_高中数学第三章不等式3
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3.3 一元二次不等式及其解法课时过关·能力提升1下列不等式中,解集是R的是()A.x2+2x+1>0B.√x2>0C.(13)x+1>0D.1x -2<1xx2+2x+1=(x+1)2≥0,所以选项A不正确;因为√x2=|x|≥0,所以选项B不正确;选项D中x≠0;因为(13)x>0,所以(13)x+1>1>0,x∈R,故选C.2已知2a+1<0,则关于x的不等式x2-4ax-5a2>0的解集是()A.{x|x>5a或x<-a}B.{x|x<5a或x>-a}C.{x|-a<x<5a}D.{x|5a<x<-a}2-4ax-5a2>0⇒(x-5a)(x+a)>0.∵a<-12,∴5a<-a.∴x>-a或x<5a.故选B.3已知不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-13<x<2},则不等式cx2+bx+a<0的解集为()A.{x|-3<x<12} B.{x|x<-3或x>12}C.{x|-2<x<13} D.{x|x<-2或x>13}:ax2+bx+c>0的解集为{x|-13<x<2}⇔3x2-5x-2<0⇔-3x2+5x+2>0.设a=-3k,b=5k,c=2k(k>0),则cx2+bx+a<0⇔2kx2+5kx-3k<0⇔2x2+5x-3<0⇔-3<x<12,故选A.方法二:由题意知a<0,且-x x =(-13)+2,x x =(-13)×2,即x x =-53,x x =-23,而cx 2+bx+a<0⇔x x x 2+x x x+1>0⇔-23x 2-53x+1>0⇔2x 2+5x-3<0⇔-3<x<12,故选A .4设f (x )={2e x -1,x <2,log 3(x 2-1),x ≥2,则不等式f (x )>2的解集为()A.(1,2)∪(3,+∞)B.(√10,+∞)C.(1,2)∪(√10,+∞)D.(1,2)x<2时,令2e x-1>2,解得1<x<2.当x ≥2时,令log 3(x 2-1)>2,解得x ∈(√10,+∞).故x ∈(1,2)∪(√10,+∞).★5关于x 的方程x 2+(a 2-1)x+a-2=0的一根比1小,且另一根比1大的充要条件是()A.-1<a<1 B .a<-1或a>1 C.-2<a<1D.a<-2或a>1f (x )=x 2+(a 2-1)x+a-2,则它是开口向上的二次函数,方程的根即是函数与x 轴的交点的横坐标,因此只需f (1)<0,即1+a 2-1+a-2<0,故-2<a<1.6已知函数f (x )=√xx 2-6xx +(x +8)的定义域为R ,则实数k 的取值X 围为.2-6kx+(k+8)≥0恒成立,当k=0时,满足. 当k ≠0时,{x >0,x =(-6x )2-4x (x +8)≤0⇒0<k ≤1. ∴0≤k ≤1.7已知三个不等式①x 2-4x+3<0,②x 2-6x+8<0,③2x 2-9x+m<0,要使同时满足①和②的所有x 都满足③,则实数m 的取值X 围是.:由{x 2-4x +3<0,x 2-6x +8<0,解得2<x<3.③对于2<x<3恒成立,即m<-2x 2+9x 对x ∈(2,3)恒成立,所以m 只需满足小于函数-2x 2+9x 在区间(2,3)上的最小值,即当x=3时,最小值为9,但取不到最小值.所以m ≤9.方法二:{x 2-4x +3<0x 2-6x +8<0⇒{1<x <32<x <4⇒2<x<3.设f (x )=2x 2-9x+m.当x ∈(2,3)时,f (x )<0恒成立. 由二次函数的图象与性质,得{x (2)≤0,x (3)≤0,即{8-18+x ≤0,18-27+x ≤0,解得m ≤9.-∞,9]8已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x>0时,f (x )=x 2-4x ,则不等式f (x )>x 的解集用区间表示为.f (x )为奇函数,且当x>0时,f (x )=x 2-4x ,所以f (x )={x 2-4x ,x >0,0,x =0,-x 2-4x ,x <0,所以原不等式等价于{x >0,x 2-4x >x 或{x <0,-x 2-4x >x .由此可解得x>5或-5<x<0. 用区间表示为(-5,0)∪(5,+∞).-5,0)∪(5,+∞) ★9定义在(-3,3)内的奇函数f (x ),已知f (x )在其定义域内单调递减,且f (2-a )+f (1-a-a 2)>0,则实数a 的取值X 围是.f (x )为奇函数,∴f (2-a )>-f (1-a-a 2)=f (a 2+a-1). 又f (x )在(-3,3)上单调递减,∴{-3<2-x <3,-3<1-x -x 2<3,2-x <x 2+x -1,即{-1<x <5,-1-√172<x <-1+√172,x >1或x <-3.解得1<a<√17-12, 故实数a 的取值X 围为1<a<√17-12.1,√17-12) 10解关于x 的不等式ax 2-(a+1)x+1<0.当a=0时,原不等式化为-x+1<0,所以不等式的解集是{x|x>1}.(2)当a ≠0时,原不等式可化为a (x-1)(x -1x )<0. 若a<0,则(x-1)(x -1x )>0. 因为1x <1,所以原不等式的解集为{x |x <1x 或x >1};若a>0,原不等式化为(x-1)(x -1x )<0.①当1x <1,即a>1时,不等式的解集为{x |1x<x <1}.②当1x =1,即a=1时,不等式即为(x-1)2<0,显然不等式的解集为⌀. ③当1x>1,即0<a<1时,不等式的解集为{x |1<x <1x}.综上,原不等式的解集如下:当a<0时,解集为{x |x <1x 或x >1}; 当a=0时,解集为{x|x>1};当0<a<1时,解集为{x|1<x<1x};当a=1时,解集为⌀;当a>1时,解集为{x|1x<x<1}.11设0<α<β,已知不等式ax2+bx+c>0的解集为(α,β),求不等式(a+c-b)x2+(b-2a)x+a>0的解集.,得a<0,α+β=-xx >0,αβ=xx>0.∴a<0,c<0,b>0,从而a+c-b<0.设(a+c-b)x2+(b-2a)x+a=0的两根为α',β',则有α'+β'=2x-xx+x-x =2x+x(x+x)x+xxx+x(x+x)=(x+1)+(x+1) (x+1)(x+1)=1x+1+1x+1,α'β'=xx+x-x =xx+xxx+x(x+x)=1x+1·1x+1.∴(a+c-b)x2+(b-2a)x+a=0的两根为1x+1,1 x+1.∵0<α<β,∴1x+1>1x+1>0.∴不等式(a+c-b)x2+(b-2a)x+a>0的解集为(1x+1,1x+1).★12若关于x的不等式4x+xx2-2x+3<2对任意实数x恒成立,某某数m的取值X围.:因为x2-2x+3=(x-1)2+2>0,所以不等式4x+xx2-2x+3<2同解于4x+m<2x2-4x+6,即2x2-8x+6-m>0.要使原不等式对任意实数x恒成立,只要2x2-8x+6-m>0对任意实数x恒成立.所以需要Δ<0,即64-8(6-m)<0.整理并解得m<-2.所以实数m的取值X围是(-∞,-2).方法二:由方法一,知要使4x+xx2-2x+3<2对任意实数x恒成立,只要2x2-8x+6-m>0恒成立即可.变形为m<2x2-8x+6.设h(x)=2x2-8x+6,要使m<2x2-8x+6恒成立,只要m<h(x)min.而h(x)=2x2-8x+6=2(x-2)2-2≥-2, 所以h(x)min=-2.所以m<-2.所以实数m的取值X围是(-∞,-2).。
二元一次不等式(组)与平面区域
时间:45分钟 分值:100分
A 学习达标
一、选择题
1.下面给出的四个点中,位于⎩
⎪⎨
⎪⎧
x +y -1<0,
x -y +1>0.表示的平面区域内的点是( )
A .(0,2)
B .(-2,0)
C .(0,-2)
D .(2,0)
解析:只有点(0,-2)的坐标满足不等式⎩
⎪⎨
⎪⎧
x +y -1<0,
x -y +1>0.
答案:C
2.不等式组⎩⎪⎨
⎪⎧
x -y +5
x +y ≥0,
0≤x ≤3.
表示的平面区域是一个( )
A .三角形
B .直角梯形
C .等腰梯形
D .矩形
解析:原不等式组可化为⎩⎪⎨⎪
⎧
x -y +5≥0,x +y ≥0,
0≤x ≤3或
⎩⎪⎨⎪
⎧
x -y +5≤0,x +y ≤0,0≤x ≤3,
画出各不等式组表示的公共区域,即可看出图形的形状为等腰梯
形.
答案:C
3.在平面直角坐标系中,若不等式组⎩⎪⎨⎪
⎧
x +y -1≥0,x -1≤0,
ax -y +1≥0.
(a 为常数)所表示的平面区
域的面积等于2,则a 的值为( )
A .-5
B .1
C .2
D .3
解析:
图1
直线ax -y +1=0恒过定点(0,1),如图1所示,阴影部分即△MNP 是不等式组表示的平面区域,
则M (1,0),N (1,a +1),P (0,1),所以有|MN |=|a +1|,点P 到MN 的距离为1,则△
MNP 的面积=12
×1×(a +1)=2,解得a =3.
答案:D
图2
4.图2阴影部分用二元一次不等式组表示是( ) A.⎩⎪⎨
⎪
⎧
y ≤2,2x -y +4≥0
B.⎩⎪⎨⎪
⎧ 0≤y ≤2,x ≤0,2x -y +4≥0
C.⎩⎪⎨⎪
⎧ y ≤2,x ≤0,2x -y +4≥0
D.⎩⎪⎨⎪
⎧
0≤y ≤2,2x -y +4≤0,x ≤0
解析:2x -y +4≤0在直线2x -y +4=0上方,故D 错,A 、C 缺y ≥0. 答案:B
5.不等式|3x +2y +c |≤8表示的平面区域总包含点(0,1),(1,1),则c 的取值范围是
( )
A .(-∞,-8)∪[3,+∞)
B .[-10,3]
C .(-∞,-13)∪[8,+∞)
D .[-8,3]
解析:由不等式|3x +2y +c |≤8表示的平面区域总包含点(0,1),(1,1),得
⎩
⎪⎨
⎪⎧
|2+c |≤8,|5+c |≤8.解得-10≤c ≤3.故选B.
答案:B
6.不等式组⎩⎪⎨
⎪
⎧
x -22
+y +22
≤4y -k x -2+2≤0
,围成的平面区域面积是( )
A .2π
B .4π
C .2π-
33
D .与k 值有关
解析:不等式(x -2)2
+(y +2)2
≤4表示的平面区域是圆(x -2)2
+(y +2)2
=4的边界部分点的集合,不等式y -k (x -2)+2≤0表示的平面区域是过定点(2,-2)的直线束及y -
k (x -2)+2=0的下方部分点的集合.其相交部分是一个半圆.所以S =1
2
×π×22=2π.故
选A.
答案:A 二、填空题
7.现有以下五个命题:
①原点在区域x +y +1≥0内; ②点(-1,-1)在区域x +y +1<0内; ③点(1,2)在区域y >2x 内; ④点(0,2)在区域x -2y +5>0内; ⑤点(1,1)在区域-x +5y +6<0内.其中正确命题的序号为________.
解析:∵原点(0,0)的坐标满足不等式x +y +1≥0, ∴①正确;
∵点(-1,-1)的坐标满足不等式x +y +1<0,∴②正确; ∵点(1,2)的坐标不满足不等式y >2x ,∴③不正确; ∵点(0,2)的坐标满足不等式x -2y +5>0,∴④正确;
∵点(1,1)的坐标不满足不等式-x +5y +6<0,∴⑤不正确.综上所述,故应填①②④. 答案:①②④
8.已知M 、N
是⎩⎪⎨⎪⎧
x ≥1,
y ≥1,x -y +1≥0,x +y ≤6.
所围成的区域内的两点,则|MN |的最大值是
________.
解析:
图3
不等式表示的平面区域,如图3所示, 观察图可得|MN |的最大值是|AB |=5-1
2
+2-1
2
=17. 答案:17
9.设实数x 、y 满足条件⎩⎪⎨⎪
⎧
x +y ≤3,y ≤x -1,
y ≥0,
则y
x
的最大值为________.
解析:画出可行域,如图4所示,
图4
设P (x ,y ),则y x =
y -0
x -0
=k OP ,由可行域得
k OP ≤k OA =12
.
答案:12
三、解答题
10.画出不等式组⎩⎪⎨⎪
⎧
x -y +6≥0,x +y ≥0,
x ≤3.
所表示的平面区域,并求平面区域的面积.
解:不等式组⎩⎪⎨⎪
⎧
x -y +6≥0,x +y ≥0,
x ≤3.
所表示的平面区域如图5所示.
图5
因此,其区域面积也就是△ABC 的面积.
A (-3,3),
B (3,-3),
C (3,9),
故S △ABC =1
2
×12×6=36.
故不等式组⎩⎪⎨⎪
⎧
x -y +6≥0,x +y ≥0,
x ≤3
所表示的平面区域的面积等于36.
11.画出不等式(x +2y +1)(x -y +4)<0表示的平面区域. 解:原不等式等价于两个不等式组:
⎩
⎪⎨
⎪⎧
x +2y +1>0,
x -y +4<0.或⎩
⎪⎨
⎪⎧
x +2y +1<0,
x -y +4>0.
图6
在平面坐标系中画出直线x +2y +1=0与直线x -y +4=0(虚线),取(0,0)点判断. 不等式x +2y +1>0表示直线x +2y +1=0的右上方的点的集合,x +2y +1<0表示直线
x +2y +1=0的左下方区域;x -y +4<0表示直线x -y +4=0的左上方区域,x -y +4>0表
示直线x -y +4=0的右下方区域.由此可得原不等式表示的平面区域如图6所示.
B 创新达标
12.设集合A ={(x ,y )|y ≥|x -2|,x ≥0},B ={(x ,y )|y ≤-x +b },A ∩B ≠Ø,则b 的取值范围是________.
解析:集合A 是不等式组⎩
⎪⎨
⎪⎧
y ≥|x -2|,
x ≥0,即⎩⎪⎨⎪
⎧
y ≥x -2,y ≥-x +2,x ≥0.
表示的平面区域,集合
B 是不等式y ≤-x +b 表示的平面区域,在直角坐标系中画出集合A ,由于直线y =-x +b
与y =-x +2平行或重合,且不等式y ≤-x +b 表示的平面区域位于直线y =-x +b 的下方,则得b ≥2.
答案:[2,+∞)
13.某企业生产甲、乙产品,甲产品的单位利润为60元,乙产品的单位利润为80元,两产品都需要在加工车间和装配车间进行生产,每件甲产品在加工车间和装配车间各需经过0.8小时和2.4小时,每件乙产品在两个车间都需经过1.6小时,在一定时期内,加工车间最大加工时间为240小时,装配车间最大生产时间为288小时 ,已知销路没有问题.
(1)请在直角坐标系中画出甲、乙两种产品允许的产量范围;
(2)在一定时期内,能否分别生产甲、乙两种产品30件,135件?若能,求出此时的利润;若不能,请说明理由.
解:(1)设生产甲产品x 件,乙产品y 件,则应满足 ⎩⎪⎨⎪⎧
0.8x +1.6y ≤240,
2.4x +1.6y ≤288,x ≥0,y ≥0. 产量范围如图7所示阴影部分.
图7
(2)把x =30,y =135代入以上不等式组适合. ∴利润z =60x +80y =60×30+80×135=12600(元).。