含参数的一元二次不等式的解法以及含参不等式恒成立问题(专题)
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含参一元二次不等式的解法与恒成立问题
一元二次不等式是几何、代数以及统计学等领域中使用最广泛的不等式之一,其解法和恒成立问题也是学习和研究的重要内容。
首先,要理解含参一元二次不等式的解法,我们需要对一元二次方程有所了解。
一元二次不等式也可以表示为一元二次方程形式,也可以将一元二次方程化为一元二次不等式形式。
一元二次方程有一般形式ax^2 + bx + c = 0,其中a,b,c均为实数,且a≠0,这个方程有两个实根,如果a,b,c满足一定条件,那么解得的方程式可以写作
x^2+px+q≥0,其中p为常数,q为常数。
在求解含参一元二次不等式的时候,要先化成一元二次方程的形式,然后根据首项系数是正还是负,分两种情况讨论,如果ax^2为正,那么此一元二次不等式在实数集上有解,只要保证满足一定条件即可;若ax^2为负,则含参一元二次不等式可以分离,而只要满足条件就必定存在解。
当求解不等式的恒成立问题时,一般的思路是先将不等式的非负部分和负部分分开,求解其左右两边的值,例如:若有ax^2+bx+c≥0,可先将其分解为ax^2+c≥0和bx≥0,然后求解其左右两边的值,根据不等式的性质,求解其两个值,确定其恒成立条件。
总之,一元二次不等式的解法及其恒成立问题是学习和研究中重要的内容,也是大家常用的不等式之一。
要正确求解,首先要正确分离不等式,然后根据不等式的性质确定相应的恒成立条件。
含参数的一元二次不等式的解法解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元二次不等式常用的分类方法有三种:一、按2x 项的系数a 的符号分类,即0,0,0<=>a a a ;例1 解不等式:()0122>+++x a ax 分析:本题二次项系数含有参数,()044222>+=-+=∆a a a ,故只需对二次项 系数进行分类讨论。
解:∵()044222>+=-+=∆a a a 解得方程 ()0122=+++x a ax 两根,24221a a a x +---=a a a x 24222++--= ∴当0>a 时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或 当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21|x x 当0<a 时, 解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<<++--a a a x a a a x 242242|22例2 解不等式 分析 因为0≠a ,0>∆,所以我们只要讨论二次项系数的正负。
解 ()()032)65(2>--=+-x x a x x a ∴当0>a 时,解集为{}32|><x x x 或;当0<a 时,解集为{}32|<<x x二、按判别式∆的符号分类,即0,0,0<∆=∆>∆;例3 解不等式042>++ax x分析 本题中由于2x 的系数大于0,故只需考虑∆与根的情况。
解:∵162-=∆a ∴当()4,4-∈a 即0<∆时,解集为R ;当4±=a 即Δ=0时,()00652≠>+-a a ax ax解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠∈2a x R x x 且; 当4>a 或4-<a 即0>∆,此时两根分别为21621-+-=a a x ,21622---=a a x ,显然21x x >, ∴不等式的解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧----+->21621622a a x a a x x 〈或例4 解不等式()()R m x x m ∈≥+-+014122 解 因,012>+m ()()2223414)4(mm -=+--=∆,所以当3±=m ,即0=∆时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧=21|x x ; 当33<<-m ,即0>∆时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+--+-+>1321322222m m x m m x x 〈或; 当33>-<m m 或,即0<∆时,解集为R 。
含参数的一元二次不等式的解法含参一元二次不等式常用的分类方法有三种:一、按$x$项的系数$a$的符号分类,即$a>0$,$a=0$,$a<0$。
例1:解不等式$ax+(a+2)x+1>2$分析:本题二次项系数含有参数,$\Delta=(a+2)^2-4a=a+4>0$,故只需对二次项系数进行分类讨论。
解:当$a>0$时,解得方程$ax+(a+2)x+1=0$的两根$x_1=-\frac{a+2+\sqrt{a+4}}{2a}$,$x_2=-\frac{a+2-\sqrt{a+4}}{2a}$,因为$a>0$,所以$x_1x_2$或$x<x_1$,即$x\in\left(-\infty,\frac{a+2-\sqrt{a+4}}{2a}\right)\cup\left(\frac{a+2+\sqrt{a+4}}{2a},+\infty\right)$。
当$a=0$时,不等式为$2x+1>2$,解得$x>\frac{1}{2}$,即解集为$x>\frac{1}{2}$。
当$a<0$时,解得方程$ax+(a+2)x+1=0$的两根$x_1=-\frac{a+2-\sqrt{a+4}}{2a}$,$x_2=-\frac{a+2+\sqrt{a+4}}{2a}$,因为$a<0$,所以$x_1<x_2$。
所以解集为$x_1<x<x_2$,即$x\in\left(\frac{a+2-\sqrt{a+4}}{2a},\frac{a+2+\sqrt{a+4}}{2a}\right)$。
例2:解不等式$ax-5ax+6a>(a\neq0)^2$分析:因为$a\neq0$,$\Delta>0$,所以我们只需讨论二次项系数的正负。
解:当$a>0$时,解得方程$ax-5ax+6a=0$的两根$x_1=2$,$x_2=3$,因为$a>0$,所以$x_13$,即$x\in\left(-\infty,2\right)\cup\left(3,+\infty\right)$。
个性化教学辅导教案一.【方法总结】1.求解含参变量不等式时,往往需要分类讨论,而分类时讲究分类标准的一致性,并注意确保“不重不漏”.2.解决含参变量恒成立的不等式问题的步骤是:(1)分离变量:即将参变量与主变量分开,分别分布在不等式两侧.(2)求最值:要使h(a)≥f(x)恒成立,只需h(a)≥f(x);要使h(a)≤f(x)恒成立,只需h(a)≤f(x).同时应注意若不能分离变量,则将恒成立问题转化化归为函数问题,利用数形结合求解.二.【题型】(一)含参数的一元二次不等式问题(二)含参数的恒成立问题(三)对勾函数与不等式(四)不等式与逻辑(五)基本不等式的构造(六)根的分布与参数(七)多变量问题学生姓名年 级学 科授课老师日 期上课时间课 题含参不等式题型专题练教学目标了解参变量的含义,会解含参变量的简单不等式,会探究含参变量的不等式在某范围内恒成立等简单问题,从而培养分类与整合的数学思想.复习检查精准突破max min (八)不等式综合(一)含参数的一元二次不等式问题(二)含参数的恒成立问题(三)函数与不等式1当时,不等式恒成立,则的取值范围是( )A.B.C.D.答案解答【解析】∵时,不等式恒成立,∴,解得.故选A.2例2. .若,且,恒成立,则实数的取值范围是( )A.B.C.D.答案解答【解析】由基本不等式得,当且仅当,即当时,等号成立,所以,的最小值为.由题意可得,即,解得或.因此,实数的取值范围是,故选:B.3例3. 若函数在处取最小值,则等于()A.3B.C.D.4(四)不等式与逻辑(五)基本不等式的构造答案解答【解析】当时,,则,当且仅当时,即当时,等号成立,因此,,故选:A.4例4. 已知命题,命题,,则成立是成立的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案解答【解析】求解不等式可得,对于命题,当时,命题明显成立;当时,有:,解得:,即命题为真时,故成立是成立的充分不必要条件.故选:A.5例5. 设,,且恒成立,则的最大值是( )A.B.C.D.答案解答【解析】等价于(六)根的分布与参数(七)多变量问题故得到则的最大值是3.故答案为:B.6例6. 如果方程的两个实根一个小于1,另一个大于1,那么实数的取值范围是( )A.B.C.D.答案解答【解析】:因为方程的两个实根一个小于1,另一个大于1,所以可作出函数的简图如下:由图可得:,即:解得:故选:C7例7. 正数满足,若不等式对任意实数恒成立,则实数的取值范围是( )A.B.C.D.(八)不等式综合答案解答【解析】,当且仅当,即时,“=”成立,若不等式对任意实数恒成立,则,即对任意实数恒成立,实数的取值范围是.故选D.8例8.下列说法中:①若,满足,则的最大值为;②若,则函数的最小值为③若,满足,则的最小值为④函数的最小值为正确的有__________.(把你认为正确的序号全部写上)答案解答【答案】③④【解析】①由得,则,则,设,则,则,则上减函数,则上为增函数,则时,取得最小值,当时,,故的最大值为,错误;②若,则函数,则,即函数的最大值为,无最小值,故错误;③若,满足,则,则,由,得,则,当且仅当,即得,即时取等号,即的最小值为,故③正确;④练习1.,当且仅当,即,即时,取等号,即函数的最小值为,故④正确,故答案为:③④。
一元二次不等式的应用———不等式中的参数问题200000a b a ax bx c x c ==>⎧⎧++>⇔⎨⎨><⎩⎩ 不等式对任意实数恒成立或 200000a b a ax bx c x c ==<⎧⎧++<⇔⎨⎨<<⎩⎩不等式对任意实数恒成立或 1.(1)若不等式04)2(2)2(2<--+-x a x a 对R x ∈恒成立,求实数a 的取值范围.(2)若不等式13642222<++++x x mmx x 的解集为R ,求实数m 的取值范围.答案:(1)()2,2a ∈- (2) 1<m<32.已知}0)1(|{},023|{22≤++-=≤+-=a x a x x B x x x A ,①若A B ,求实数a 的取值范围.;②若A B ⊆,求实数a 的取值范围.;③若B A 为仅含有一个元素的集合,求a 的值.① a>2 ② 1≤a ≤2 ③ a ≤1答案:13,2x ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭2210{|2},30ax bx c x x cx bx a ++≥-≤≤++<3.若不等式的解集是 求不等式的解集.答案:10a c +=对于含参数的不等式恒成立问题的处理方法:方法1:将不等式化为f(x)>0(<0)的形式,构造函数y=f(x), 求函数的最小值(最大值),再令(fmin(x)> 0(fmax(x)<0)通过解不等式求得。
方法2:分离参数法:分离参数,构造函数y=f(x), 求函数的最小值(最大值),使参数t<fmin(x)(参数t>fmax(x))。
21. 10(0,]2x ax x a ++≥∈5不等式对于一切恒成立,求的最小值。
答案:min 52a =-6.已知函数3()f x x x =+,对任意的m ∈[-2,2],(2)()0f mx f x -+<恒成立, 则x 的取值范围为____.223x -<<7.2lg()R,y x bx b b =++若函数的定义域为求实数的取值范围。
不等式恒成立、能成立问题【七大题型】【题型1 一元二次不等式在实数集上恒成立问题】 (2)【题型2 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题】 (3)【题型3 给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题】 (5)【题型4 基本不等式求解恒成立问题】 (7)【题型5 一元二次不等式在实数集上有解问题】 (10)【题型6 一元二次不等式在某区间上有解问题】 (11)【题型7 一元二次不等式恒成立、有解问题综合】 (13)1、不等式恒成立、能成立问题一元二次不等式是高考数学的重要内容.从近几年的高考情况来看,“含参不等式恒成立与能成立问题”是常考的热点内容,这类问题把不等式、函数、三角、几何等知识有机地结合起来,其以覆盖知识点多、综合性强、解法灵活等特点备受高考命题者的青睐.另一方面,在解决这类数学问题的过程中涉及的“函数与方程”、“化归与转化”、“数形结合”、“分类讨论”等数学思想对锻炼学生的综合解题能力,培养其思维能力都起到很好的作用.【知识点1 不等式恒成立、能成立问题】1.一元二次不等式恒成立、能成立问题不等式对任意实数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的条件为{a>0,Δ=b2-4ac<0;一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为{a>0,Δ=b2-4ac≤0;一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为{a<0,Δ≤0.2.一元二次不等式恒成立问题的求解方法(1)对于二次不等式恒成立问题常见的类型有两种,一是在全集R上恒成立,二是在某给定区间上恒成立.(2)解决恒成立问题一定要搞清谁是自变量,谁是参数,一般地,知道谁的范围,谁就是变量,求谁的范围,谁就是参数.①若ax2+bx+c>0恒成立,则有a>0,且△<0;若ax2+bx+c<0恒成立,则有a<0,且△<0.②对第二种情况,要充分结合函数图象利用函数的最值求解(也可采用分离参数的方法).3.给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题的解题策略解决恒成立问题一定要清楚选谁为主元,谁是参数;一般情况下,知道谁的范围,就选谁当主元,求谁的范围,谁就是参数;即把变元与参数交换位置,构造以参数为变量的函数,根据原变量的取值范围列式求解.4.常见不等式恒成立及有解问题的函数处理策略不等式恒成立问题常常转化为函数的最值来处理,具体如下:(1)对任意的x∈[m,n],a>f(x)恒成立a>f(x)max;若存在x∈[m,n],a>f(x)有解a>f(x)min;若对任意x∈[m,n],a>f(x)无解a≤f(x)min.(2)对任意的x∈[m,n],a<f(x)恒成立a<f(x)min;若存在x∈[m,n],a<f(x)有解a<f(x)max;若对任意x∈[m,n],a<f(x)无解a≥f(x)max.【例1】(2023·福建厦门·二模)“b∈(0,4)”是“∀x∈R,bx2―bx+1>0成立”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【解题思路】由∀x∈R,bx2―bx+1>0成立求出b的范围,再利用充分条件、必要条件的定义判断作答.【解答过程】由∀x∈R,bx2―bx+1>0成立,则当b=0时,1>0恒成立,即b=0,当b≠0时,b>0b2―4b<0,解得0<b<4,因此∀x∈R,bx2―bx+1>0成立时,0≤b<4,因为(0,4)[0,4),所以“b∈(0,4)”是“∀x∈R,bx2―bx+1>0成立”的充分不必要条件.故选:A.【变式1-1】(2023·江西九江·模拟预测)无论x取何值时,不等式x2―2kx+4>0恒成立,则k的取值范围是()A.(―∞,―2)B.(―∞,―4)C.(―4,4)D.(―2,2)【解题思路】由题知4k2―16<0,再解不等式即可得答案.【解答过程】解:因为无论x取何值时,不等式x2―2kx+4>0恒成立,所以,4k2―16<0,解得―2<k<2,所以,k的取值范围是(―2,2)故选:D.【变式1-2】(2023·福建厦门·二模)不等式ax2―2x+1>0(a∈R)恒成立的一个充分不必要条件是()A.a>2B.a≥1C.a>1D.0<a<12【解题思路】分a=0和a≠0两种情况讨论求出a的范围,再根据充分条件和必要条件的定义即可得解.【解答过程】当a=0时,―2x+1>0,得x<12,与题意矛盾,当a≠0时,则a>0Δ=4―4a<0,解得a>1,综上所述,a>1,所以不等式ax2―2x+1>0(a∈R)恒成立的一个充分不必要条件是A选项.故选:A.【变式1-3】(2023·四川德阳·模拟预测)已知p:0≤a≤2,q:任意x∈R,ax2―ax+1≥0,则p是q成立的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【解题思路】根据一元二次不等式恒成立解得q:0≤a≤4,结合充分、必要条件的概念即可求解.【解答过程】命题q:一元二次不等式ax2―ax+1≥0对一切实数x都成立,当a=0时,1>0,符合题意;当a≠0时,有a>0Δ≤0,即a>0a2―4a≤0,解为a∈(0,4],∴q:0≤a≤4.又p:0≤a≤2,设A=[0,2],B=[0,4],则A是B的真子集,所以p是q成立的充分非必要条件,故选:A.【题型2 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题】【例2】(2023·辽宁鞍山·二模)已知当x >0时,不等式:x 2―mx +16>0恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(―8,8)B .(―∞,8]C .(―∞,8)D .(8,+∞)【解题思路】先由x 2―mx +16>0得m <x +16x,由基本不等式得x +16x≥8,故m <8.【解答过程】当x >0时,由x 2―mx +16>0得m <x +16x,因x >0,故x +16x≥=8,当且仅当x =16x即x =4时等号成立,因当x >0时,m <x +16x恒成立,得m <8,故选:C.【变式2-1】(23-24高一上·贵州铜仁·期末)当x ∈(―1,1)时,不等式2kx 2―kx ―38<0恒成立,则k 的取值范围是( )A .(―3,0)B .[―3,0)C .―D .―【解题思路】对二项式系数进行分类,结合二次函数定义的性质,列出关系式求解.【解答过程】当x ∈(―1,1)时,不等式2kx 2―kx ―38<0恒成立,当k =0时,满足不等式恒成立;当k ≠0时,令f (x )=2kx 2―kx ―38,则f (x )<0在(―1,1)上恒成立,函数f (x )的图像抛物线对称轴为x =14,k >0时,f (x )在―,1上单调递增,则有f (―1)=2k +k ―38≤0f (1)=2k ―k ―38≤0,解得0<k ≤18;k <0时,f (x )在―,1上单调递减,则有=2k 16―k 4―38<0,解得―3<k <0.综上可知,k的取值范围是―故选:D.【变式2-2】(23-24高一上·江苏徐州·阶段练习)若对于任意x ∈[m,m +1],都有x 2+mx ―1<0成立,则实数m 的取值范围是( )A .―23,0B .―,0C .―23,0D .,0【解题思路】利用一元二次函数的图象与性质分析运算即可得解.【解答过程】由题意,对于∀x ∈[m,m +1]都有f(x)=x 2+mx ―1<0成立,∴f (m )=m 2+m 2―1<0f (m +1)=(m +1)2+m (m +1)―1<0,解得:―<m <0,即实数m 的取值范围是―,0.故选:B.【变式2-3】(22-23高一上·安徽马鞍山·期末)已知对一切x ∈[2,3],y ∈[3,6],不等式mx 2―xy +y 2≥0恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .m ≤6B .―6≤m ≤0C .m ≥0D .0≤m ≤6【解题思路】令t =yx ,分析可得原题意等价于对一切t ∈[1,3],m ≥t ―t 2恒成立,根据恒成立问题结合二次函数的性质分析运算.【解答过程】∵x ∈[2,3],y ∈[3,6],则1x ∈[13,12],∴yx ∈[1,3],又∵mx 2―xy +y 2≥0,且x ∈[2,3],x 2>0,可得m ≥y x―,令t =yx ∈[1,3],则原题意等价于对一切t ∈[1,3],m ≥t ―t 2恒成立,∵y =t ―t 2的开口向下,对称轴t =12,则当t =1时,y =t ―t 2取到最大值y max =1―12=0,故实数m 的取值范围是m ≥0.故选:C.【题型3 给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题】【例3】(23-24高一上·山东淄博·阶段练习)若命题“∃―1≤a ≤3,ax 2―(2a ―1)x +3―a <0”为假命题,则实数x 的取值范围为( )A .{x |―1≤x ≤4 }B .x |0≤xC .x |―1≤x ≤0或53≤x ≤4D .x |―1≤x <0或53<x ≤4【解题思路】由题意可得:命题“∀―1≤a ≤3,ax 2―(2a ―1)x +3―a ≥0”为真命题,根据恒成立问题结合一次函数运算求解.【解答过程】由题意可得:命题“∀―1≤a ≤3,ax 2―(2a ―1)x +3―a ≥0”为真命题,即ax 2―(2a ―1)x +3―a =(x 2―2x ―1)a +x +3≥0对a ∈[―1,3]恒成立,则―(x 2―2x ―1)+x +3≥03(x 2―2x ―1)+x +3≥0,解得―1≤x ≤0或53≤x ≤4,即实数x 的取值范围为x |―1≤x ≤0或53≤x ≤4.故选:C.【变式3-1】(23-24高一上·广东深圳·阶段练习)当1≤m ≤2时,mx 2―mx ―1<0恒成立,则实数x 的取值范围是( )A<x <B<x <C <x<D <x <【解题思路】将不等式整理成关于m 的一次函数,利用一次函数性质解不等式即可求得结果.【解答过程】根据题意可将不等式整理成关于m 的一次函数(x 2―x )m ―1<0,由一次函数性质可知(x 2―x )×1―1<0(x 2―x )×2―1<0 ,即x 2―x ―1<02x 2―2x ―1<0;<x <<x <<x <故选:B.【变式3-2】(23-24高一下·河南濮阳·期中)已知当―1≤a ≤1时,x 2+(a ―4)x +4―2a >0恒成立,则实数x 的取值范围是( )A .(―∞,3)B .(―∞,1]∪[3,+∞)C .(―∞,1)D .(―∞,1)∪(3,+∞)【解题思路】将x2+(a―4)x+4―2a>0化为(x―2)a+x2―4x+4>0,将a看成主元,令f(a)=(x―2) a+x2―4x+4,分x=2,x>2和x<2三种情况讨论,从而可得出答案.【解答过程】解:x2+(a―4)x+4―2a>0恒成立,即(x―2)a+x2―4x+4>0,对任意得a∈[―1,1]恒成立,令f(a)=(x―2)a+x2―4x+4,a∈[―1,1],当x=2时,f(a)=0,不符题意,故x≠2,当x>2时,函数f(a)在a∈[―1,1]上递增,则f(a)min=f(―1)=―x+2+x2―4x+4>0,解得x>3或x<2(舍去),当x<2时,函数f(a)在a∈[―1,1]上递减,则f(a)min=f(1)=x―2+x2―4x+4>0,解得x<1或x>2(舍去),综上所述,实数x的取值范围是(―∞,1)∪(3,+∞).故选:D.【变式3-3】(2008·宁夏·高考真题)已知a1>a2>a3>0,则使得(1―a i x)2<1(i=1,2,3)都成立的x取值范围是( )A.B.0,C.D.(a i>0),【解题思路】由(1―a i x)2<1可求得0<x<2a i【解答过程】由(1―a i x)2<1,得:1―2a i x+a2i x2<1,(a i>0),即x(a2i x―2a i)<0,解之得0<x<2a i因为a1>a2>a3>0,使得(1―a i x)2<1(i=1,2,3)都成立,;所以0<x<2a1故选:B.【题型4 基本不等式求解恒成立问题】【例4】(23-24高一下·贵州贵阳·期中)对任意的x∈(0,+∞),x2―2mx+1>0恒成立,则m的取值范围为()A.[1,+∞)B.(―1,1)C.(―∞,1]D.(―∞,1)【解题思路】参变分离可得2m <x +1x 对任意的x ∈(0,+∞)恒成立,利用基本不等式求出x +1x 的最小值,即可求出参数的取值范围.【解答过程】因为对任意的x ∈(0,+∞),x 2―2mx +1>0恒成立,所以对任意的x ∈(0,+∞),2m <x 2+1x=x +1x 恒成立,又x +1x ≥=2,当且仅当x =1x ,即x =1时取等号,所以2m <2,解得m <1,即m 的取值范围为(―∞,1).故选:D.【变式4-1】(22-23高三上·河南·期末)已知a >0,b ∈R ,若x >0时,关于x 的不等式(ax ―2)(x 2+bx ―5)≥0恒成立,则b +4a 的最小值为( )A .2B .C .D .【解题思路】根据题意设y =ax ―2,y =x 2+bx ―5,由一次函数以及不等式(ax ―2)(x 2+bx ―5)≥0分析得x =2a 时,y =x 2+bx ―5=0,变形后代入b +4a ,然后利用基本不等式求解.【解答过程】设y =ax ―2(x >0),y =x 2+bx ―5(x >0),因为a >0,所以当0<x <2a 时,y =ax ―2<0;当x =2a 时,y =ax ―2=0;当x >2a 时,y =ax ―2>0;由不等式(ax ―2)(x 2+bx ―5)≥0恒成立,得:ax ―2≤0x 2+bx ―5≤0 或ax ―2≥0x 2+bx ―5≥0 ,即当0<x ≤2a 时,x 2+bx ―5≤0恒成立,当x ≥2a 时,x 2+bx ―5≥0恒成立,所以当x =2a 时,y =x 2+bx ―5=0,则4a 2+2b a―5=0,即b =5a 2―2a ,则当a >0时,b +4a =5a 2―2a +4a =5a 2+2a ≥=当且仅当5a2=2a ,即a =所以b +4a 的最小值为故选:B.【变式4-2】(23-24高三上·山东威海·期中)关于x 的不等式ax 2―|x|+2a ≥0的解集是(―∞,+∞),则实数a 的取值范围为( )A +∞B .―∞C .―D .―∞,∪+∞【解题思路】不等式ax 2―|x|+2a ≥0的解集是(―∞,+∞),即对于∀x ∈R ,ax 2―|x|+2a ≥0恒成立,即a ≥|x |x 2+2,分x =0和a ≠0两种情况讨论,结合基本不等式即可得出答案.【解答过程】解:不等式ax 2―|x|+2a ≥0的解集是(―∞,+∞),即对于∀x ∈R ,ax 2―|x|+2a ≥0恒成立,即a ≥|x |x 2+2,当x =0时,a ≥0,当a ≠0时,a ≥|x |x 2+2=1|x |+2|x |,因为1|x |+2|x |≤=所以a ≥综上所述a ∈+∞.故选:A.【变式4-3】(23-24高一上·湖北·阶段练习)已知x >0,y >0,且1x+2+1y =27,若x +2+y >m 2+5m 恒成立,则实数m 的取值范围是( )A .(―4,7)B .(―2,7)C .(―4,2)D .(―7,2)【解题思路】利用基本不等式“1”的代换求不等式左侧最小值,结合x +2+y >m 2+5m 恒成立得到不等式,解一元二次不等式求参数范围【解答过程】因为x >0,y >0,且1x+2+1y =27,所以x +2+y =72×(x +2+y =72×1+1+y x+2+≥72×2+=14,当且仅当y =x +2=7时取等号,又因为x +2+y >m 2+5m 恒成立,所以14>m 2+5m ,解得―7<m <2.所以实数m的取值范围是(―7,2).故选:D.【题型5 一元二次不等式在实数集上有解问题】【例5】(2024·陕西宝鸡·模拟预测)若存在实数x,使得mx2―(m―2)x+m<0成立,则实数m的取值范围为()A.(―∞,2)B.(―∞,0]∪C.―∞D.(―∞,1)【解题思路】分别在m=0、m>0和m<0的情况下,结合二次函数的性质讨论得到结果.【解答过程】①当m=0时,不等式化为2x<0,解得:x<0,符合题意;②当m>0时,y=mx2―(m―2)x+m为开口方向向上的二次函数,;只需Δ=(m―2)2―4m2=―3m2―4m+4>0,即0<m<23③当m<0时,y=mx2―(m―2)x+m为开口方向向下的二次函数,则必存在实数x,使得mx2―(m―2)x+m<0成立;综上所述:实数m的取值范围为―∞故选:C.【变式5-1】(22-23高一上··阶段练习)若关于x的不等式x2―4x―2―a≤0有解,则实数a 的取值范围是()A.{a|a≥―2 }B.{a|a≤―2 }C.{a|a≥―6 }D.{a|a≤―6 }【解题思路】直接利用判别式即可研究不等式的解的情况.【解答过程】若关于x的不等式x2―4x―2―a≤0有解,则Δ=16+4(2+a)≥0,解得a≥―6.故选:C.【变式5-2】(23-24高一上·山东临沂·阶段练习)若不等式―x2+ax―1>0有解,则实数a的取值范围为()A.a<―2或a>2B.―2<a<2C.a≠±2D.1<a<3【解题思路】根据一元二次不等式有实数解的充要条件列式求解作答.【解答过程】不等式―x2+ax―1>0有解,即不等式x2―ax+1<0有解,因此Δ=a2―4>0,解得a<―2或a>2,所以实数a的取值范围为a<―2或a>2.故选:A.【变式5-3】(23-24高一上·江苏徐州·期中)已知关于x的不等式―x2+4x≥a2―3a在R上有解,则实数a 的取值范围是()A.{a|―1≤a≤4 }B.{a|―1<a<4 }C.{a|a≥4 或a≤―1}D.{a|―4≤a≤1 }【解题思路】由题意知x2―4x+a2―3a≤0在R上有解,等价于Δ≥0,解不等式即可求实数a的取值范围.【解答过程】因为关于x的不等式―x2+4x≥a2―3a在R上有解,即x2―4x+a2―3a≤0在R上有解,只需y=x2―4x+a2―3a的图象与x轴有公共点,所以Δ=(―4)2―4×(a2―3a)≥0,即a2―3a―4≤0,所以(a―4)(a+1)≤0,解得:―1≤a≤4,所以实数a的取值范围是{a|―1≤a≤4 },故选:A.【题型6 一元二次不等式在某区间上有解问题】【例6】(2023·福建宁德·模拟预测)命题“∃x∈[1,2],x2≤a”为真命题的一个充分不必要条件是()A.a≥1B.a≥4C.a≥―2D.a≤4【解题思路】根据能成立问题求a的取值范围,结合充分不必要条件理解判断.【解答过程】∵∃x∈[1,2],x2≤a,则(x2)min≤a,即a≥1,∴a的取值范围[1,+∞)由题意可得:选项中的取值范围对应的集合应为[1,+∞)的真子集,结合选项可知B对应的集合为[4,+∞)为[1,+∞)的真子集,其它都不符合,∴符合的只有B,故选:B.【变式6-1】(22-23高二上·河南·开学考试)设a为实数,若关于x的不等式x2―ax+7≥0在区间(2,7)上有实数解,则a的取值范围是()A.(―∞,8)B.(―∞,8]C.(―∞D.―∞【解题思路】参变分离,再根据对勾函数的性质,结合能成立问题求最值即可.【解答过程】由题意,因为x ∈(2,7),故a ≤x +7x 在区间(2,7)上有实数解,则a <x +,又g (x )=x +7x在上单调递减,在上单调递增,且g (2)=2+72=112,g (7)=7+77=8>g (2),故x +<8.故a ≤x +7x 在区间(2,7)上有实数解则a <8.故选:A.【变式6-2】(23-24高一上·福建·期中)若至少存在一个x <0,使得关于x 的不等式3―|3x ―a |>x 2+2x 成立,则实数a 的取值范围是( )A .―374,3B .―C .―374D .(―3,3)【解题思路】化简不等式3―|3x ―a |>x 2+2x ,根据二次函数的图象、含有绝对值函数的图象进行分析,从而求得a 的取值范围.【解答过程】依题意,至少存在一个x <0,使得关于x 的不等式3―|3x ―a |>x 2+2x 成立,即至少存在一个x <0,使得关于x 的不等式―x 2―2x +3>|3x ―a |成立,画出y =―x 2―2x +3(x <0)以及y =|3x ―a |的图象如下图所示,其中―x 2―2x +3>0.当y =3x ―a 与y =―x 2―2x +3(x <0)相切时,由y =3x ―ay =―x 2―2x +3消去y 并化简得x 2+5x ―a ―3=0,Δ=25+4a +12=0,a =―374.当y =―3x +a 与y =―x 2―2x +3(x <0)相切时,由y =―3x +ay =―x 2―2x +3消去y 并化简得x 2―x +a ―3=0①,由Δ=1―4a +12=0解得a =134,代入①得x 2―x +14=x=0,解得x =12,不符合题意.当y =―3x +a 过(0,3)时,a =3.结合图象可知a 的取值范围是―374,3.故选:A.【变式6-3】(22-23高一上·江苏宿迁·期末)若命题“∀x 0∈(0,+∞),使得x 20+ax 0+a +3≥0”为假命题,则实数a 的取值范围是( )A .(―∞,―2),(6,+∞)B .(―∞,―2)C .[―2,6]D .[2+【解题思路】根据题意可知“∃x 0∈(0,+∞),使得x 20+ax 0+a +3<0”为真命题,然后参变分离,将问题转化为最值问题,利用基本不等式可解.【解答过程】因为“∀x 0∈(0,+∞),使得x 20+ax 0+a +3≥0”为假命题,所以“∃x 0∈(0,+∞),使得x 20+ax 0+a +3<0”为真命题,即a <―x 20+3x 0+1在(0,+∞)内有解,即a <―.因为―x 20+3x 0+1=―(x 0+1)2―2(x 0+1)+4x 0+1=―x 0+1―2≤―2,当且仅当x 0=1时等号成立,所以=―2,所以实数a 的取值范围为(―∞,―2).故选:B.【题型7 一元二次不等式恒成立、有解问题综合】【例7】(23-24高一上·山东潍坊·阶段练习)已知关于x 的不等式2x ―1>m(x 2―1).(1)是否存在实数m ,使不等式对任意x ∈R 恒成立,并说明理由;(2)若不等式对于m ∈[―2,2]恒成立,求实数x 的取值范围;(3)若不等式对x ∈[2,+∞)有解,求m 的取值范围.【解题思路】将2x ―1>m(x 2―1)转化为mx 2―2x +(1―m)<0,(1)讨论m =0和m ≠0时的情况;(2)f(m)=(x 2―1)m ―(2x ―1),显然该函数单调,所以只需f(2)<0f(―2)<0即可.(3)讨论当m =0时,当m <0时,当m >0时,如何对x ∈[2,+∞)有解,其中m <0,m >0,均为一元二次不等式,结合一元二次函数图象求解即可.【解答过程】(1)原不等式等价于mx2―2x+(1―m)<0,当m=0时,―2x+1<0,即x>12,不恒成立;当m≠0时,若不等式对于任意实数x恒成立,则m<0且Δ=4―4m(1―m)<0,无解;综上,不存在实数m,使不等式恒成立.(2)设f(m)=(x2―1)m―(2x―1),当m∈[―2,2]时,f(m)<0恒成立,当且仅当f(2)<0f(―2)<0,即2x2―2x―1<0―2x2―2x+3<0,解得<x<x<x><x<所以x的取值范围是.(3)若不等式对x∈[2,+∞)有解,等价于x∈[2,+∞)时,mx2―2x―m)<0有解.令g(x)=mx2―2x+(1―m),当m=0时,―2x+1<0即x>12,此时显然在x∈[2,+∞)有解;当m<0时,x∈[2,+∞)时,结合一元二次函数图象,mx2―2x+(1―m)<0显然有解;当m>0时,y=g(x)对称轴为x=1m,Δ=4―4m(1―m)=4m2―4m+4=(2m―1)2+3>0,∵x∈[2,+∞)时,mx2―2x+(1―m)<0有解,∴结合一元二次函数图象,易得:g(2)<0或g(2)≥01m>2,解得m<1或m≥1m<12(无解),又∵m>0,∴0<m<1;综上所述,m的取值范围为(―∞,1).【变式7-1】(23-24高一上·江苏扬州·阶段练习)设函数y=ax2―(2a+3)x+6,a∈R.(1)若y+2>0恒成立,求实数a的取值范围:(2)当a=1时,∀t>―2,关于x的不等式y≤―3x+3+m在[―2,t]有解,求实数m的取值范围.【解题思路】(1)利用一元二次不等式恒成立的条件即可求解;(2)根据已知条件及二次函数的性质即可求解.【解答过程】(1)y+2>0恒成立,即ax2―(2a+3)x+8>0恒成立,当a=0时,―3x+8>0,解得x<83,舍去;当a≠0时,a>04a2―20a+9<0,解得12<a<92所以实数a(2)当a=1时,∀t>―2,关于x的不等式y≤―3x+3+m在[―2,t]有解,则―2是x2―2x+3―m≤0的解,因为抛物线y=x2―2x+3开口向上,对称轴x=1,所以11―m≤0,解得m≥11,所以m的取值范围为[11,+∞).【变式7-2】(23-24高一上·浙江台州·期中)已知函数f(x)=2x2―ax+a2―4,g(x)=x2―x+a2―314,(a∈R)(1)当a=1时,解不等式f(x)>g(x);(2)若任意x>0,都有f(x)>g(x)成立,求实数a的取值范围;(3)若∀x1∈[0,1],∃x2∈[0,1],使得不等式f(x1)>g(x2)成立,求实数a的取值范围.【解题思路】(1)作差后解一元二次不等式即可.(2)解法一:构造函数,分类讨论求解二次函数最小值,然后列不等式求解即可;解法二:分离参数,构造函数k=x+154x,利用基本不等式求解最值即可求解;(3)把问题转化为f(x)min>g(x)min,利用动轴定区间分类讨论即可求解.【解答过程】(1)当a=1时,f(x)=2x2―x―3,g(x)=x2―x―274所以f(x)―g(x)=x2+154>0,所以f(x)>g(x),所以f(x)>g(x)的解集为R.(2)若对任意x>0,都有f(x)>g(x)成立,即x2+(1―a)x+154>0在x>0恒成立,解法一:设ℎ(x )=x 2+(1―a )x +154,x >0,对称轴x =a―12,由题意,只须ℎ(x )min >0,①当a―12≤0,即a ≤1时,ℎ(x )在0,+∞上单调递增,所以ℎ(x )>ℎ(0)=154,符合题意,所以a ≤1;②当a―12>0,即a >1时,ℎ(x )在+∞单调递增,所以ℎ(x )>=―(a―1)24+154>0,解得1<a <1+a >1,所以1<a <1+综上,a <1+解法二:不等式可化为(a ―1)x <x 2+154,即a ―1<x +154x ,设k =x +154x ,x >0,由题意,只须a ―1<k (x )min ,k =x +154x ≥=当且仅当x =154x 即x =k min =所以a ―1<a <1+(3)若对任意x 1∈[0,1],存在x 2∈[0,1],使得不等式f (x 1)>g (x 2)成立,即只需满足f (x )min >g (x )min ,x ∈[0,1],g (x )=x 2―x +a 2―314,对称轴x =12,g (x )在0,递增,g (x )min ==a 2―8,f (x )=2x 2―ax +a 2―4,x ∈[0,1],对称轴x =a4,①a4≤0即a ≤0时,f (x )在[0,1]递增,f (x )min =f (0)=a 2―4>g (x )min =a 2―8恒成立;②0<a4<1即0<a <4时,f (x )在0,,1递增,f (x )min ==78a 2―4,g (x )min =a 2―8,所以78a 2―4>a 2―8,故0<a <4;③a4≥1即a ≥4时,f (x )在[0,1]递减,f (x )min =f (1)=a 2―a ―2,g (x )min =a 2―8,所以a 2―a ―2>a 2―8,解得4≤a <6,综上:a ∈(―∞,6).【变式7-3】(23-24高一上·山东威海·期中)已知函数f(x)=x 2―(a +3)x +6(a ∈R)(1)解关于x 的不等式f(x)≤6―3a ;(2)若对任意的x ∈[1,4],f(x)+a +5≥0恒成立,求实数a 的取值范围(3)已知g(x)=mx +7―3m ,当a =1时,若对任意的x 1∈[1,4],总存在x 2∈[1,4],使f (x 1)=g (x 2)成立,求实数m 的取值范围.【解题思路】(1)由不等式f(x)≤6―3a 转化为(x ―3)(x ―a)≤0,分a <3,a =3,a >3讨论求解;(2)将对任意的x ∈[1,4],f(x)+a +5≥0恒成立,转化为对任意的x ∈[1,4],a(x ―1)≤x 2―3x +11恒成立,当x =1,恒成立,当x ∈(1,4]时,a ≤(x ―1)+9x―1―1恒成立,利用基本不等式求解;(3)分析可知函数f (x )在区间[1,4]上的值域是函数g (x )在区间[1,4]上的值域的子集,分m =0、m <0、m >0三种情况讨论,求出两个函数的值域,可得出关于实数m 的不等式组,综合可得出实数m 的取值范围.【解答过程】(1)因为函数f(x)=x 2―(a +3)x +6(a ∈R),所以f(x)≤6―3a ,即为x 2―(a +3)x +3a ≤0,所以(x ―3)(x ―a)≤0,当a <3时,解得a ≤x ≤3,当a =3时,解得x =3,当a >3时,解得3≤x ≤a , 综上,当a <3时,不等式的解集为{x |a ≤x ≤3},当a ≥3时,不等式的解集为{x |3≤x ≤a }(2)因为对任意的x ∈[1,4],f(x)+a +5≥0恒成立,所以对任意的x ∈[1,4],a(x ―1)≤x 2―3x +11恒成立,当x =1时,0≤9恒成立,所以对任意的x ∈(1,4]时,a ≤(x ―1)+9x―1―1恒成立, 令(x ―1)+9x―1―1≥1=5,当且仅当x ―1=9x―1,即x =4时取等号,所以a ≤5,所以实数a 的取值范围是(―∞,5](3)当a =1时,f(x)=x 2―4x +6,因为x ∈[1,4],所以函数f(x)的值域是[2,6],因为对任意的x 1∈[1,4],总存在x 2[1,4],使f (x 1)=g (x 2)成立,所以f(x)的值域是g(x)的值域的子集,当m >0时,g(x)∈[7―2m,m +7],则m >07―2m ≤2m +7≥6,解得m ≥52当m <0时,g(x)∈[m +7,7―2m],则m <07―2m ≥6m +7≤2,解得m ≤―5,当m =0时,g(x)∈{7},不成立;综上,实数m 的取值范围(―∞,―5]∪+∞.一、单选题1.(2023·河南·模拟预测)已知命题“∃x 0∈[―1,1],―x 20+3x0+a >0”为真命题,则实数a 的取值范围是( )A .(―∞,―2)B .(―∞,4)C .(―2,+∞)D .(4,+∞)【解题思路】由题知x 0∈[―1,1]时,a >x 20―3x 0min ,再根据二次函数求最值即可得答案.【解答过程】解:因为命题“∃x 0∈[―1,1],―x 20+3x 0+a >0”为真命题,所以,命题“∃x 0∈[―1,1],a >x 20―3x 0”为真命题,所以,x 0∈[―1,1]时,a >x 20―3x 0min ,因为,y =x 2―3x =x―94,所以,当x ∈[―1,1]时,y min =―2,当且仅当x =1时取得等号.所以,x 0∈[―1,1]时,a >x 20―3x 0min=―2,即实数a 的取值范围是(―2,+∞)故选:C.2.(2024·浙江·模拟预测)若不等式kx 2+(k ―6)x +2>0的解为全体实数,则实数k 的取值范围是( )A .2≤k ≤18B .―18<k <―2C .2<k <18D .0<k <2【解题思路】分类讨论k =0与k ≠0两种情况,结合二次不等式恒成立问题的解决方法即可得解.【解答过程】当k =0时,不等式kx 2+(k ―6)x +2>0可化为―6x +2>0,显然不合题意;当k ≠0时,因为kx 2+(k ―6)x +2>0的解为全体实数,所以k >0Δ=(k ―6)2―4k ×2<0,解得2<k <18;综上:2<k <18.故选:C.3.(2023·辽宁鞍山·二模)若对任意的x ∈(0,+∞),x 2―mx +1>0恒成立,则m 的取值范围是( )A .(―2,2)B .(2,+∞)C .(―∞,2)D .(―∞,2]【解题思路】变形给定不等式,分离参数,利用均值不等式求出最小值作答.【解答过程】∀x ∈(0,+∞),x 2―mx +1>0⇔m <x +1x ,而当x >0时,x +1x ≥=2,当且仅当x =1x ,即x =1时取等号,则m <2,所以m 的取值范围是(―∞,2).故选:C.4.(2023·宁夏中卫·二模)已知点A(1,4)在直线x +y=1(a >0,b >0)上,若关于t 的不等式a +b ≥t 2+5t +3恒成立,则实数t 的取值范围为( )A .[―6,1]B .[―1,6]C .(―∞,―1]∪[6,+∞)D .(―∞,―6]∪[1,+∞)【解题思路】将点代入直线方程,再利用基本不等式求得a +b 的最小值,从而将问题转化9≥t 2+5t +3,解之即可.【解答过程】因为点A(1,4)在直线xa +yb =1(a >0,b >0)上,所以1a +4b =1,故a +b =(a +b +=ba +4a b+5≥=9,当且仅当ba =4a b且1a +4b =1,即a =3,b =6时等号成立,因为关于t 的不等式a +b ≥t 2+5t +3恒成立,所以9≥t 2+5t +3,解得―6≤t ≤1,所以t ∈[―6,1].故选:A.5.(23-24高二上·山东潍坊·阶段练习)若两个正实数x ,y 满足1x +4y =2,且不等式x +y4<m 2―m 有解,则实数m 的取值范围是( )A .(―1,2)B .(―∞,―2)∪(1,+∞)C .(―2,1)D .(―∞,―1)∪(2,+∞)【解题思路】利用均值不等式求出最小值,根据题意列不等式求解即可.【解答过程】x +y4=+=+1+y 4x≥12(1+1+2)=2,要使得不等式x +y4<m 2―m 有解,只需m 2―m >2有解即可,解得m >2或者m <―1,故选:D.6.(23-24高一上·全国·单元测试)不等式2x 2―axy +y 2≥0,对于任意1≤x ≤2及1≤y ≤3恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .a|a ≤B .a|a ≥C .a|a ≤D .a|a【解题思路】由于在不等式2x 2―axy +y 2≥0中出现两个变量,对其进行变形令t =xy 则转化为含参数t 的不等式2t 2―at +1≥0,在t ∈,2上恒成立的问题,然后进行分离参数求最值即可.【解答过程】由y ∈[1,3],则不等式2x 2―axy +y 2≥0两边同时乘以1y 2不等式可化为:+1≥0,令t =xy ,则不等式转化为:2t 2―at +1≥0,在t ∈,2上恒成立,由2t 2―at +1≥0可得a ≤2t 2+1t即a ≤2t +,又2t +1t ≥=t =t =2t +1t 取得最小值故可得a ≤故选:A .7.(2023·江西九江·二模)已知命题p :∃x ∈R ,x 2+2x +2―a <0,若p 为假命题,则实数a 的取值范围为( )A .(1,+∞)B .[1,+∞)C .(―∞,1)D .(―∞,1]【解题思路】首先由p 为假命题,得出¬p 为真命题,即∀x ∈R ,x 2+2x +2―a ≥0恒成立,由Δ≤0,即可求出实数a 的取值范围.【解答过程】因为命题p :∃x ∈R ,x 2+2x +2―a <0,所以¬p :∀x ∈R ,x 2+2x +2―a ≥0,又因为p 为假命题,所以¬p 即∀x ∈R ,x 2+2x +2―a ≥0恒成立,所以Δ≤0,即22―4(2―a)≤0,解得a ≤1,故选:D .8.(2024·上海黄浦·模拟预测)已知不等式ρ:ax 2+bx +c <0(a ≠0)有实数解.结论(1):设x 1,x 2是ρ的两个解,则对于任意的x 1,x 2,不等式x 1+x 2<―ba 和x 1⋅x 2<ca 恒成立;结论(2):设x 0是ρ的一个解,若总存在x 0,使得ax 02―bx 0+c <0,则c <0,下列说法正确的是( )A .结论①、②都成立B .结论①、②都不成立C .结论①成立,结论②不成立D .结论①不成立,结论②成立【解题思路】根据一元二次不等式与二次方程以及二次函数之间的关系,以及考虑特殊情况通过排除法确定选项.【解答过程】当a<0且Δ=b2―4ac<0时,ρ:ax2+bx+c<0(a≠0)的解为全体实数,故对任意的x1,x2,x1+x2与―ba的关系不确定,例如:ρ:―x2+2x―2<0,取x1=1,x2=4,而―ba =2,所以x1⋅x2=4>ca=2,故结论①不成立.当a<0且Δ=b2―4ac>0时,ρ:ax2+bx+c<0的解为x|x<p或x>q,其中p,q是ax2+bx+c=0的两个根.当x0<p,―x0>q此时ax02―bx0+c<0,但c值不确定,比如:ρ:―x2+x+2<0,取x0 =―3,则―x02―x0+2<0,但c>0,故结论②不成立.故选:B.二、多选题9.(2023·江苏连云港·模拟预测)若对于任意实数x,不等式(a―1)x2―2(a―1)x―4<0恒成立,则实数a可能是()A.―2B.0C.―4D.1【解题思路】首先当a=1,不等式为―4<0恒成立,故满足题意;其次a≠1,问题变为了一元二次不等式恒成立问题,则当且仅当a―1<0Δ<0,解不等式组即可.【解答过程】当a=1时,不等式为―4<0恒成立,故满足题意;当a≠1时,要满足a―1<0Δ<0,而Δ=4(a―1)2+16(a―1)=4(―1)(a+3),所以解得―3<a<1;综上,实数a的取值范围是(―3,1];所以对比选项得,实数a可能是―2,0,1.故选:ABD.10.(2024·广东深圳·模拟预测)下列说法正确的是()A.不等式4x2―5x+1>0的解集是x|x>14或x<1B.不等式2x2―x―6≤0的解集是x|x≤―32或x≥2C.若不等式ax2+8ax+21<0恒成立,则a的取值范围是∅D.若关于x的不等式2x2+px―3<0的解集是(q,1),则p+q的值为―12【解题思路】对于AB ,直接解一元二次不等式即可判断;对于C ,对a 分类讨论即可判断;对于D ,由一元二次不等式的解集与一元二次方程的根的关系,先求得p,q ,然后即可判断.【解答过程】对于A ,4x 2―5x +1>0⇔(x ―1)(4x ―1)>0⇔x <14或x >1,故A 错误;对于B ,2x 2―x ―6≤0⇔(x ―2)(2x +3)≤0⇔―32≤x ≤2,故B 错误;若不等式ax 2+8ax +21<0恒成立,当a =0时,21<0是不可能成立的,所以只能a <0Δ=64a 2―84a <0 ,而该不等式组无解,综上,故C 正确;对于D ,由题意得q,1是一元二次方程2x 2+px ―3=0的两根,从而q ×1=―322+p ―3=0,解得p =1,q =―32,而当p =1,q =―32时,一元二次不等式2x 2+x ―3<0⇔(x ―1)(2x +3)<0⇔―32<x <1满足题意,所以p +q 的值为―12,故D 正确.故选:CD.11.(22-23高三上·河北唐山·阶段练习)若(ax -4)(x 2+b )≥0对任意x∈(-∞,0]恒成立,其中a ,b 是整数,则a +b 的可能取值为( )A .-7B .-5C .-6D .-17【解题思路】对b 分类讨论,当b≥0由(ax -4)(x 2+b )≥0可得ax -4≥0,由一次函数的图象知不存在;当b <0时,由(ax -4)(x 2+b )≥0,利用数形结合的思想可得出a ,b 的整数解.【解答过程】当b≥0时,由(ax -4)(x 2+b )≥0可得ax -4≥0对任意x∈(-∞,0]恒成立,即a≤4x 对任意x∈(-∞,0]恒成立,此时a 不存在;当b <0时,由(ax -4)(x 2+b )≥0对任意x∈(-∞,0]恒成立,可设f (x )=ax -4,g (x )=x 2+b ,作出f (x ),g (x )的图象如下,aa,b是整数可得a=-1b=-16或a=-4b=-1或a=-2b=-4所以a+b的可能取值为-17或-5或-6故选:BCD.三、填空题12.(2024·陕西渭南·模拟预测)若∀x∈R,a<x2+1,则实数a的取值范围是(―∞,1).(用区间表示)【解题思路】利用二次函数的性质计算即可.【解答过程】由题得a<(x2+1)min=1,即实数a的取值范围为(―∞,1).故答案为:(―∞,1).13.(2024·辽宁·三模)若“∃x∈(0,+∞),使x2―ax+4<0”是假命题,则实数a的取值范围为(―∞,4].【解题思路】将问题转化为“a≤x+4x在(0,+∞)上恒成立”,再利用对勾函数的单调性求得最值,从而得解.【解答过程】因为“∃x∈(0,+∞),使x2―ax+4<0”是假命题,所以“∀x∈(0,+∞),x2―ax+4≥0”为真命题,其等价于a≤x+4x在(0,+∞)上恒成立,又因为对勾函数f(x)=x+4x在(0,2]上单调递减,在[2,+∞)上单调递增,所以f(x)min=f(2)=4,所以a≤4,即实数a∞,4].故答案为:(―∞,4].14.(2023·河北·模拟预测)若∃x∈R,ax2+ax+a―3<0,则a的一个可取的正整数值为1(或2,3).【解题思路】由判别式大于0求解.【解答过程】由题意Δ=a2―4a(a―3)>0,解得0<a<4,a的正整数值为1或2或3,故答案为:1(也可取2,3).四、解答题15.(2024·全国·模拟预测)已知函数f(x)=|2x―a|,且f(x)≤b的解集为[―1,3].(1)求a和b的值;(2)若f(x)≤|x―t|在[―1,0]上恒成立,求实数t的取值范围.【解题思路】(1)根据绝对值不等式的性质即可求解,(2)将问题转化为3x2+(2t―8)x+4―t2≤0在[―1,0]上恒成立,即可利用二次函数零点分布求解.【解答过程】(1)由f(x)≤b得|2x―a|≤b,易知b≥0,则―b≤2x―a≤b,解得a―b2≤x≤b+a2,由于f(x)≤b的解集为[―1,3],则b+a2=3,a―b2=―1,解得a=2,b=4.(2)由(1)知f(x)=|2x―2|,由f(x)≤|x―t|得|2x―2|≤|x―t|,得3x2+(2t―8)x+4―t2≤0在[―1,0]上恒成立,Δ=(2t―8)2―4×3×(4―t2)=16(t―1)2>0,故t≠1.令g(x)=3x2+(2t―8)x+4―t2,若g(x)≤0在[―1,0]上恒成立,则g(―1)≤0g(0)≤0,即―t2―2t+15≤04―t2≤0,解得t≤―5或t≥3,故实数t的取值范围为(―∞,―5]∪[3,+∞).16.(2024·新疆乌鲁木齐·一模)已知函数f(x)=|x―1|+|x+2|.(1)求不等式f(x)≤5的解集;(2)若不等式f(x)≥x2―ax+1的解集包含[―1,1],求实数a的取值范围.【解题思路】(1)分类讨论,求解不等式即可;(2)将问题转化为二次函数在区间上恒成立的问题,列出不等式组即可求得.【解答过程】(1)当x≤―2时,f(x)≤5等价于―2x―1≤5,解得x∈[―3,―2];当―2<x<1时,f(x)≤5≤5,恒成立,解得x∈(―2,1);当x≥1时,f(x)≤5等价于2x+1≤5,解得x∈[1,2];综上所述,不等式的解集为[―3,2].(2)不等式f(x)≥x2―ax+1的解集包含[―1,1],等价于f(x)≥x2―ax+1在区间[―1,1]上恒成立,也等价于x2―ax―2≤0在区间[―1,1]恒成立.则只需g(x)=x2―ax―2满足:g(―1)≤0且g(1)≤0即可.即1+a―2≤0,1―a―2≤0,解得a∈[―1,1].。
含参数的一元二次不等式的解法解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元二次不等式常用的分类方法有三种:一、按2x 项的系数a 的符号分类,即0,0,0<=>a a a ;例1 解不等式:()0122>+++x a ax分析:本题二次项系数含有参数,()044222>+=-+=∆a a a ,故只需对二次项 系数进行分类讨论。
解:∵()044222>+=-+=∆a a a 解得方程 ()0122=+++x a ax 两根,24221a a a x +---=a a a x 24222++--= ∴当0>a 时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或 当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21|x x 当0<a 时, 解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<<++--a a a x a a a x 242242|22 例2 解不等式()00652≠>+-a a ax ax分析 因为0≠a ,0>∆,所以我们只要讨论二次项系数的正负。
解 ()()032)65(2>--=+-x x a x x a∴当0>a 时,解集为{}32|><x x x 或;当0<a 时,解集为{}32|<<x x二、按判别式∆的符号分类,即0,0,0<∆=∆>∆;例3 解不等式042>++ax x分析 本题中由于2x 的系数大于0,故只需考虑∆与根的情况。
解:∵162-=∆a∴当()4,4-∈a 即0<∆时,解集为R ;当4±=a 即Δ=0时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠∈2a x R x x 且;当4>a 或4-<a 即0>∆,此时两根分别为21621-+-=a a x ,21622---=a a x ,显然21x x >, ∴不等式的解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧----+->21621622a a x a a x x 〈或 例4 解不等式()()R m x x m ∈≥+-+014122解 因,012>+m ()()2223414)4(m m -=+--=∆ 所以当3±=m ,即0=∆时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧=21|x x ; 当33<<-m ,即0>∆时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+--+-+>1321322222m m x m m x x 〈或; 当33>-<m m 或,即0<∆时,解集为R 。
含参数的一元二次不等式的解法解含参数的一元二次不等式,通常情况下,均需分类讨论,那么如何讨论呢?对含参一元 二次不等式常用的分类方法有三种:一、按2x 项的系数a 的符号分类,即0,0,0<=>a a a ; 例1 解不等式:()0122>+++x a ax分析:本题二次项系数含有参数,()044222>+=-+=∆a a a ,故只需对二次项系数进行分类讨论。
解:∵()044222>+=-+=∆a a a解得方程 ()0122=+++x a ax 两根,24221a a a x +---=aa a x 24222++--=∴当0>a 时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<++-->a a a x a a a x x 242242|22或当0=a 时,不等式为012>+x ,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧>21|x x 当0<a 时, 解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+---<<++--a a a x a a a x 242242|22例2 解不等式()00652≠>+-a a ax ax分析 因为0≠a ,0>∆,所以我们只要讨论二次项系数的正负。
解 ()()032)65(2>--=+-x x a x x a∴当0>a 时,解集为{}32|><x x x 或;当0<a 时,解集为{}32|<<x x二、按判别式∆的符号分类,即0,0,0<∆=∆>∆; 例3 解不等式042>++ax x分析 本题中由于2x 的系数大于0,故只需考虑∆与根的情况。
解:∵162-=∆a∴当()4,4-∈a 即0<∆时,解集为R ;当4±=a 即Δ=0时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧≠∈2a x R x x 且; 当4>a 或4-<a 即0>∆,此时两根分别为21621-+-=a a x ,21622---=a a x ,显然21x x >,∴不等式的解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧----+->21621622a a x a a x x 〈或例4 解不等式()()R m x x m ∈≥+-+014122解 因,012>+m ()()2223414)4(m m -=+--=∆所以当3±=m ,即0=∆时,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧=21|x x ; 当33<<-m ,即0>∆时,解集为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+--+-+>1321322222m m x m m x x 〈或; 当33>-<m m 或,即0<∆时,解集为R 。
三、按方程02=++c bx ax 的根21,x x 的大小来分类,即212121,,x x x x x x <=<;例5 解不等式)0( 01)1(2≠<++-a x aa x 分析:此不等式可以分解为:()0)1(<--ax a x ,故对应的方程必有两解。
本题只需讨论两根的大小即可。
解:原不等式可化为:()0)1(<--a x a x ,令aa 1=,可得:1±=a ∴当1-<a 或10<<a 时,a a 1<,故原不等式的解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<a x a x 1|; 当1=a 或1-=a 时,aa 1=,可得其解集为φ; 当01<<-a 或1>a 时, a a 1>,解集为⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<a x a x 1|。
例6 解不等式06522>+-a ax x ,0≠a分析 此不等式()0245222>=--=∆a a a ,又不等式可分解为()0)3(2>--a x a x ,故只需比较两根a 2与a 3的大小.解 原不等式可化为:()0)3(2>--a x a x ,对应方程()0)3(2=--a x a x 的两根为 a x a x 3,221==,当0a时,即23a a ,解集为{}a x a x x 23|<>或;当0<a 时,即23a a ,解集为{}|23x x a x a ><或含参不等式恒成立问题的求解策略“含参不等式恒成立问题”把不等式、函数、三角、几何等内容有机地结合起来,其以覆盖知识点多,综合性强,解法灵活等特点而倍受高考、竞赛命题者的青睐。
另一方面,在解决这类问题的过程中涉及的“函数与方程”、“化归与转化”、“数形结合”、“分类讨论”等数学思想对锻炼学生的综合解题能力,培养其思维的灵活性、创造性都有着独到的作用。
本文就结合实例谈谈这类问题的一般求解策略。
一、判别式法若所求问题可转化为二次不等式,则可考虑应用判别式法解题。
一般地,对于二次函数),0()(2R x a c bx ax x f ∈≠++=,有1)0)(>x f 对R x ∈恒成立⎩⎨⎧<∆>⇔0a ;2)0)(<x f 对R x ∈恒成立.00⎩⎨⎧<∆<⇔a 例1:若不等式02)1()1(2>+-+-x m x m 的解集是R ,求m 的范围。
解析:要想应用上面的结论,就得保证是二次的,才有判别式,但二次项系数含有参数m ,所以要讨论m-1是否是0。
(1)当m-1=0时,元不等式化为2>0恒成立,满足题意;(2)01≠-m 时,只需⎩⎨⎧<---=∆>-0)1(8)1(012m m m ,所以,)9,1[∈m 。
例2.已知函数])1(lg[22a x a x y +-+=的定义域为R ,求实数a 的取值范围。
解:由题设可将问题转化为不等式0)1(22>+-+a x a x 对R x ∈恒成立,即有04)1(22<--=∆a a 解得311>-<a a 或。
所以实数a 的取值范围为),31()1,(+∞--∞ 。
若二次不等式中x 的取值范围有限制,则可利用根的分布解决问题。
二、最值法将不等式恒成立问题转化为求函数最值问题的一种处理方法,其一般类型有:1)a x f >)(恒成立min )(x f a <⇔ 2)a x f <)(恒成立max )(x f a >⇔例3、若[]2,2x ∈-时,不等式23x ax a ++≥恒成立,求a 的取值范围。
解:设()23f x x ax a =++-,则问题转化为当[]2,2x ∈-时,()f x 的最小值非负。
(1) 当22a -<-即:4a >时,()()min 2730f x f a =-=-≥ 73a ∴≤又4a >所以a 不存在;(2) 当222a -≤≤即:44a -≤≤时,()2min 3024a a f x f a ⎛⎫=-=--≥ ⎪⎝⎭62a ∴-≤≤ 又44a -≤≤ 42a ∴-≤≤(3) 当22a-> 即:4a <-时,()()min 270f x f a ==+≥ 7a ∴≥-又4a <-74a ∴-≤<-综上所得:72a -≤≤例4.函数),1[,2)(2+∞∈++=x xax x x f ,若对任意),1[+∞∈x ,0)(>x f 恒成立,求实数a 的取值范围。
解:若对任意),1[+∞∈x ,0)(>x f 恒成立,即对),1[+∞∈x ,02)(2>++=xax x x f 恒成立, 考虑到不等式的分母),1[+∞∈x ,只需022>++a x x 在),1[+∞∈x 时恒成立而得 而抛物线a x x x g ++=2)(2在),1[+∞∈x 的最小值03)1()(min >+==a g x g 得3->a注:本题还可将)(x f 变形为2)(++=xax x f ,讨论其单调性从而求出)(x f 最小值。
例5:在∆ABC 中,已知2|)(|,2cos )24(sin sin 4)(2<-++=m B f B B B B f 且π恒成立,求实数m 的范围。
解析:由]1,0(sin ,0,1sin 22cos )24(sin sin 4)(2∈∴<<+=++=B B B B BB B f ππ,]3,1()(∈B f ,2|)(|<-m B f 恒成立,2)(2<-<-∴m B f ,即⎩⎨⎧+<->2)(2)(B f m B f m 恒成立,]3,1(∈∴m例6:求使不等式],0[,cos sin π∈->x x x a 恒成立的实数a 的范围。
解析:由于函]43,4[4),4sin(2cos sin ππππ-∈--=->x x x x a ,显然函数有最大值2,2>∴a 。
三、分离变量法若所给的不等式能通过恒等变形使参数与主元分离于不等式两端,从而问题转化为求主元函数的最值,进而求出参数范围。
这种方法本质也还是求最值,但它思路更清晰,操作性更强。
一般地有:1)为参数)a a g x f )(()(<恒成立max )()(x f a g >⇔ 2)为参数)a a g x f )(()(>恒成立max )()(x f a g <⇔ 。
例7、已知(],1x ∈-∞时,不等式()21240x x a a ++-⋅>恒成立,求a 的取值范围。
解:令2xt =,(],1x ∈-∞ (]0,2t ∴∈ 所以原不等式可化为:221t a a t +-<, 要使上式在(]0,2t ∈上恒成立,只须求出()21t f t t +=在(]0,2t ∈上的最小值即可。
()22211111124t f t t t t t +⎛⎫⎛⎫==+=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11,2t ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭()()min 324f t f ∴==234a a ∴-< 1322a ∴-<< 例8、已知函数()lg 2a f x x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,若对任意[)2,x ∈+∞恒有()0f x >,试确定a 的取值范围。
解:根据题意得:21ax x+->在[)2,x ∈+∞上恒成立, 即:23a x x >-+在[)2,x ∈+∞上恒成立,设()23f x x x =-+,则()23924f x x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭当2x =时,()max 2f x = 所以2a >例9.已知函数]4,0(,4)(2∈--=x x x ax x f 时0)(<x f 恒成立,求实数a 的取值范围。
解: 将问题转化为xx x a 24-<对]4,0(∈x 恒成立。