第1章 集合与常用逻辑用语第2讲

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1.不等式(x -1)(3-x )<0的解集是( )A .(1,3)B .[1,3]C .(-∞,1)∪(3,+∞)D .{x |x ≠1且x ≠3}解析:选C.根据题意,(x -1)(3-x )<0,得(x -1)(x -3)>0,所以其解集为(-∞,1)∪(3,+∞).故选C.2.已知关于x 的不等式(ax -1)(x +1)<0的解集是(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫-12,+∞,则a =( )A .2B .-2C .-12D .12解析:选B.根据不等式与对应方程的关系知-1,-12是一元二次方程ax 2+x (a -1)-1=0的两个根,所以-1×⎝⎛⎭⎫-12=-1a,所以a =-2,故选B. 3.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤0,-x +2,x >0,则不等式f (x )≥x 2的解集为( ) A .[-1,1] B .[-2,2]C .[-2,1]D .[-1,2]解析:选A.法一:当x ≤0时,x +2≥x 2,所以-1≤x ≤0;①当x >0时,-x +2≥x 2,所以0<x ≤1.②由①②得原不等式的解集为{x |-1≤x ≤1}.法二:作出函数y =f (x )和函数y =x 2的图象,如图,由图知f (x )≥x 2的解集为[-1,1].4.(2016·广东省联合体联考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|3x -4|,x ≤2,2x -1,x >2,则使f (x )≥1的x 的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤1,53 B .⎣⎡⎦⎤53,3 C .(-∞,1)∪⎣⎡⎭⎫53,+∞ D .(-∞,1]∪⎣⎡⎦⎤53,3 解析:选D.不等式f (x )≥1等价于⎩⎪⎨⎪⎧x >2,2x -1≥1或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤2,|3x -4|≥1,解之得x ≤1或53≤x ≤3,所以不等式的解集为(-∞,1]∪⎣⎡⎦⎤53,3,故选D.5.关于x 的不等式x 2-(a +1)x +a <0的解集中,恰有3个整数,则a 的取值范围是( )A .(4,5)B .(-3,-2)∪(4,5)C .(4,5]D .[-3,-2)∪(4,5]解析:选D.原不等式可化为(x -1)(x -a )<0,当a >1时得1<x <a ,此时解集中的整数为2,3,4,则4<a ≤5,当a <1时得a <x <1,则-3≤a <-2,故a ∈[-3,-2)∪(4,5].6.若不等式mx 2+2mx -4<2x 2+4x 对任意x 均成立,则实数m 的取值范围是( )A .(-2,2]B .(-2,2)C .(-∞,-2)∪[2,+∞)D .(-∞,2]解析:选A.原不等式等价于(m -2)x 2+2(m -2)x -4<0,①当m =2时,对任意的x 不等式都成立;②当m -2<0时,Δ=4(m -2)2+16(m -2)<0,所以-2<m <2,综合①②,得m 的取值范围是(-2,2].7.不等式|x (x -2)|>x (x -2)的解集是________.解析:不等式|x (x -2)|>x (x -2)的解集即x (x -2)<0的解集,解得0<x <2.答案:{x |0<x <2}8.若0<a <1,则不等式(a -x )⎝⎛⎭⎫x -1a >0的解集是________. 解析:原不等式即(x -a )⎝⎛⎭⎫x -1a <0,由0<a <1得a <1a ,所以a <x <1a. 答案:⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫a <x <1a 9.定义符号函数sgn(x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0,0,x =0,-1,x <0则不等式(x +1)sgn(x )>2的解集是________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x +1>2,解得x >1;由⎩⎪⎨⎪⎧x =0,0>2,解得x ∈∅;由⎩⎪⎨⎪⎧x <0,-(x +1)>2,解得x <-3,所以原不等式的解集是(-∞,-3)∪(1,+∞).答案:(-∞,-3)∪(1,+∞)10.已知a ∈[-1,1],不等式x 2+(a -4)x +4-2a >0恒成立,则实数x 的取值范围为________.解析:把不等式的左端看成关于a 的一次函数,记f (a )=(x -2)a +(x 2-4x +4),则由f (a )>0对于任意的a ∈[-1,1]恒成立,易知只需f (-1)=x 2-5x +6>0,且f (1)=x 2-3x +2>0即可,联立不等式解得x <1或x >3.答案:{x |x <1或x >3}11.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的两个根为12,2,代入解得a =-2. (2)由(1)知不等式为-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. 12.某同学要把自己的计算机接入因特网,现有两家ISP 公司可供选择.公司A 每小时收费1.5元;公司B 在用户每次上网的第1小时内收费1.7元,第2小时内收费1.6元,以后每小时减少0.1元(若用户一次上网时间超过17小时,按17小时计算).假设该同学一次上网时间总是小于17小时,那么该同学如何选择ISP 公司较省钱?解:假设一次上网x (x <17)小时,则公司A 收取的费用为1.5x 元,公司B 收取的费用为1.7+(1.7-0.1)+(1.7-0.2)+…+[1.7-(x -1)×0.1]=x (35-x )20(元).由x (35-x )20>1.5x (0<x <17), 整理得x 2-5x <0,解得0<x <5,故当0<x <5时,公司A 收费低于公司B 收费,当x =5时,A ,B 两公司收费相等,当5<x <17时,公司B 收费低,所以当一次上网时间在5小时以内时,选择公司A 的费用少;为5小时时,选择公司A 与公司B 费用一样多;超过5小时小于17小时时,选择公司B 的费用少.1.已知集合A ={x |x 2-2x -3>0},B ={x |x 2+ax +b ≤0},若A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],则有( )A .a =3,b =4B .a =3,b =-4C .a =-3,b =4D .a =-3,b =-4解析:选D.法一:由题意得集合A ={x |x <-1或x >3},又A ∪B =R ,A ∩B =(3,4],所以集合B 为{x |-1≤x ≤4},由一元二次不等式与一元二次方程的关系,可得a =-3,b =-4.法二:易知A ={x |x <-1或x >3},又A ∩B =(3,4],可得4为方程x 2+ax +b =0的一个根,则有16+4a +b =0,经验证可知选项D 正确.2.(2016·福州模拟)若不等式x 2-(a +1)x +a ≤0的解集是[-4,3]的子集,则a 的取值范围是________.解析:原不等式即(x -a )(x -1)≤0,当a <1时,不等式的解集为[a ,1],此时只要a ≥-4即可,即-4≤a <1;当a =1时,不等式的解为x =1,此时符合要求;当a >1时,不等式的解集为[1,a ],此时只要a ≤3即可,即1<a ≤3.综上可得-4≤a ≤3.答案:[-4,3]3.已知f (x )=x 2-2ax +2(a ∈R ),当x ∈[-1,+∞)时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围.解:法一:f (x )=(x -a )2+2-a 2,此二次函数图象的对称轴为x =a .①当a ∈(-∞,-1)时,f (x )在[-1,+∞)上单调递增,f (x )min =f (-1)=2a +3.要使f (x )≥a 恒成立,只需f (x )min ≥a ,即2a +3≥a ,解得-3≤a <-1;②当a ∈[-1,+∞)时,f (x )min =f (a )=2-a 2,由2-a 2≥a ,解得-1≤a ≤1.综上所述,所求a 的取值范围是[-3,1].法二:令g (x )=x 2-2ax +2-a ,由已知,得x 2-2ax +2-a ≥0在[-1,+∞)上恒成立,即Δ=4a 2-4(2-a )≤0或⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,a <-1,g (-1)≥0.解得-3≤a ≤1,所以a 的取值范围是[-3,1].4.设二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,函数F (x )=f (x )-x 的两个零点为m ,n (m <n ).(1)若m =-1,n =2,求不等式F (x )>0的解集;(2)若a >0,且0<x <m <n <1a,比较f (x )与m 的大小. 解:(1)由题意知,F (x )=f (x )-x =a (x -m )·(x -n ),当m =-1,n =2时,不等式F (x )>0,即a (x +1)(x -2)>0.当a >0时,不等式F (x )>0的解集为{x |x <-1,或x >2}; 当a <0时,不等式F (x )>0的解集为{x |-1<x <2}.(2)f (x )-m =a (x -m )(x -n )+x -m =(x -m )(ax -an +1),因为a >0,且0<x <m <n <1a, 所以x -m <0,1-an +ax >0.所以f (x )-m <0,即f (x )<m .。