关于不等式对应的方程根的大小的讨论:121212,,x x x x x x >=<.【讲透例题2】含参数的二次不等式例1、解关于x 的不等式ax 2-(a +1)x +1<0.【相似题练习2】1、已知0a <,关于x 的一元二次不等式()2220ax a x -++>的解集为( )A .{2|x x a<,或}1x > B .2|1x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭C .{|1x x <,或2x a ⎫>⎬⎭D .2|1x x a ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭2、(多选)下列四个不等式中,解集为∅的是( ) A .210x x -++≤B .22340x x -+<C .23100x x ++≤D .2440(0)x x a a a ⎛⎫-+-+>> ⎪⎝⎭3、解关于x的不等式(x-a)(x-a2)<0.4、解关于x的不等式()() 21100 ax a x a-++>>.5、解关于x的不等式56x2+ax-a2<0.【讲透例题3】“三个二次”间对应关系的应用例1、已知关于x的不等式x2+ax+b<0的解集为{x|1<x<2},试求关于x的不等式bx2+ax+1>0的解集.【相似题练习3】1、已知不等式ax2-bx+2<0的解集为{x|1<x<2},求a,b的值.3、关于x 的不等式22280(0)x ax a a --<>的解集为12(,)x x ,且:2115x x -=,则a =( )A .52B .72C .154D .1524、若关于x 的不等式2260tx x t -+<的解集(,)(1,)a -∞+∞,则a 的值为______.【知识点讲解4】一元二次不等式恒成立问题不等式的解集为R (或恒成立)的条件【讲透例题4】一元二次不等式恒成立问题例1、要使函数2(1)y mx mx m =++-的值恒为负值,求m 的取值范围.2、不等式x 2+ax +4<0的解集不为空集,则a 的取值范围是_______3、“不等式x 2−x +m >0在R 上恒成立”的充要条件是( ) A .m >14B .m <14C .m <1D .m >14、对任意实数x ,不等式()()222240a x a x -+--<恒成立,则a 的取值范围是( ). A .22a -<≤B .22a -≤≤C .2a <-或2a ≥D .2a ≤-或2a ≥5、已知命题“x R ∃∈,210mx x -+<”是假命题,则实数m 的取值范围是_________.6、不等式x 2−kx +1>0对任意实数x 都成立,则实数k 的取值范围是__________.7、已知关于x 的不等式2260,(0)kx x k k -+<≠(1)若不等式的解集是{}|32x x x <->-或,求k 的值; (2)若不等式的解集是R ,求k 的取值范围; (3)若不等式的解集为∅,求k 的取值范围.二、课堂总结三个“二次”的关系b三、课堂练习1.一元二次方程ax 2+bx +c =0的根为2,-1,则当a <0时,不等式ax 2+bx +c ≥0的解集为( ) A .{x |x <-1或x >2} B .{x |x ≤-1或x ≥2} C .{x |-1<x <2}D .{x |-1≤x ≤2}2.若0<t <1,则关于x 的不等式(t -x )(x -1t)>0的解集是( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1t <x <t B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >1t 或x <tC.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <1t 或x >tD.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |t <x <1t3.若不等式mx 2+2mx -4<2x 2+4x 的解集为R ,则实数m 的取值范围是( ) A .(-2,2)B .(-2,2]C .(-∞,-2)∪[2,+∞)D .(-∞,2)4.不等式-1<x 2+2x -1≤2的解集是__________.5.若不等式x 2+mx +1>0的解集为R ,则m 的取值范围是__________.6.解关于x 的不等式:x 2+(1-a )x -a <0.7.若不等式ax 2+bx +c ≥0的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤≤-231|x x ,求关于x 的不等式cx 2-bx +a <0的解集.8.解关于x 的不等式ax 2-2(a +1)x +4>0.。
一元二次不等式的性质及解法一、不等式基本性质1.不等式的性质(1)对称性:a >b ⇔b <a ;(2)传递性:a >b ,b >c ⇔a >c ;(3)可加性:a >b ⇔a +c >b +c ,a >b ,c >d ⇔a +c >b +d ;(4)可乘性:a >b ,c >0⇔ac >bc ;a >b ,c <0⇔ac <bc ;a >b >0,c >d >0⇔ac >bd ;(5)可乘方:a >b >0⇔a n >b n (n ⇔N ,n ≥2);(6)可开方:a >b >0⇔n a >n b (n ⇔N ,n ≥2);(7) a >b,ab>0⇔11a b < ;a >b >0,0<c<d⇔a b c d> . 【例1】判断下列命题的真假。
(1)若a >b ,那么ac >2bc 2。
() (2)若ac >2bc 2,那么a >b 。
() (3)若a >b ,c >d ,那么a -c >b -d 。
() (4)若c d a b <,那么ad bc <。
( )(5)若b a R b a >∈,,,那么n n b a >。
( )(6)若1,,<<∈b a R b a ,那么b a ->-11。
()【例4】给出下列命题:①a >b ①ac 2>bc 2;①a >|b |①a 2>b 2;①a >b ①a 3>b 3;①|a |>b ①a 2>b 2.其中正确的命题是 ( ).A .①①B .①①C .①①D .①①二、比较大小比较两式大小的方法常见的有两种:作差法、作商法作差法:第一步:作差;第二步:变形,常采用配方,因式分解等恒等变形手段;第三步:定号,重点是能确定是大于0,还是等于0,还是小于0.最后得结论.概括为“三步,—结论”,这里的“变形”一步最为关键.注1:有的问题直接作差不容易判断其符号,这时可根据两式的特点考虑先变形,到比较易于判断符号时,再作差,予以比较;注2:如果式中含有字母,不能定号,必须对字母根据式子具体特点分类讨论才能定号.此时要注意分类合理恰当.【例6】已知0<a <1b ,且M =11+a +11+b ,N =a 1+a +b 1+b,则M 、N 的大小关系是( ) A .M >N B .M <NC .M =ND .不能确定三、一元二次不等式解法1.一元二次不等式的解法(1)将不等式的右边化为零,左边化为二次项系数大于零的不等式ax 2+bx +c >0(a >0)或ax 2+bx +c <0(a >0).(2)求出相应的一元二次方程的根.(3)利用二次函数的图象与x 轴的交点确定一元二次不等式的解集.【例1】解下列不等式(1)()()x x x 2531-<--; (2)()()21311+>+x x x ; (3)()()()233122+>-+x x x ; (4)2223133x x x ->+-; (5)()13112->+-x x x x .2.含参的一元二次不等式含参数的不等式应适当分类讨论。
第二讲 一元二次不等式解法考点1:一元二次不等式及其解集1.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.比如:250x x -<.一元二次不等式的一般形式:20ax bx c ++>(0)a ≠或20ax bx c ++<(0)a ≠.设一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两根为12x x 、且12x x <,则不等式20ax bx c ++>的解集为{}21x x x x x ><或,不等式20ax bx c ++<的解集为{}21x x xx <<2.对于一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两根为12x x 、且12x x ≤,设ac b 42-=∆,它的解按照0>∆,0=∆,0<∆可分三种情况,相应地,二次函数2y ax bx c =++(0)a >的图像与x 轴的位置关系也分为三种情况.因此我们分三种情况来讨论一元二次不等式20ax bx c ++>(0)a >或20ax bx c ++<(0)a >的解集.24b ac ∆=-0>∆ 0=∆ 0<∆二次函数cbx ax y ++=2(0>a )的图象20(0)ax bx c a ++=>的根有两相异实根 )(,2121x x x x <有两相等实根ab x x 221-== 无实根的解集)0(02>>++a c bx ax{}21x x x x x ><或⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R的解集)0(02><++a c bx ax{}21x x xx <<∅ ∅3.解一元二次不等式的步骤(1)先看二次项系数是否为正,若为负,则将二次项系数化为正数; (2)写出相应的方程20ax bx c ++=(0)a >,计算判别式∆:①0∆>时,求出两根12x x 、,且12x x <(注意灵活运用因式分解和配方法); ②0∆=时,求根abx x 221-==; ③0∆<时,方程无解 (3)根据不等式,写出解集.题型一:解一元二次不等式例1. 解下列一元二次不等式(1)250x x -<; (2)2440x x -+>; (3)2450x x -+-> 【解析】(1)方法一:因为2(5)410250∆=--⨯⨯=>所以方程250x x -=的两个实数根为:10x =,25x =函数25y x x =-的简图为:因而不等式250x x -<的解集是{|05}x x <<.方法二:250(5)0x x x x -<⇔-<050x x >⎧⇔⎨-<⎩ 或050x x <⎧⎨->⎩解得05x x >⎧⎨<⎩ 或05x x <⎧⎨>⎩,即05x <<或x ∈∅.因而不等式250x x -<的解集是{|05}x x <<. (2)方法一:因为0∆=,方程2440x x -+=的解为122x x ==.函数244y x x =-+的简图为:所以,原不等式的解集是{|2}x x ≠方法二:2244(2)0x x x -+=-≥(当2x =时,2(2)0x -=) 所以原不等式的解集是{|2}x x ≠(3)方法一:原不等式整理得2450x x -+<.因为0∆<,方程2450x x -+=无实数解,函数245y x x =-+的简图为:所以不等式2450x x -+<的解集是∅. 所以原不等式的解集是∅.方法二:∵2245(2)110x x x -+-=---≤-<∴原不等式的解集是∅. 例2.解下列一元二次不等式(1)2420x x -->;(2)2613280x x --<;(3)2(11)3(21)+++x x x x ≥; (4)2450x x ++>;(5)220x x -+->;(6)22320x x -->;(7)240x x ->;(8)210x x -+≤;(9)2233312x x x -+>-.6)(7)+∞,(2)⎫+∞⎪⎭,(7)题型二:含字母系数的一元二次不等式的解法例3.解下列关于x 的不等式 (1)2221x ax a -≤-+; (2)210x ax -+>;(3)()210x a x a -++<.【解析】(1) 22210[()1][()1]011x ax a x a x a a x a -+-≤⇒---+≤⇒-≤≤+ ∴原不等式的解集为{|11}x a x a -≤≤+. (2) Δ=a 2-4当Δ<0,即-2<a<2时,原不等式的解集为R. (3)(x-1)(x-a)<0当a>1时,原不等式的解集为{x|1<x<a} 当a<1时,原不等式的解集为{x|a<x<1} 当a=1时,原不等式的解集为Φ. 例4.解关于x 的不等式(1))0(01)1(2≠<++-a x a x ;①a=1或a=-1时,解集为∅;(2)223()0x a a x a -++>(a R ∈);【答案】2232()0()()0x a a x a x a x a -++>⇒--> 当a <0或a >1时,解集为2{|}x x a x a <>或; 当a=0时,解集为{|0}x x ≠;当0<a <1时,解集为2{|}x x a x a <>或; 当a=1时,解集为{|1}x x ≠; (3)2210ax x -<+;当a≠0时,Δ=4+4a=4(a+1),②a<0时,若a<0,△<0, 即a<-1时,x∈R; 若a<0,△=0, 即a=-1时,x∈R且x≠1;(4)()2212x ax aa ∈R ->当a =0时,不等式的解集为{x |x ∈R 且x ≠0};题型三:一元二次不等式的逆向运用例5.(1)不等式20x mx n +-<的解集为(4,5)x ∈,求关于x 的不等式210nx mx +->的解集.【解析】由题意可知方程20x mx n +-=的两根为4x =和5x = 由韦达定理有45m +=-,45n ⨯=- ∴9m =-,20n =-∴210nx mx +->化为220910x x --->,即220910x x ++<(2)设关于x 的不等式()()110()ax x a R -+<∈的解集为{}1|1x x -<<,则a 的值是( )A.-2B.-1C.0D.1【答案】∵关于x 的不等式(ax -1)(x +1)<0(a ∈R)的解集为{x |-1<x <1},即a 的值是1,故选D 。
(3)已知220ax x c ++>的解为1132x -<<,试求a 、c ,并解不等式220cx x a -+->.∴代入不等式220cx x a -+->得222120x x -++>, 即260x x --<,(3)(2)0x x -+<,解得23x -<<, 故不等式220cx x a -+->的解集为:(2,3)-.(4)已知关于x 的不等式20x ax b ++<的解集为(1,2),求关于x 的不等式210bx ax ++>的解集.【答案】由韦达定理有:1212a b -=+⎧⎨=⨯⎩,解得32a b =-⎧⎨=⎩, 代入不等式210bx ax ++>得)(1,)+∞.课后综合巩固例1.解下列一元二次不等式(1)210x x -+≤;(2)2233312x x x -+>-.【解析】(8)∅(9)R .例2.解一元二次不等式)0(01)1(2≠<++-a x a x ;①a=1或a=-1时,解集为∅;例3.已知220ax x c ++>的解为x -<<,试求a 、c ,并解不等式220cx x a -+->.∴代入不等式220cx x a -+->得222120x x -++>, 即260x x --<,(3)(2)0x x -+<,解得23x -<<, 故不等式220cx x a -+->的解集为:(2,3)-.例4.已知不等式22412ax x a x ++>-对一切实数x 恒成立,求实数a 的取值范围. 【解析】原不等式等价于(a +2)x 2+4x +a -1>0对一切实数恒成立, 显然a =-2时,解集不是R ,因此a ≠-2,从而有220,44(2)(1)0.a a a +>⎧⎨∆=-+-<⎩ 整理,得2,(2)(3)0.a a a >-⎧⎨∆=-+>⎩解得a >2.故a 的取值范围是(2,+∞).。