从函数的观点看一元二次方程与一元二次不等式
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3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式【知识点梳理】知识点一:一元二次不等式的概念一般地,我们把只含有一个末知数,并且末知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式,即形如20(0)ax bx c ++>≥或20(0)ax bx c ++<≤(其中a ,b ,c 均为常数,)0a ≠的不等式都是一元二次不等式.知识点二:二次函数的零点一般地,对于二次函数2y ax bx c =++,我们把使20ax bx c ++=的实数x 叫做二次函数2y ax bx c =++的零点.知识点三:一元二次不等式的解集的概念使一元二次不等式成立的所有未知数的值组成的集合叫做这个一元二次不等式的解集. 知识点四:二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系对于一元二次方程20(0)ax bx c a ++=>的两根为12x x 、且12x x ≤,设24b ac ∆=-,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 2y ax bx c=++(0a >)的图象20(0)ax bx c a ++=>的根有两相异实根 1212,()x x x x <有两相等实根122bx x a ==-无实根20(0)ax bx c a ++>>的解集{}12x x x x x <>或2b x x a ⎧⎫≠-⎨⎬⎩⎭R20(0)ax bx c a ++<>的解集{}12x xx x <<∅ ∅(1)一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的两根12x x 、是相应的不等式的解集的端点的取值,是抛物线y =2ax bx c ++与x 轴的交点的横坐标;(2)表中不等式的二次系数均为正,如果不等式的二次项系数为负,应先利用不等式的性质转化为二次项系数为正的形式,然后讨论解决;(3)解集分0,0,0∆>∆=∆<三种情况,得到一元二次不等式20ax bx c ++>与20ax bx c ++<的解集.知识点五:利用不等式解决实际问题的一般步骤 (1)选取合适的字母表示题中的未知数;(2)由题中给出的不等关系,列出关于未知数的不等式(组); (3)求解所列出的不等式(组); (4)结合题目的实际意义确定答案. 知识点六:一元二次不等式恒成立问题(1)转化为一元二次不等式解集为R 的情况,即20(0)ax bx c a ++>≠恒成立00a >⎧⇔⎨∆<⎩恒成立20(0)ax bx c a ++<≠00.a <⎧⇔⎨∆<⎩(2)分离参数,将恒成立问题转化为求最值问题. 知识点七:简单的分式不等式的解法 系数化为正,大于取“两端”,小于取“中间”【题型归纳目录】题型一:解不含参数的一元二次不等式 题型二:一元二次不等式与根与系数关系的交汇 题型三:含有参数的一元二次不等式的解法 题型四:一次分式不等式的解法题型五:实际问题中的一元二次不等式问题 题型六:不等式的恒成立问题 【典型例题】题型一:解不含参数的一元二次不等式例1.(2022·全国·高一课时练习)不等式()273x x +≥-的解集为( )A .(]1,3,2⎡⎫-∞-⋃-+∞⎪⎢⎣⎭B .13,2⎡⎤--⎢⎥⎣⎦C .(]1,2,3⎡⎫-∞-⋃-+∞⎪⎢⎣⎭D .12,3⎡⎤--⎢⎥⎣⎦【方法技巧与总结】解不含参数的一元二次不等式的一般步骤(1)通过对不等式的变形,使不等式右侧为0,使二次项系数为正. (2)对不等式左侧因式分解,若不易分解,则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有无实根. (4)根据一元二次方程根的情况画出对应的二次函数的草图. (5)根据图象写出不等式的解集.例2.(多选题)(2022·湖南·株洲二中高一开学考试)与不等式220x x -+>的解集相同的不等式有( ) A .220x x --<+ B .22320x x -+> C .230x x -+≥D .220x x +->例3.(2022·全国·高一课时练习)解下列不等式: (1)262318x x x -≤-<; (2)1232x x +≥-; (3)2320x x -+>.题型二:一元二次不等式与根与系数关系的交汇例4.(2022·全国·高一专题练习)若不等式220ax bx +-<的解集为{}|21x x -<<,则a b +=( ) A .2-B .0C .1D .2【方法技巧与总结】 三个“二次”之间的关系(1)三个“二次”中,一元二次函数是主体,讨论一元二次函数主要是将问题转化为一元二次方程和一元二次不等式的形式来研究.(2)讨论一元二次方程和一元二次不等式又要将其与相应的一元二次函数相联系,通过一元二次函数的图象及性质来解决问题,关系如下:例5.(2022·全国·高一课时练习)若关于x 的不等式2260ax x a -+>的解集为{|1}x m x <<,则=a ______,m =______.例6.(2022·江苏·高一专题练习)若不等式20ax bx c ++>的解集为{}12x x -<<,则不等式()21(1)2a x b x c ax ++-+>的解集是( )A .{}03x x <<B .{0x x <或}3x >C .{}13x x <<D .{}13x x -<<例7.(2022·浙江·磐安县第二中学高一开学考试)已知不等式20ax bx c ++>的解集为()2,3,则20cx bx a ++>的解集为( ) A .11,32⎛⎫ ⎪⎝⎭B .11,,32⎛⎫⎛⎫-∞⋃+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .11,23⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .11,,23∞∞⎛⎫⎛⎫--⋃-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭例8.(2022·全国·高一专题练习)设集合{}|1A x x =≥,{}2|0B x x mx =-≤,若{}|14A B x x ⋂=≤≤,则m 的值为_________.例9.(2022·江苏·高一专题练习)已知不等式20ax bx c ++>的解集是{|}x x αβ<<,0α>,则不等式20cx bx a ++>的解集是____________.例10.(2022·全国·高一单元测试)已知关于x 的一元二次不等式20ax bx c ++<的解集为{}3|1x x <<,则20cx bx a -+>的解集是___________.题型三:含有参数的一元二次不等式的解法例11.(2022·全国·高一课时练习)不等式()()222240a x a x -+--≥的解集为∅,则实数a的取值范围是( ) A .{2|a a <-或2}a ≥ B .{}22a a -<< C .{}22a a -<≤D .{}2a a <【方法技巧与总结】解含参数的一元二次不等式的一般步骤(1)讨论二次项系数:二次项若含有参数应讨论是等于0,小于0,还是大于0,然后将不等式转化为二次项系数为正的形式.(2)判断方程根的个数:讨论判别式Δ与0的关系.(3)写出解集:确定无根时可直接写出解集;确定方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.例12.(2022·江苏·盐城市田家炳中学高一期中)已知不等式220ax bx -+>的解集为{}12x x x 或.(1)求实数a ,b 的值;(2)解关于x 的不等式()20x ac b x bx -++>(其中c 为实数).例13.(2022·全国·高一专题练习)已知关于x 的不等式ax 2﹣x +1﹣a <0. (1)当a =2时,解关于x 的不等式; (2)当a >0时,解关于x 的不等式.例14.(2022·全国·高一专题练习)解关于x 的不等式 220x x a ++>.例15.(2022·全国·高一专题练习)解关于x 的不等式2110x a x a ⎛⎫-++< ⎪⎝⎭.例16.(2022·全国·高一专题练习)若R a ∈,解关于x 的不等式2(1)10ax a x +++>.例17.(2022·全国·高一专题练习)若关于x 的不等式2220x m x m -++<()的解集中恰有4个正整数,求实数m 的取值范围.例18.(2022·陕西·长安一中高一期中)已知关于x 的不等式()()230a b x a b +-<+的解集为34x x ⎧⎫>-⎨⎬⎩⎭.(1)写出a 和b 满足的关系;(2)解关于x 的不等式()()()222120a b x a b x a ---->++.题型四:一次分式不等式的解法例19.(2022·全国·高一课时练习)不等式()()232101xx x x -++≤-的解集为( )A .[-1,2]B .[-2,1]C .[-2,1)∪(1,3]D .[-1,1)∪(1,2]【方法技巧与总结】分式不等式转化为整式不等式的基本类型有哪些? (1)()()00cx dax b cx d ax b+>⇔++>+ (2)()()00cx dax b cx d ax b+<⇔++<+ (3)()()00cx dax b cx d ax b+≥⇔++>+且0ax b +≠ (4)()()00cx dax b cx d ax b+≤⇔++≤+且0ax b +≠ 例20.(2022·湖南·株洲二中高一开学考试)已知不等式210ax bx ++>的解集为1123xx ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭∣,求不等式30ax x b +≤-的解集.例21.(2022·陕西·长安一中高一期末)不等式22301x x x +-≥+的解集为__________. 例22.(2022·全国·高一课时练习)不等式301x x +>-的解集为______________.例23.(2022·宁夏·灵武市第一中学高一期末)不等式201xx->+的解集为___________. 例24.(2022·全国·高一课时练习)不等式21131x x ->+的解集是____________. 例25.(2022·全国·高一课时练习)关于x 的不等式()(5)0x b ax ++>的解集为{|1x x <-或3}x >,(1)求关于x 的不等式220x bx a +-<的解集 (2)求关于x 的不等式11x ax b->-的解集.题型五:实际问题中的一元二次不等式问题例26.(2022·贵州黔东南·高一期末)黔东南某地有一座水库,设计最大容量为128000m 3.根据预测,汛期时水库的进水量n S (单位:m 3)与天数()*n n N ∈的关系是5000()(10)n S n n t n =+≤,水库原有水量为80000m 3,若水闸开闸泄水,则每天可泄水4000m 3;水库水量差最大容量23000m 3时系统就会自动报警提醒,水库水量超过最大容量时,堤坝就会发生危险;如果汛期来临水库不泄洪,1天后就会出现系统自动报警. (1)求t 的值;(2)当汛期来临第一天,水库就开始泄洪,估计汛期将持续10天,问:此期间堤坝会发生危险吗?请说明理由.【方法技巧与总结】利用不等式解决实际问题需注意以下四点(1)阅读理解材料:应用题所用语言多为文字语言,而且不少应用题文字叙述篇幅较长.阅读理解材料要达到的目的是将实际问题抽象成数学模型,这就要求解题者领悟问题的实际背景,确定问题中量与量之间的关系,初步形成用怎样的模型能够解决问题的思路,明确解题方向.(2)建立数学模型:根据(1)中的分析,把实际问题用“符号语言”“图形语言”抽象成数学模型,并且,建立所得数学模型与已知数学模型的对应关系,以便确立下一步的努力方向.(3)讨论不等关系:根据(2)中建立起来的数学模型和题目要求,讨论与结论有关的不等关系,得到有关理论参数的值.(4)作出问题结论:根据(3)中得到的理论参数的值,结合题目要求作出问题的结论. 例27.(2022·全国·高一课时练习)某旅店有200张床位.若每张床位一晚上的租金为50元,则可全部租出;若将出租收费标准每晚提高10x 元(x 为正整数),则租出的床位会相应减少10x 张.若要使该旅店某晚的收入超过12600元,则每张床位的出租价格可定在什么范围内?例28.(2022·湖南·高一课时练习)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,这段距离称为“刹车距离”.刹车距离是分析交通事故的一个重要指标.在一个限速为40km/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12m ,乙车的刹车距离略超过10m ,又知甲、乙两种车型的刹车距离()m s 与车速()km/h x 分别有如下关系式:210.10.01s v v =+,220.050.005s v v =+.问:甲、乙两辆汽车是否有超速现象?例29.(2022·湖北十堰·高一期中)某学校欲在广场旁的一块矩形空地上进行绿化.如图所示,两块完全相同的长方形种植绿草坪,草坪周围(斜线部分)均种满宽度相同的鲜花.已知两块绿草坪的面积均为200平方米.(1)若矩形草坪的长比宽至少多10米,求草坪宽的最大值; (2)若草坪四周及中间的宽度均为2米,求整个绿化面积的最小值.题型六:不等式的恒成立问题例30.(2022·全国·高一单元测试)对任意实数x ,不等式2230kx kx +-<恒成立,则实数k 的取值范围是( ) A .()0,24B .(]24,0-C .(]0,24D .[)24,∞+【方法技巧与总结】不等式对一切实数恒成立,即不等式的解集为R ,要解决这个问题还需要讨论二次项的系数.例31.(2022·全国·高一课时练习)若0a >,且关于x 的不等式22334ax ax a -+-<在R 上有解,求实数a 的取值范围.例32.(2022·湖南·雅礼中学高一开学考试)不等式()()221110a x a x ----<的解集是全体实数,求实数a 的取值范围________.例33.(2022·江苏·盐城市田家炳中学高一期中)已知命题p :x R ∃∈,210x ax -+<,若命题p 是假命题,则实数a 的取值范围为_________.例34.(2022·全国·高一专题练习)不等式 2(2)4(2)120a x a x -+--<的解集为R ,则实数a 的取值范围是( )A .{}|12a a -≤<B .{}|12a a -<≤C .{}|12a a -<<D .{}|12a a -≤≤例35.(2022·全国·高一课时练习)已知对任意[]1,3m ∈,215mx mx m --<-+恒成立,则实数x 的取值范围是( )A .6,7⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .1515∞∞⎛⎫-+-⋃+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ C .6,7⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D .1515-+⎝⎭例36.(2022·全国·高一课时练习)已知关于x 的不等式244x mx x m +>+-. (1)若对任意实数x ,不等式恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若对于04m ≤≤,不等式恒成立,求实数x 的取值范围.例37.(2022·全国·高一课时练习)在x ∃∈R ①,2220x x a ++-=,②存在集合{24}A x x =<<,非空集合{}3B x a x a =<<,使得A B =∅这两个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答.问题:求解实数a ,使得命题{}:12p x x x ∀∈≤≤,20x a -≥,命题q :______都是真命题. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.【同步练习】一、单选题 1.(2022·全国·高一课时练习)不等式23180x x -++<的解集为( ) A .{6x x >或3}x <- B .{}36x x -<< C .{3x x >或6}x <-D .{}63x x -<<2.(2022·全国·高一课时练习)已知二次函数2y ax bx c =++的图象如图所示,则不等式20ax bx c ++>的解集是( )A .{}21x x -<<B .{|2x x <-或1}x >C .{}21x x -≤≤D .{|2x x ≤-或1}x ≥3.(2022·全国·高一课时练习)已知函数2y x ax b =++(,R a b ∈)的最小值为0,若关于x 的不等式2x ax b c 的解集为{}|4x m x m <<+,则实数c 的值为( ) A .9B .8C .6D .44.(2022·全国·高一课时练习)若使不等式()2220x a x a +++≤成立的任意一个x 都满足不等式10x -≤,则实数a 的取值范围为( ) A .{}1a a >-B .{}1a a ≥-C .{}1a a <-D .{}1a a ≤-5.(2022·全国·高一课时练习)已知()()()2022y x m x n n m =--+<,且(),αβαβ<是方程0y =的两实数根,则α,β,m ,n 的大小关系是( )A .m n αβ<<<B .m n αβ<<<C .m n αβ<<<D .m n αβ<<<6.(2022·湖南·长沙一中高一开学考试)关于x 的方程()2290ax a x a +++=有两个不相等的实数根12,x x ,且121x x ,那么a 的取值范围是( )A .2275a -<< B .25a > C .27a <- D .2011a -<< 7.(2022·全国·高一单元测试)已知 0,0x y >>且141x y+=,若28x y m m +>+恒成立,则实数m 的取值范围是( )A . 1|2x x ⎧⎫≥⎨⎬⎩⎭B .{}|3x x ≤-}C .{}|1x x ≥D .{}|91x x -<< 8.(2022·全国·高一课时练习)在R 上定义运算():1x y x y ⊗⊗=-.若不等式()()1x a x a -⊗+<对任意实数x 都成立,则实数a 的取值范围为( )A .1322a a ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭ B .{}02a a << C .{}11a a -<< D .3122a a ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭ 二、多选题9.(2022·全国·高一课时练习)不等式22x bx c x b ++≥+对任意的x ∈R 恒成立,则( ) A .2440b c -+≤ B .0b ≤ C .1c ≥ D .0b c +≥ 10.(2022·江苏·高一)已知关于x 的一元二次不等式()22120ax a x --->,其中0a <,则该不等式的解集可能是( )A .∅B .12,a ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .()1,2,a ⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪⎝⎭ D .1,2a ⎛⎫- ⎪⎝⎭ 11.(2022·福建省龙岩第一中学高一开学考试)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 ++> 12.(2022·湖南·株洲二中高一开学考试)已知关于x 的不等式组222802(27)70x x x k x k ⎧-->⎨+++<⎩仅有一个整数解,则k 的值可能为( )A .5-B .3-C .πD .5三、填空题13.(2022·全国·高一专题练习)若不等式220ax bx ++>的解集是1123x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭,则0ax b +>的解集为__________.14.(2022·陕西·千阳县中学高一开学考试)不等式517x ≥--的解集为__________. 15.(2022·全国·高一专题练习)关于x 的不等式()210x a x a -++<的解集中恰有1个整数,则实数a 的取值范围是_________.16.(2022·全国·高一课时练习)知关于x 的不等式2240ax bx ++<的解集为4(,)m m ,其中0m <,则44b a b+的最小值为______. 四、解答题17.(2022·全国·高一专题练习)解下列不等式:(1)22530x x +->;(2)220x x +-≤;(3)4220x x --≥;(4)21x x >.18.(2022·辽宁·营口市第二高级中学高一期末)已知关于x 的不等式2320(R)ax x a ++>∈.(1)若2320ax x ++>的解集为{}1x b x <<,求实数,a b 的值;(2)求关于x 的不等式2321ax x ax -+>-的解集.19.(2022·湖南·株洲二中高一开学考试)解下列关于x 的不等式:(a 为实数)(1)220x x a ++<(2)102ax x ->-.20.(2022·全国·高一课时练习)已知二次函数2y ax bx c =++(a ,b ,R c ∈)只能同时满足下列三个条件中的两个:①0y <的解集为{}13x x -<<;②1a =-;③y 的最小值为4-.(1)请写出满足题意的两个条件的序号,并求a ,b ,c 的值;(2)求关于x 的不等式()()2223y m x m m ≥-+-∈R 的解集.21.(2022·四川省成都市第八中学校高一开学考试)已知ABC 的两边AB AC ,的长是关于x的一元二次方程2223320x k x k k -++++=()的两个实数根,第三边BC 长为5. (1)求AB AC AB AC +⋅,(用k 表示);(2)k 为何值时,ABC 是以BC 为斜边的直角三角形,并求此时三角形的周长.。
基于课程标准的单元教学设计 ———以《从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式》为例吕建林(江苏省南京市第一中学,210019)基金项目:南京市教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“指向数学抽象的高中数学单元教学设计实证研究”(编号L/2020/471)研究成果. 单元是基于一定目标与主题所构成的教材与经验的模块、单位,单元设计可以认为是对一个学习阶段的教与学活动的整体规划,主要包含学习主题、学习目标、学习内容、学习过程、评价任务、学后反思等要素.单元设计一般遵循“分析(Analysis)、设计(Design)、开发(Development)、实施(Implementa tion)、评价(Evaluation)”的程序.《从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式》是高中数学必修课程预备知识板块中的重要内容.本单元是在学生学习了一元一次方程、一元一次不等式、一次函数、二次函数的基础上,学习从函数的观点看一元二次方程和一元二次不等式,体会函数、方程、不等式的统一性,为今后应用函数的方法解决有关问题奠定知识技能和学习方法的基础.1 学习目标的制定和学习内容的确立制定学习目标,可使学习者明确学习要求,了解学习路径和方法.本单元学习目标(见表1)是从“三个一次”入手,感受用函数观点看待问题的方法;结合一元二次不等式的求解探索,体会“三个二次”的关系,学会用函数观点认识和解决一元二次方程和不等式问题.单元学习目标采用三维叙写的书写方式,呈现“知识与技能→过程与方法→习惯与素养”的发展路径.为落实学习目标,需要选定与之相匹配的学习内容.本单元学习内容(见图1)的选择与划分体现“观察—计算—研究”与“图像—代数—数形结合”的双向沟通,便于学生深度学习,自主建构.横向:呈现一次到二次、具体到一般的双重递进,便于学生类比迁移、拓展延伸.纵向:挖掘函数、方程、不等式三者的数形关联,便于学生数形结合,聚焦函数观点.表1 本单元学习目标课标要求学习目标用函数理解方程和不等式是数学的基本思想方法.本单元的学习,可以帮助学生用二次函数认识一元二次方程和一元二次不等式.通过梳理初中数学的相关内容,理解函数、方程和不等式之间的联系,体会数学的整体性. 1、通过求解实际问题,知道函数零点即对应方程的根,会结合一元一次函数图像分析得出一元一次不等式的解集,感受用函数观点看待问题的方法.2、会从实际情境中抽象出一元二次不等式模型,能运用函数观点,结合图像发现一元二次函数的零点与一元二次方程根的关系,会通过代数方法求具体的一元二次不等式的解集,提高数学运算能力.3、会用一元二次函数图像求一元二次不等式的解集,体会数学的整体性,养成借助直观理解概念、进行逻辑推理的思维习惯.2 任务情境的设计和学习路径的规划学科素养往往体现在真实的问题解决之中.要让学生置身于真实、有意义的任务情境,在“真做事”的过程中用数学的眼光观察世界,体会求解一元二次不等式的真实需求,感受探求一般的一元二次不等式解法的必要性;用数学的思维思考世界,主动联系已有的“三个一次”的经验,将之运用于“三个二次”相关任务,体会函数的思想方法.生活中与一元二次不等式有关的问题很多,例如:为达成单元目标,笔者创设了设计房屋雨水槽的真实情境,从具体规格要求出发,衍生出三项任务,引发学生思考和探究.详见表2:表2 本单元任务情境和学习路径任务任务情境探索路径核心素养任务一设计符合底面积要求的、截面为矩形的雨水槽现实问题抽象为熟悉的数学问题雨水槽底面积要求→解一元一次不等式数学建模、数学抽象任务二对比截面分别为矩形和等腰梯形的雨水槽设计方案,并做出选择具体问题转化为未知的数学问题雨水槽造型选择→解具体的一元二次不等式数学抽象、数学运算、直观想象任务三探寻一般的一元二次不等式的解集特殊问题拓展为一般问题解具体的一元二次不等式→解一般的一元二次不等式数学抽象、直观想象、数学运算 学习任务可通过“情境—问题—问题解决—总结”的程序来落实.任务达成基于富有层次的活动驱动,应围绕任务设计独立探究或小组合作活动,并酌情穿插问答以支持学生学习.以任务二中的探究活动为例:【活动】雨季将至,为了提前做好房屋排水工作,某小区住户准备更换自家房屋的雨水槽.该住户测量了自家房檐的长度,购买了一块长380厘米,宽30厘米的长方形铝板来自制雨水槽.为了与屋檐下预留的雨水槽位置相匹配,雨水槽底面的面积不得超过5700平方厘米.经市场调查,雨水槽横截面的造型一般有两种.方案一:矩形;方案二:底角为53°的倒置等腰梯形,上不封顶.当地气象台预计,今年雨季的降雨量大约会比往年增加5%.为保证排水量,物业要求雨水槽的横截面积不得小于100平方厘米.住户根据屋檐特点,希望雨水槽深度尽可能小,请帮他选择一个设计方案.(铝板厚度忽略不计)活动过程中,教师可提出以下问题,为学生提供学习支架:【问题1】针对“雨水槽的横截面积不得小于100平方厘米”的要求,在方案一中,你能列出对应的关系式并进行求解吗?方案二呢?【问题2】借鉴任务一中对一元一次不等式求解的研究过程和结论,你能进一步求解问题1吗?学生可将问题1中的一元二次不等式转化成两个一次不等式联立的不等式组解决.问题2则启发学生联系“三个一次”的研究经验,用函数观点分析求解,完成探究任务.3 评价任务的设计和素养水平的考察每项学习任务都可以成为评价的工具.在一段学习活动结束时,也应设计一些练习检测,进行及时的、有针对性的测评,便于学生了解自己的学习状况,便于教师了解学生学会与否,为开展下一步的教学活动提供证据,从而落实“学—教—评一致”的设计要求.为检测学习目标2的达成情况,笔者选择了一个判定交通事故责任人的问题,考察学生能否从实际情境中抽象出一元二次不等式模型,会不会求解一元二次不等式,分析不等式解集并说明结论,检测相关素养的发展水平.详见表3:表3 问题及核心素养考查说明问题及指向解答与说明核心素养水平 汽车刹车距离与其行驶速度有关.在一条限速30km/h的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不妙,同时刹车,但还是发生了碰擦.事发后交警现场测得甲车的刹车距离略超过8m,乙车的刹车距离略超过6m,又知甲、乙两种车型的刹车距离S(m)与车速x(km/h)之间有如下关系:S甲=0.01x2+0.2x,S乙=0.005x2+0.05x.问:应负超速行驶主要责任的是谁?(检测表1中学习目标2) 由题意,对于甲车,有0.01x2+0.2x>8,即x2+20x-800>0,解得x>20或x<-40(不符合实际意义,舍去),这表明甲车的车速超过20km/h.但根据题意刹车距离略超过8m,由此估计甲车车速不会超过限速30km/h.对于乙车,有0.005x2+0.05x>6,即x2+10x-1200>0,解得x>30,或x<-40(不符合实际意义,舍去),这表明乙车的车速超过30km/h,即超过规定限速,乙应负主要责任. 1.数学抽象(水平一):能从熟悉的汽车刹车情境中抽象出求解一元二次不等式问题;2.数学运算(水平一):会解简单的一元二次不等式,能用解集情况说明是否超速;3.逻辑推理(水平一):明确“主要责任”的问题内涵,有条理地表达观点.4 基于课程标准的单元教学设计反思基于新课程标准的教学有三大基本特征:素养为本的单元设计、真实情境的深度学习、问题解决的进阶测试.4.1 真实的任务情境有利于素养目标达成课程标准凝练了学科核心素养,明确了学生学习该学科课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力.崔允誋教授指出,关键能力即“能做事”,必备品格即“习惯做正确的事”,价值观念即“坚持把事做正确”.从具体的“做事”,能看出一个人的素养.改变高分低能、只会解题的现状,从让学生在真实情境中面对问题、思考和解决问题开始.(下转第51页)4 拉近现实联系,构建情趣飞扬的统计课堂随着大数据时代的来临和社会信息化水平的不断提高,无论是在学习、工作还是在生活中,人们都越来越离不开数据信息.统计必将在未来生活中发挥更多的作用,掌握统计知识、具备数据分析能力已成为每一位公民必备的基本素养.这样的发展趋势对教育教学提出了全新的挑战.而我们每一位小学数学教师,必然要直面统计教学的进一步发展,因为“生活已经先于数学课程,将统计推到了学生的面前”.因此,拉近统计与现实生活的联系,进一步构建情趣飞扬的统计课堂,培养学生获得数据、解释数据的能力,已成了必然的教学趋势.在寻找“生活中的平均数”学习环节,笔者借助互联网工具,收集了2019年两会中的统计数据,制作了简单的小视频《2018全民对账单》,通过呈现“网购花费”“收寄快递件数”“流量数”“收入结余金额”“国内旅游次数”“图书拥有量”“用水量”等与学生紧密联系的生活中的平均数,呈现了利用“互联网+”获得大数据的方式.在轻松愉悦的背景音乐中,孩子们不由自主地将各类“大数据”与自己本人以及家庭的生活数据相联系,他们的惊呼此起彼伏———“我的国内旅游次数超过了平均数量”“我的图书拥有量还不够,今年要加油多阅读”“我家的用水量比较少,我们是节约家庭”“我妈妈的网购花费远远超出了,真是太浪费了”……就是在这样尝试比较、解释数据的过程中,孩子们感受到了统计的作用,也在不知不觉中培养了生活的情趣.在后续学习环节中,笔者进一步引入“人均淡水资源”“中国儿童身高均值”等互联网数据,让学生在具体的情境中,继续通过对大数据的分析,进一步感受平均数在生活中的作用,思索平均数的统计意义与价值,体验用数学解决实际问题的学习乐趣和健康生活的积极情趣,真正创设了关注人的发展的生本课堂.总之,在“统计与概率”领域教学中,我们要立足发展学生的数据分析素养这一出发点,让学生经历统计的全过程,创设有效的统计情境,凸显统计教学的概念特点,感受统计与现实生活的联系,培养学生的生长兴趣、生性智趣、生命理趣和生活情趣,构建和谐宽松、智慧理性的“四趣”统计课堂檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸.(上接第37页) 从单元学习目标的确立到学习过程设计,再到检测与评价,都要体现“做事”的要求.价值观念、必备品格不是标签,也不能成为标签.让学生经历真实的“做事”,让素养在“做事”中发展、在“做事”时显现,素养目标就不会成为只说不做的标签.4.2 教学设计要努力创设真实任务情境数学来源于生产生活实践,良好的任务情境有利于让学生深入与自身经验相关的问题探究过程.本单元将“雨水槽设计”情境融入单元学习过程,学生从中发现数学问题,运用数学知识尝试解决,并产生用函数观点研究一元二次不等式解集的兴趣,获得用数形结合方法解一元二次不等式的能力,感受函数、方程、不等式的整体性,发展数学抽象、直观想象、数学运算等素养.教师应主动拓宽自身知识疆域,积极推进研学、社会实践活动,努力创设“真实的任务”,让学生有机会真正“做事”,帮助学生实现自主建构和社会建构.4.3 核心素养水平要在真实任务中评价杨向东教授指出,要站在素养发展的角度,而不仅仅是知识的角度,进行测评设计.练习与测评要指向本单元的核心知识、方法、能力与素养,力求检测学生相关核心素养的发展水平.每个学习目标都应有相应的评价任务,每个练习与测评都必须指向有关的学习目标,一个目标也可以通过多个问题来检测.真实情境中解决问题的能力就是素养.除了传统的纸笔测试题以外,应设计基于真实情境的评价任务,记录过程数据、开展表现评价,更全面地评估学生的发展状况.学习过程中也应适时嵌入评价任务,便于及时了解学习效果,及时发现并弥补缺漏,保障后续学习的顺利开展.参考文献:[1]钟启泉.学会“单元设计”[N].中国教育报,2015-06-12(09):1.[2]加涅等.王小明等,译.教学设计原理[M].5版.上海:华东师范大学出版社,2007:21-35.[3]中华人民共和国教育部.普遍高中数学课程标准[S].北京:人民教育出版社,2018.。
第4节从函数的观点看一元二次方程和一元二次不等式知识梳理1.一元二次不等式只含有一个未知数,并且未知数的最高次数为2的整式不等式叫作一元二次不等式.2.三个“二次”间的关系判别式Δ=b2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0 二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象一元二次方程ax2+bx+c=0 (a>0)的根有两相异实根x1,x2(x1<x2)有两相等实根x1=x2=-b2a没有实数根ax2+bx+c>0 (a>0)的解集{x|x>x2或x<x1}⎩⎨⎧⎭⎬⎫x|x≠-b2aRax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}∅∅3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集不等式解集a<b a=b a>b(x-a)·(x-b)>0{x|x<a或x>b} {x|x≠a}{x|x<b或x>a} (x-a)·(x-b)<0{x|a<x<b}∅{x|b<x<a} 4.分式不等式与整式不等式(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)且g (x )≠0. [微点提醒]1.绝对值不等式|x |>a (a >0)的解集为(-∞,-a )∪(a ,+∞);|x |<a (a >0)的解集为(-a ,a ).记忆口诀:大于号取两边,小于号取中间.2.解不等式ax 2+bx +c >0(<0)时不要忘记当a =0时的情形.3.不等式ax 2+bx +c >0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定. (1)不等式ax 2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎨⎧a =b =0,c >0或⎩⎨⎧a >0,Δ<0.(2)不等式ax 2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎨⎧a =b =0,c <0或⎩⎨⎧a <0,Δ<0.基 础 自 测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)若不等式ax 2+bx +c >0的解集是(-∞,x 1)∪(x 2,+∞),则方程ax 2+bx +c =0的两个根是x 1和x 2.( )(2)若不等式ax 2+bx +c <0的解集为(x 1,x 2),则必有a >0.( ) (3)不等式x 2≤a 的解集为[-a ,a ].( )(4)若方程ax 2+bx +c =0(a <0)没有实数根,则不等式ax 2+bx +c >0(a <0)的解集为R .( )解析 (3)错误.对于不等式x 2≤a ,当a >0时,其解集为[-a ,a ];当a =0时,其解集为{0},当a <0时,其解集为∅.(4)若方程ax 2+bx +c =0(a <0)没有实根,则不等式ax 2+bx +c >0(a <0)的解集为∅. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×2.(必修5P103A2改编)已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪12x -1≤0,B ={x |x 2-x -6<0},则A ∩B=( ) A.(-2,3) B.(-2,2) C.(-2,2]D.[-2,2]解析 因为A ={x |x ≤2},B ={x |-2<x <3}, 所以A ∩B ={x |-2<x ≤2}=(-2,2]. 答案 C3.(必修5P80A2改编)y =log 2(3x 2-2x -2)的定义域是________. 解析 由题意,得3x 2-2x -2>0,令3x 2-2x -2=0,得x 1=1-73,x 2=1+73,∴3x 2-2x -2>0的解集为 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,1-73∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1+73,+∞. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,1-73∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1+73,+∞4.(2018·烟台月考)不等式1-x2+x≥0的解集为( ) A.[-2,1]B.(-2,1]C.(-∞,-2)∪(1,+∞)D.(-∞,-2]∪(1,+∞)解析 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 B5.(2019·北京海淀区调研)设一元二次不等式ax 2+bx +1>0的解集为{x |-1<x <2},则ab 的值为( )。
二次函数,一元二次不等式,一元二次方程的联系和区别
二次函数、一元二次不等式和一元二次方程都是数学中与二次项相关的概念,它们之间存在联系和区别。
首先,二次函数是指形如y=ax+bx+c的函数,其中a≠0,是一个二次项的函数。
与一元二次方程类似,二次函数也有顶点、轴对称性、开口方向等性质。
但与一元二次方程不同的是,二次函数可以是图像连续的曲线,而一元二次方程则只有两个解或无解。
其次,一元二次不等式是指形如ax+bx+c>0或ax+bx+c<0的不等式,其中a≠0。
一元二次不等式的解集是实数集中满足不等式条件的部分。
与一元二次方程和二次函数不同的是,一元二次不等式的解集不一定是连续的,可能是一段区间或分离的几个点。
最后,一元二次方程是指形如ax+bx+c=0的方程,其中a≠0。
一元二次方程的解可以通过求根公式或配方法等方式求得。
与二次函数和一元二次不等式不同的是,一元二次方程的解只有两个,或者没有实数解。
综上所述,二次函数、一元二次不等式和一元二次方程虽然有一些共同点,但它们之间的区别也十分明显。
深入理解这些概念之间的联系和区别,有助于我们更好地掌握二次函数、一元二次不等式和一元二次方程的基本知识和应用。
- 1 -。
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式最新课程标准:(1)从函数观点看一元二次方程.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解函数的零点与方程根的关系.(2)从函数观点看一元二次不等式.①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.②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.知识点二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系Δ>0Δ=0Δ<0y=ax2+bx+c(a>0)的图象ax2+bx+c=0(a>0)的根有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)有两个相等的实数根x1=x2=-b2a没有实数根ax2+bx+c>0(a>0)的解集{x|x<x1,或x>x2}{x|x≠-b2a}Rax2+bx+c<0(a>0)的解集{x|x1<x<x2}∅∅状元随笔一元二次不等式的解法:(1)图象法:一般地,当a>0时,解形如ax2+bx+c>0(≥0)或ax2+bx+c<0(≤0)的一元二次不等式,一般可分为三步:①确定对应方程ax2+bx+c=0的解;②画出对应函数y=ax2+bx+c的图象简图;③由图象得出不等式的解集.对于a<0的一元二次不等式,可以直接采取类似a>0时的解题步骤求解;也可以先把它化成二次项系数为正的一元二次不等式,再求解.(2)代数法:将所给不等式化为一般式后借助分解因式或配方求解,当p<q时,若(x-p)(x-q)>0,则x>q或x<p;若(x-p)(x-q)<0,则p<x<q.有口诀如下“大于取两边,小于取中间”.[教材解难]教材P50思考能.可以从2个角度来看①函数的角度:一元二次不等式ax2+bx+c>0表示二次函数y=ax2+bx+c的函数值大于0,图象在x轴的上方;一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集即二次函数图象在x轴上方部分的自变量的取值范围.②方程的角度:一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集的端点值是一元二次方程ax2+bx +c=0的根.[基础自测]1.下列不等式中是一元二次不等式的是( )A.a2x2+2≥0 B.1x2<3C.-x2+x-m≤0 D.x3-2x+1>0解析:选项A中,a2=0时不符合;选项B是分式不等式;选项D中,最高次数为三次;只有选项C符合.答案:C2.不等式x(x+1)≤0的解集为( )A.[-1,+∞) B.[-1,0)C.(-∞,-1] D.[-1,0]解析:解不等式得-1≤x≤0,故选D.答案:D3.函数y=17-6x-x2的定义域为( )A.[-7,1]B.(-7,1)C.(-∞,-7]∪[1,+∞) D.(-∞,-7)∪(1,+∞)解析:由7-6x -x 2>0,得x 2+6x -7<0,即(x +7)(x -1)<0,所以-7<x <1,故选B. 答案:B4.不等式1+2x +x 2≤0的解集为________.解析:不等式1+2x +x 2≤0化为(x +1)2≤0,解得x =-1. 答案:{-1}题型一 解不含参数的一元二次不等式[教材P 52例1、2、3] 例1 (1)求不等式x 2-5x +6>0的解集. (2)求不等式9x 2-6x +1>0的解集. (3)求不等式-x 2+2x -3>0的解集.【解析】 (1)对于方程x 2-5x +6=0,因为Δ>0,所以它有两个实数根.解得x 1=2,x 2=3.画出二次函数y =x 2-5x +6的图象(图1),结合图象得不等式x 2-5x +6>0的解集为{x |x <2,或x >3}.(2)对于方程9x 2-6x +1=0,因为Δ=0,所以它有两个相等的实数根,解得x 1=x 2=13.画出二次函数y =9x 2-6x +1的图象(图2),结合图象得不等式9x 2-6x +1>0的解集为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x ≠13(3)不等式可化为x2-2x+3<0.因为Δ=-8<0,所以方程x2-2x+3=0无实数根.画出二次函数y=x2-2x+3的图象(图3).结合图象得不等式x2-2x+3<0的解集为∅.因此,原不等式的解集为∅.因为方程x2-5x+6=0的根是函数y=x2-5x+6的零点,所以先求出x2-5x+6=0的根,再根据函数图象得到x2-5x+6>0的解集.教材反思我们以求解可化成ax2+bx+c>0(a>0)形式的不等式为例,用框图表示其求解过程.跟踪训练1 解下列不等式:(1)x2-7x+12>0;(2)-x 2-2x +3≥0; (3)x 2-2x +1<0; (4)-2x 2+3x -2<0.解析:(1)因为Δ=1>0,所以方程x 2-7x +12=0有两个不等实根x 1=3,x 2=4.再根据函数y =x 2-7x +12的图象开口向上,可得不等式x 2-7x +12>0的解集是{x |x <3或x >4}.(2)不等式两边同乘-1,原不等式可化为x 2+2x -3≤0.因为Δ=16>0,所以方程x2+2x -3=0有两个不等实根x 1=-3,x 2=1.再根据函数y =x 2+2x -3的图象开口向上,可得不等式-x 2-2x +3≥0的解集是{x |-3≤x ≤1}.(3)因为Δ=0,所以方程x 2-2x +1=0有两个相等的实根x 1=x 2=1.再根据函数y =x 2-2x +1的图象开口向上,可得不等式x 2-2x +1<0的解集为∅.(4)原不等式可化为2x 2-3x +2>0,因此Δ=9-4×2×2=-7<0,所以方程2x 2-3x +2=0无实根,又二次函数y =2x 2-3x +2的图象开口向上,所以原不等式的解集为R .状元随笔 化二次项系数为正―→计算相应方程的判别式Δ及两根x 1,x 2――→函数图象结果题型二 三个“二次”之间的关系[经典例题]例2 已知关于x 的不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |2<x <3},求关于x 的不等式cx 2+bx +a <0的解集.【解析】 方法一 由不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |2<x <3}可知,a <0,且2和3是方程ax 2+bx +c =0的两根,由根与系数的关系可知b a =-5,c a =6.由a <0知c <0,b c =-56,故不等式cx 2+bx +a <0,即x 2+b c x +a c >0,即x 2-56x +16>0,解得x <13或x >12,所以不等式cx2+bx +a <0的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,13∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞. 方法二 由不等式ax 2+bx +c >0的解集为{x |2<x <3}可知,a <0,且2和3是方程ax2+bx +c =0的两根,所以ax 2+bx +c =a (x -2)(x -3)=ax 2-5ax +6a ⇒b =-5a ,c =6a ,故不等式cx 2+bx +a <0,即6ax 2-5ax +a <0⇒6a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12<0,故原不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,13∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞. 状元随笔 由给定不等式的解集形式→确定a<0及关于a ,b ,c 的方程组→ 用a 表示b ,c →代入所求不等式→求解cx 2+bx +a<0的解集方法归纳一元二次不等式与其对应的函数与方程之间存在着密切的联系,在解决具体的数学问题时,要注意三者之间的相互联系,并在一定条件下相互转换.(1)若一元二次不等式的解集为区间的形式,则区间的端点值恰是对应一元二次方程的根,要注意解集的形式与二次项系数的联系.(2)若一元二次不等式的解集为R 或∅,则问题可转化为恒成立问题,此时可以根据二次函数图象与x 轴的交点情况确定判别式的符号,进而求出参数的范围.跟踪训练2 已知一元二次不等式x 2+px +q <0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <13,求不等式qx 2+px +1>0的解集.解析:因为x 2+px +q <0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <13,所以x 1=-12与x 2=13是方程x 2+px +q =0的两个实数根,由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧13-12=-p ,13×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=q ,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =16,q =-16.所以不等式qx 2+px +1>0即为-16x 2+16x +1>0,整理得x 2-x -6<0,解得-2<x <3.即不等式qx 2+px +1>0的解集为{x |-2<x <3}. 状元随笔观察给定不等式的解集形式→由根与系数的关系得p ,q 的方程组→确定p ,q 的值→求不等式qx 2+px +1>0的解集题型三 含参数的一元二次不等式的解法[经典例题] 例3 解关于x 的不等式2x 2+ax +2>0.【解析】 对于方程2x 2+ax +2=0,其判别式Δ=a 2-16=(a +4)(a -4). ①当a >4或a <-4时,Δ>0,方程2x 2+ax +2=0的两根为x 1=14(-a -a 2-16),x 2=14(-a +a 2-16). ∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <14(-a -a 2-16)或x >14(-a +a 2-16).②当a=4时,Δ=0,方程有两个相等实根,x1=x2=-1,∴原不等式的解集为{x|x≠-1}.③当a=-4时,Δ=0,方程有两个相等实根,x1=x2=1,∴原不等式的解集为{x|x≠1}.④当-4<a<4时,Δ<0,方程无实根,∴原不等式的解集为R.状元随笔二次项系数为2,Δ=a2-16不是一个完全平方式,故不能确定根的个数,因此需对判别式Δ的符号进行讨论,确定根的个数.方法归纳含参数一元二次不等式求解步骤(1)讨论二次项系数的符号,即相应二次函数图象的开口方向;(2)讨论判别式的符号,即相应二次函数图象与x轴交点的个数;(3)当Δ>0时,讨论相应一元二次方程两根的大小;(4)最后按照系数中的参数取值范围,写出一元二次不等式的解集.跟踪训练3 解关于x的不等式x2-(a+a2)x+a3>0.解析:原不等式可变形为(x-a)·(x-a2)>0,则方程(x-a)(x-a2)=0的两个根为x1=a,x2=a2,(1)当a<0时,有a<a2,∴x<a或x>a2,此时原不等式的解集为{x|x<a或x>a2};(2)当0<a<1时,有a>a2,即x<a2或x>a,此时原不等式的解集为{x|x<a2或x>a};(3)当a>1时,有a2>a,即x<a或x>a2,此时原不等式的解集为{x|x<a或x>a2};(4)当a=0时,有x≠0;∴原不等式的解集为{x|x∈R且x≠0};(5)当a=1时,有x≠1,此时原不等式的解集为{x|x∈R且x≠1};综上可知:当a<0或a>1时,原不等式的解集为{x|x<a或x>a2};当0<a<1时,原不等式的解集为{x|x<a2或x>a};当a=0时,原不等式的解集为{x|x∈R且x≠0};当a=1时,原不等式的解集为{x|x∈R且x≠1}.状元随笔不等式左边分解因式→讨论a的范围→比较a与a 2的大小→写出不等式的解集题型四一元二次不等式的实际应用[经典例题]例4 某工厂的固定成本为3万元,该工厂每生产100台某产品的生产成本为1万元,设生产该产品x(百台),其总成本为g(x)万元(总成本=固定成本+生产成本),并且销售收入r (x )满足r (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-0.5x 2+7x -10.5,0≤x ≤7,13.5,x >7.假定该产品产销平衡,根据上述统计规律求: (1)要使工厂有盈利,产品数量x 应控制在什么范围? (2)工厂生产多少台产品时盈利最大?【解析】 (1)依题意得g (x )=x +3,设利润函数为f (x ),则f (x )=r (x )-g (x ),所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-0.5x 2+6x -13.5,0≤x ≤7,10.5-x ,x >7,要使工厂有盈利,则有f (x )>0,因为f (x )>0⇒⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤7,-0.5x 2+6x -13.5>0或⎩⎪⎨⎪⎧x >7,10.5-x >0⇒⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤7,x 2-12x +27<0或⎩⎪⎨⎪⎧x >7,10.5-x >0⇒⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤7,3<x <9或⎩⎪⎨⎪⎧x >7,x <10.5.则3<x ≤7或7<x <10.5,即3<x <10.5,所以要使工厂盈利,产品数量应控制在大于300台小于1 050台的范围内.(2)当3<x ≤7时,f (x )=-0.5(x -6)2+4.5,故当x =6时,f (x )有最大值4.5,而当x >7时,f (x )<10.5-7=3.5,所以当工厂生产600台产品时盈利最大.(1)求利润函数f(x)⇒解不等式f(x)>0⇒回答实际问题. (2)根据第(1)题所求范围,分类讨论求函数最值⇒回答实际问题. 方法归纳解不等式应用题的四步骤(1)审:认真审题,把握问题中的关键量,找准不等关系. (2)设:引进数学符号,用不等式表示不等关系. (3)求:解不等式. (4)答:回答实际问题.特别提醒:确定答案时应注意变量具有的“实际含义”.跟踪训练4 某农贸公司按每担200元收购某农产品,并按每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a 万担,政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x (x ≠0)个百分点,预测收购量可增加2x 个百分点.(1)写出税收y (万元)与x 的函数关系式;(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x 的取值范围.解析:(1)降低税率后的税率为(10-x )%,农产品的收购量为a (1+2x %)万担,收购总金额为200a (1+2x %)依题意得,y =200a (1+2x %)(10-x )% =150a (100+2x )(10-x )(0<x <10). (2)原计划税收为200a ·10%=20a (万元). 依题意得,150a (100+2x )(10-x )≥20a ×83.2%,化简得x 2+40x -84≤0, ∴-42≤x ≤2.又∵0<x <10,∴0<x ≤2. ∴x 的取值范围是{x |0<x ≤2}.状元随笔 根据题意,列出各数量之间的关系表,如下:原计划 降税后 价格(元/担)200 200税率 10% (10-x)%(0<x<10)收购量(万担) a a(1+2x%) 收购总金额(万元) 200a 200·a(1+2x%) 税收y(万元)200a·10%200·a(1+2x%)(10-x)%一、选择题1.不等式3x 2-2x +1>0的解集为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-1<x <13 B.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪13<x <1 C .∅ D .R解析:因为Δ=(-2)2-4×3×1=-8<0,所以抛物线y =3x 2-2x +1开口向上,与x 轴无交点,故3x 2-2x +1>0恒成立,即不等式3x 2-2x +1>0的解集为R .答案:D2.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:不等式(m -x )(n +x )>0可化为(x -m )(x +n )<0,方程(x -m )(x +n )=0的两根为x 1=m ,x 2=-n .由m +n >0,得m >-n ,则不等式(x -m )(x +n )<0的解集是{x |-n <x <m },故选B.答案:B 3.不等式ax2+5x +c >0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪13<x <12,则a ,c 的值分别为( ) A .a =6,c =1 B .a =-6,c =-1 C .a =1,c =1 D .a =-1,c =-6解析:由题意知,方程ax 2+5x +c =0的两根为x 1=13,x 2=12,由根与系数的关系得x 1+x 2=13+12=-5a ,x 1·x 2=13×12=ca.解得a =-6,c =-1.答案:B4.若不等式x 2+mx +m2>0的解集为R ,则实数m 的取值范围是( )A .(2,+∞)B .(-∞,2)C .(-∞,0)∪(2,+∞) D.(0,2)解析:由题意知原不等式对应方程的Δ<0,即m 2-4×1×m2<0,即m 2-2m <0,解得0<m <2,故答案为D.答案:D 二、填空题5.不等式(2x -5)(x +3)<0的解集为________.解析:方程(2x -5)(x +3)=0的两根为x 1=52,x 2=-3,函数y =(2x -5)(x +3)的图象与x 轴的交点坐标为(-3,0)和⎝ ⎛⎭⎪⎫52,0,所以不等式(2x -5)(x +3)<0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-3<x <52. 答案:⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-3<x <52 6.不等式2x -12x +1<0的解集为________.解析:原不等式可以化为(2x -1)(2x +1)<0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12⎣⎢⎡⎦⎥⎤x -⎝ ⎛⎭⎪⎫-12<0, 故原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ -12<x <12. 答案:⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ -12<x <12 7.用一根长为100 m 的绳子能围成一个面积大于600 m 2的矩形吗?若“能”,当长=________ m ,宽=________ m 时,所围成的矩形的面积最大.解析:设矩形一边的长为x m ,则另一边的长为(50-x )m,0<x <50.由题意,得x (50-x )>600,即x 2-50x +600<0,解得20<x <30.所以,当矩形一边的长在(20,30)的范围内取值时,能围成一个面积大于600 m 2的矩形.用S 表示矩形的面积,则S =x (50-x )=-(x -25)2+625(0<x <50).当x =25时,S 取得最大值,此时50-x =25.即当矩形的长、宽都为25 m 时,所围成的矩形的面积最大.答案:25 25三、解答题8.解下列不等式:(1)x 2+2x -15>0;(2)x 2-3x +5>0;(3)4(2x 2-2x +1)>x (4-x ).解析:(1)x 2+2x -15>0⇔(x +5)(x -3)>0⇔x <-5或x >3,所以不等式的解集是{x |x <-5或x >3}.(2)因为Δ=(-3)2-4×1×5=-11<0,再根据函数y =x 2-3x +5图象的开口方向,所以原不等式的解集为R .(3)由原不等式得8x 2-8x +4>4x -x 2.∴原不等式等价于9x 2-12x +4>0.解方程9x 2-12x +4=0,得x 1=x 2=23. 结合二次函数y =9x 2-12x +4的图象知,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x ≠23. 9.若关于x 的一元二次不等式ax2+bx +c <0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <13或x >12,求关于x 的不等式cx 2-bx +a >0的解集.解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a <0,13+12=-b a ,13×12=c a ,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a <0,b =-56a >0,c =16a <0, 代入不等式cx 2-bx +a >0中得16ax 2+56ax +a >0(a <0). 即16x 2+56x +1<0,化简得x 2+5x +6<0, 所以所求不等式的解集为{x |-3<x <-2}. [尖子生题库] 10.解关于x 的不等式x 2-ax -2a 2<0.解析:方程x 2-ax -2a 2=0的判断式Δ=a 2+8a 2=9a 2≥0,得方程两根x 1=2a ,x 2=-a .(1)若a >0,则-a <x <2a ,此时不等式的解集为{x |-a <x <2a };(2)若a <0,则2a <x <-a ,此时不等式的解集为{x |2a <x <-a };(3)若a =0,则原不等式即为x 2<0,此时解集为∅. 综上所述,原不等式的解集为:当a >0时,{x |-a <x <2a };当a <0时,{x |2a <x <-a };当a =0时,∅.。
二次函数,一元二次不等式,一元二次方程的
联系和区别
二次函数、一元二次不等式、一元二次方程都是关于二次方的数
学概念。
它们在形式和性质上各有不同,但都具有密切联系。
二次函数是指形如y=ax^2+bx+c的函数,其中a、b、c为常数。
其图像为一个开口向上或向下的抛物线,与x轴交点为其根。
一元二次方程是指形如ax^2+bx+c=0的方程,其中a、b、c为常数,x为未知数。
其解为x=(-b±√(b^2-4ac))/(2a)。
这个方程的解
决了抛物线与x轴交点的问题。
一元二次不等式是指形如ax^2+bx+c>0或ax^2+bx+c<0的不等式,其中a、b、c为常数,x为未知数。
这个式子就是要解出抛物线的正负。
因此,从几何角度来看,二次函数和一元二次不等式都与抛物线
的开口方向和根相关。
一元二次方程和二次函数的解方程式中的x为
根有关。
而一元二次不等式则是解出某个范围内x的取值。
同时,这些概念还有着实际意义。
二次函数的图像在物理学中很
常见,比如抛物线运动。
而一元二次方程在物理学和工程学中也有广
泛的应用。
在学习过程中需要注意,这些概念虽然看似相似,但细节处的不同很重要。
需要分类讨论、注意符号、掌握解法等,才能真正理解这些概念并活用于实际问题中。
第九讲从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式【学习目标】1.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.2.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.4.能够从实际生活和生产中抽象出一元二次不等式的模型,并加以解决.【基础知识】1.a2b+2ab2+9>0(ab≠0)可看作一元二次不等式把b看作常数,则是关于a的一元二次不等式;把a看作常数,则是关于b的一元二次不等式.2.一元二次不等式的形式:任意一个一元二次不等式都可以利用不等式的性质变成二次项系数大于0的形式,并且可以化为下列形式中的一种:(1)ax2+bx+c>0(a>0);(2)ax2+bx+c<0(a>0);(3)ax2+bx+c≥0(a>0);(4)ax2+bx+c≤0(a>0).3.一元二次不等式与一元二次函数的关系:一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集就是一元二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象在x轴上方的点的横坐标x的集合;ax2+bx+c<0(a>0)的解集就是一元二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象在x轴下方的点的横坐标x的集合.4.简单的分式不等式的解法系数化为正,大于取“两端”,小于取“中间”5.一元二次不等式恒成立问题(1)转化为一元二次不等式解集为R 的情况,即ax 2+bx +c >0(a ≠0)恒成立⇔⎩⎨⎧a >0,Δ<0,ax 2+bx +c <0(a ≠0)恒成立⇔⎩⎨⎧a <0,Δ<0.(2)分离参数,将恒成立问题转化为求最值问题.6.利用不等式解决实际问题的一般步骤如下:(1)选取合适的字母表示题目中的未知数;(2)由题目中给出的不等关系,列出关于未知数的不等式(组);(3)求解所列出的不等式(组);(4)结合题目的实际意义确定答案.【考点剖析】考点一:解不含参数的一元二次不等式例1.不等式(1)(4)0x x +-的解集为( )A .{|14}x x -B .{|4x x 或1}x -C .{|14}x x -<<D .{|4x x >或1}x <- 【答案】B【解析】不等式(1)(4)0x x +-可化为(1)(4)0x x +-,解得1x -或4x ;所以该不等式的解集为{|1x x -或4}x .故选B .考点二:解含参数的一元二次不等式例2.已知不等式20x ax b -+<的解是23x <<,则a ,b 的值分别是( )A .5-,6B .6,5C .5,6D .6-,5【答案】C【解析】不等式20x ax b -+<的解是23x <<,所以2和3是方程20x ax b -+=的解,由根与系数的关系知,2323a b +=⎧⎨⨯=⎩, 解得5a =,6b =.故选C .考点三:一元二次不等式及其应用例3.当x R ∈时,不等式210kx kx -+>恒成立,则k 的取值范围是( )A .(0,)+∞B .[0,)+∞C .[0,4)D .(0,4)【答案】C【解析】当0k =时,不等式210kx kx -+>可化为10>,显然恒成立;当0k ≠时,若不等式210kx kx -+>恒成立,则对应函数的图象开口朝上且与x 轴无交点则2040k k k >⎧⎨=-<⎩解得:04k <<综上k 的取值范围是[0,4)故选C .考点四:一元二次方程的根的分布与系数的例4方程2210x ax -+=的两根分别在(0,1)与(1,3)内,则实数a 的取值范围为() A .513a << B .1a <或53a > C .513a -<< D .513a -<<-【答案】A【解析】令2()21f x x ax =-+,方程2210x ax -+=的两根分别在(0,1)与(1,3)内,∴(0)0(1)0(3)0f f f >⎧⎪<⎨⎪>⎩,∴102201060a a >⎧⎪-<⎨⎪->⎩,513a ∴<<,a ∴的取值范围为5(1,)3.故选A .【真题演练】1.不等式(1)(2)0x x +-<的解集为( )A .{|1x x <-或2}x >B .{|12}x x -<<C .{|2x x <-或1}x >D .{|21}x x -<< 【答案】B【解析】不等式(1)(2)0x x +-<对应方程的实数根是1-和2,所以该不等式的解集是{|12}x x -<<.故选B .2.关于x 的一元二次不等式2560x x --<的解集为( )A .{|1x x <-或6}x >B .{|16}x x -<<C .{|2x x <-或3}x >D .{|23}x x -<< 【答案】B【解析】不等式2560x x --<可化为(1)(6)0x x +-<,解得16x -<<,所以不等式的解集为{|16}x x -<<.故选B .3.关于x 的不等式210x mx -+>的解集为R ,则实数m 的取值范围是( )A .(0,4)B .(2,2)-C .[2-,2]D .(-∞,2)(2-⋃,)+∞ 【答案】B【解析】关于x 的不等式210x mx -+>的解集为R ,所以△22()41140m m =--⨯⨯=-<,解得22m -<<,所以实数m 的取值范围是(2,2)-.故选B .4.当x R ∈时,不等式210kx kx -+>恒成立,则k 的取值范围是( )A .(0,)+∞B .[0,)+∞C .[0,4)D .(0,4)【答案】C【解析】当0k =时,不等式210kx kx -+>可化为10>,显然恒成立;当0k ≠时,若不等式210kx kx -+>恒成立,则对应函数的图象开口朝上且与x 轴无交点则2040k k k >⎧⎨=-<⎩解得:04k <<综上k 的取值范围是[0,4)故选C .5.不等式220ax bx ++>的解集是1(2-,1)3,则a b -等于( )A .4-B .14C .10-D .10【答案】C 【解析】因为21120,23ax bx ⎛⎫++>- ⎪⎝⎭的解集是 所以11,23-是方程220ax bx ++=的根, 所以112042112093a b a b ⎧-+=⎪⎪⎨⎪++=⎪⎩12a =-,2b =- 所以10a b -=-故选C .6.一元二次不等式20ax bx c ++>的解集为{|12}x x -<<,则不等式20ax bx c ++的解集为()A .{|1x x <-或2}x >B .{|1x x <-或2}xC .{|12}x x -<<D .{|12x x -}【答案】D【解析】一元二次不等式20ax bx c ++>的解集为{|12}x x -<<,所以不等式对应方程20ax bx c ++=的两个实数根是1-和2,且0a <;所以不等式20ax bx c ++的解集为{|12}x x -.故选D .7.若关于x 的不等式230ax x b -+<的解集为{|12}x x <<,则实数a ,b 的值是( )A .1a =,2b =B .2a =,1b =C .1a =-,2b =D .2a =,1b =-【答案】A【解析】由题意可知,1和2是方程230ax x b -+=的两根,且0a >,312a ∴+=,12ba ⨯=,解得1a =,2b =.故选A .8.已知关于x 的方程230x ax -+=有一根大于1,另一根小于1,则实数a 的取值范围是( )A .(4,)+∞B .(,4)-∞C .(,2)-∞D .(2,)+∞【答案】A【解析】设2()3f x x ax =-+,若方程230x ax -+=有一根大于1,另一根小于1,则只需要f (1)0<,即f (1)130a =-+<,得4a >,即实数a 的取值范围是(4,)+∞,故选A .9.关于x 的不等式()(3)0ax b x -+<的解集为(-∞,3)(1-⋃,)+∞,则关于x 的不等式0ax b +>的解集为( ) A .(,1)-∞-B .(1,)-+∞C .(,1)-∞D .(1,)+∞【答案】A 【解析】由题意可得0a <,且1,3-是方程()(3)0ax b x -+=的两根,1x ∴=为方程0ax b -=的根,a b ∴=,则不等式0ax b +>可化为10x +<,即1x <-,∴不等式0ax b +>的解集为(,1)-∞-.故选A .【过关检测】1.不等式(1)0x x +的解集为( )A .(-∞,1](0,)-+∞B .(-∞,1][0-,)+∞C .[1-,0]D .[1-,0) 【答案】B【解析】(1)0x x +=的两根为1-、0,又函数(1)y x x =+的图象开口向上,(1)0x x ∴+的解集是{|1x x -或0}x ,故选B .2.不等式220x x +->的解集为( )A .{|21}x x -<<B .{|12}x x -<<C .{|2x x <-或1}x >D .{|1x x <-或2}x >【答案】C【解析】不等式220x x +->可化为(2)(1)0x x +->,解得2x <-或1x >,所以不等式的解集是{|2x x <-或1}x >.故选C .3.若关于x 的不等式242x x mx -+>的解集为{|02}x x <<,则实数m 的值为( )A .1-B .1C .2D .2-【答案】B【解析】根据题意得0x =和2x =是方程242x x mx -+=的实数根,所以484m -+=,解得1m =.故选B .4.一元二次不等式2230x x -+->的解集是( )A .∅B .(3,1)-C .(1,3)-D .(3,1)--【答案】A【解析】因为2223(1)220x x x -+-=----<恒成立,所以不等式的解集为∅.故选A .5.若不等式20ax bx c ++>的解集是{|41}x x -<<,则不等式2(1)(3)0b x a x c -+++>的解集为()A .4{|1}3x x -<<B .{|1x x <或4}3x > C .{|14}x x -<< D .{|2x x <-或1}x >【答案】A【解析】因为不等式20ax bx c ++>的解集为(4,1)-,则04141a b ac a⎧⎪<⎪⎪-=-+⎨⎪⎪=-⨯⎪⎩,解得4c a =-,3b a =,且0a <,所以不等式2(1)(3)0b x a x c -+++>可化为:2340x x +-<,解得413x -<<, 故选A .6.不等式(2)8x x -<的解集是( )A .{|42}x x -<<B .{|4x x <-或2}x >C .{|24}x x -<<D .{|2x x <-或4}x >【答案】C【解析】不等式(2)8x x -<可化为2280x x --<,即(4)(2)0x x -+<,解得24x -<<,所以不等式的解集是{|24}x x -<<.故选C .7.已知不等式220ax bx -+>的解集为{|12}x x -<<,则不等式220x bx a ++<的解集为( )A .1{|1}2x x -<<B .{1x <-或1}2x >C .1{|1}2x x -<<D .1{|2x x <-或1}x > 【答案】A【解析】不等式220ax bx -+>的解集为{|12}x x -<<,所以1-,2是方程220ax bx ++=的两个实数根,且0a <, 由根与系数的关系知12212b a a ⎧-+=⎪⎪⎨⎪-⨯=⎪⎩,解得1a =-,1b =-; 所以不等式220x bx a ++<化为2210x x --<, 解得112x -<<; 所以不等式220x bx a ++<的解集为1{|1}2x x -<<. 故选A .8.关于x 的不等式2(1)10(0)ax a x a -++><的解集为( )A .1{|1}x x a <<B .{|1x x <或1}x a >C .1{|x x a <或1}x >D .1{|1}x x a<< 【答案】A【解析】不等式可化为(1)(1)0ax x -->,0a <,∴原不等式等价于1()(1)0x x a--<, 且不等式对应的一元二次方程的根为1a 和1; 又11a<, 原不等式的解集为1{|1}x x a <<. 故选A .9.解下列不等式:(1)223x x -+<-;(2)2210x x -+.【解析】(1)2223230(1)(3)0x x x x x x -+<-⇒-->⇒+->,由“两实数相乘,同号得正,异号得负”可得1030x x +>⎧⎨->⎩①,或1030x x +<⎧⎨-<⎩②, 解①得3x >,解②得1x <-,故223x x -+<-的解集是(-∞,1)(3-⋃,)+∞;(2)22210(1)0x x x -+⇒-,解得1x =,故2210x x -+的解集是{1}.10.若不等式2460kx x -+>的解集是{|31}x x -<<.(1)求k 的值;(2)解不等式22(2)0x k x k +-->.【解析】(1)不等式2460kx x -+>的解集是{|31}x x -<<, 所以3-和1是方程2460kx x -+=的两实数根, 所以460k -+=,解得2k =-;(2)由(1)知,不等式22(2)0x k x k +-->可化为22420x x ++>, 即2210x x ++>,解得1x ≠-,所以该不等式的解集为{|1}x x ≠-.。
用函数观点看一元二次方程一元二次方程是数学中的重要内容,通过函数的观点来看待一元二次方程可以更加深入地理解其性质和解法。
在本文中,将从函数的角度出发,探讨一元二次方程的定义、特点以及解法,并结合具体例子进行说明。
我们来回顾一下函数的概念。
函数是数学中的基本概念,它描述了一个变量与另一个变量之间的关系。
在一元二次方程中,我们可以将自变量视为方程中的未知数,因变量视为方程的解。
通过这种角度,我们可以将一元二次方程看作是一个函数关系。
一元二次方程的一般形式为:ax² + bx + c = 0。
其中a、b、c为已知常数,x为未知数。
在函数的观点下,我们可以将一元二次方程看作是一个关于x的二次函数。
而二次函数的图象是一个抛物线,其开口的方向取决于a的正负性。
接下来,我们来讨论一元二次方程的特点。
首先,一元二次方程在解的个数上有一些特殊性。
根据韦达定理,一元二次方程的解的个数与方程的判别式有关。
当判别式大于0时,方程有两个不相等的实数解;当判别式等于0时,方程有两个相等的实数解;当判别式小于0时,方程没有实数解,但有两个共轭复数解。
一元二次方程在图象上也有一些特点。
根据二次函数的性质,当a 大于0时,抛物线开口向上;当a小于0时,抛物线开口向下。
同时,方程的解对应了抛物线与x轴的交点,这些交点被称为方程的根。
根的个数和位置与方程的系数有关,可以通过观察方程的图象来判断方程的解的情况。
我们来探讨一元二次方程的解法。
求解一元二次方程的一种常见方法是配方法。
通过变形、配方和化简,我们可以将一元二次方程转化为完全平方式,从而求得方程的解。
另一种常见的解法是使用求根公式,即利用判别式和一些公式来求解方程的根。
除了这些常见的解法,我们还可以利用图象的性质来求解一元二次方程。
通过观察抛物线与x轴的交点,我们可以直观地得到方程的解。
这种方法在一些特殊情况下尤为有效,例如当方程的系数为整数或有理数时。
通过函数的观点来看待一元二次方程,我们可以更加深入地理解其性质和解法。
从函数的观点看一元二次方程与一元二次不等式从函数的角度来看,一元二次方程和一元二次不等式都是关于一个未知数的二次函数。
一元二次不等式是只含有一个未知数,且未知数的最高次数为2的整式不等式。
而一元二次方程则是有两相异实根或有两相等实根的二次函数。
对于一元二次方程,判别式Δ=b²-4ac可以判断其有无实根以及实根的情况。
当Δ>0时,方程有两相异实根x1和x2;当Δ=0时,方程有两相等实根x1=x2;当Δ<0时,方程没有实数根。
而对于一元二次不等式,其解集可以通过判别式2Δ的符号来确定。
当2Δ>0时,解集为{x|x>x2或x<x1};当2Δ=0时,解集为{x|x=x1或x=x2};当2Δ<0时,解集为{x|x1<x<x2}。
此外,对于分式不等式和整式不等式,我们可以通过乘上一个不等式来确定其符号。
具体而言,对于f(x)/g(x)>0(0(<0);对于f(x)/g(x)≥0(≤0),我们则需要同时满足f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0.在解不等式时,我们需要注意绝对值不等式的解集,以及当a=0时的特殊情况。
同时,要结合函数图象来确定___成立的条件。
针对一些疑误辨析,我们可以判断:(1)错误,解集为(-∞,x1)∪(x2,+∞)时,并不能确定方程的两个根;(2)正确,解集为(x1,x2)时,a必须大于0;(3)错误,解集为x≤a时,其实为(-∞,a]。
4.已知函数$f(x)=-x+ax+b-b+1(a\in R,b\in R)$,对任意实数$x$都有$f(1-x)=f(1+x)$成立,当$x\in[-1,1]$时,$f(x)>0$恒成立,则$b$的取值范围是()解析:由$f(1-x)=f(1+x)$可得$-1+a+b-b+1=1+a-b-b+1$,即$a=0$,代入$f(x)>0$恒成立的条件,可得$b\in(-1,0)\cup(2,+\infty)$,故选项为$\textbf{(C)}$。
5.已知二次函数$f(x)=ax-(a+2)x+1(a\in\mathbb{Z})$,且函数$f(x)$在$(-2,-1)$上恰有一个零点,则不等式$f(x)>1$的解集是()解析:由$f(x)$在$(-2,-1)$上恰有一个零点可得$\Delta=(-a-2)^2-4a-1$且$a\neq 0$,又因为$f(x)$是开口向下的二次函数,故其顶点坐标为$\left(-\dfrac{a+2}{2a},\dfrac{(a+2)^2-1}{4a}\right)$,由$f(x)>1$可得$\dfrac{(a+2)^2-1}{4a}>1$,整理得$a\in\{-2,-1,1,2\}$,代入原式可得解集为$\textbf{(A)}$。
6.不等式$2x-x<4$的解集为$\textbf{(B)}$。
解析:移项得$x1$,故解集为$\textbf{(B)}$。
8.已知$f(x)$是定义在$\mathbb{R}$上的奇函数。
当$x>0$时,$f(x)=x-2x$,则不等式$f(x)>x$的解集用区间表示为$\textbf{(D)}$。
解析:由$f(x)$是奇函数可得$f(-x)=-f(x)$,又因为$x>0$时,$f(x)x$可化为$f(x)+x>0$,即$f(-x)-x0$的情况,即$x-2x>x$,解得$x<0$,故解集为$\textbf{(D)}$。
9.(1)设该商店一天的营业额为$y$,则$f(x)=(100-x)(100+0.1x)$,其中$x$表示售价降低的百分比,$f(x)$表示降价后的营业额。
因为售价不能低于成本价,故有$100(1-x/100)\geq 80$,即$x\geq 20$,所以$x\in[20,100]$。
因为售出商品数量增加的百分比为$x$,所以有$\dfrac{100+x}{100}=\dfrac{100}{100-x}$,解得$x=25$。
因此,$y=f(25)=8250$,定义域为$x\in[20,100]$。
2)由题意可得$f(x)=(100-x)(100+0.1x)\geq $,化简得$x^2-90x+1260\leq 0$,解得$x\in[6,84]$,又因为$x\in[20,100]$,故解集为$x\in[20,84]$。
10.1)移项得$0<x-x^2-2\leq 4$,解得$x\in(-2,-1]\cup[1,2)$。
2)移项得$12x>a(x-a)$,化简得$x^2-(a+12)x+a<0$,由不等式解得$\dfrac{a+12-\sqrt{a^2+24a}}{2}<x<\dfrac{a+12+\sqrt{a^2+24a}}{2}$,又因为$x\in\mathbb{R}$,故需满足$\Delta=(a+12)^2-4a<0$,解得$a\in(-\infty,-16)\cup(0,+\infty)$,故解集为$\dfrac{a+12-\sqrt{a^2+24a}}{2}<x<\dfrac{a+12+\sqrt{a^2+24a}}{2}$,其中$a\in(-\infty,-16)\cup(0,+\infty)$。
11.已知函数$f(x)=\begin{cases}x,&x\leq0\\\ln(x+1),&x>0\end{cases}$。
若$f(2-x)>f(x)$,则实数$x$的取值范围是$\textbf{(C)}$。
解析:当$x\leq 0$时,$f(2-x)>f(x)$化简得$xf(x)$化简得$x1$时,$f(2-x)>f(x)$化简得$x>1$。
综上可得$x\in(-\infty,-\dfrac{1}{2})\cup(1,+\infty)$,故选项为$\textbf{(C)}$。
12.已知定义在$\mathbb{R}$上的奇函数$f(x)$满足:当$x\geq 0$时,$f(x)=x$。
若不等式$f(-4t)>f(2m+mt)$对任意实数$t$恒成立,则实数$m$的取值范围是$\textbf{(C)}$。
解析:由$f(x)$是奇函数可得$f(-x)=-f(x)$,故$f(-4t)>f(2m+mt)$化简得$-4t>2m+mt$,即$t<-\dfrac{2m}{m+4}$,又因为对任意实数$t$恒成立,故需满足$-\dfrac{2m}{m+4}\leq0$,解得$m\in(-\infty,-4)\cup[0,+\infty)$,又因为$f(x)$是奇函数,故只需考虑$x\geq 0$的情况,即$f(x)=x$,故$m\in(-\infty,0)\cup[2,+\infty)$,故选项为$\textbf{(C)}$。
3x²-2x-2>0的解集为:1-7√(1+7))/3] ∪ [(1+7√(1+7))/3.+∞)解析:根据求根公式,得到x的解为:x = [2 ± √(4+24)]/6 = [1 ± √(1+7)]/3因此,不等式的解集为:1-7√(1+7))/3] ∪ [(1+7√(1+7))/3.+∞)2018·烟台月考)不等式1-x²+x≥0的解集为()A。
[-2.1]B。
(-2.1]C。
(-∞。
-2) ∪ (1.+∞)D。
(-∞。
-2] ∪ (1.+∞)解析:将不等式化简得到(x-1)(x+2)≤0,同时x+2≠0,解得-2<x≤1,因此选项B为正确答案。
2019·北京海淀区调研)设一元二次不等式ax²+bx+1>0的解集为{x|-1<x<2},则ab的值为()A。
1B。
-1/4C。
4D。
-2解析:由于ax²+bx+1>0的解集为{-1<x<2},因此方程ax²+bx+1=0的解为x=-1/2和x=2,代入得到a+b=-4/3和4a+b=-2/3,解得a=-1/3和b=1/3,因此ab=-1/9,选项B为正确答案。
2018·汉中调研)已知函数f(x)=ax+ax-1,若对任意实数x,恒有f(x)≤0,则实数a的取值范围是______.解析:对于任意实数x,恒有f(x)≤0,因此对于x=1,有a+a-1≤0,解得a≤0;对于x=0,有a≤0;对于x=-1,有-a+a-1≤0,解得a≥-4,综合得到a∈[-4,0]。
不等式1+1-k1-1-k的解为x,其中k为常数。
当Δ<0,即k<-1时,不等式的解集为实数集R;当Δ=0,即k=-1时,不等式的解为x≠-1;当k≥1时,不等式的解集为空集∅;当0<k<1时,不等式的解集为21-1-k21+1-kx;<x<kk当-1<k<0时,不等式的解集为21+1-k21-1-kx xkk当k=0时,不等式的解集为{x|x>0};当k=-1时,不等式的解集为{x|x≠-1};当k<-1时,不等式的解集为实数集R。
例1-3:解关于x的不等式ax-2≥2x-ax(a∈R)。
原不等式可化为ax+(a-2)x-2≥0.①当a=0时,原不等式化为x+1≤0,解得x≤-1.②当a>0时,原不等式化为(x-2/a)2≥1,解得x≥2/a或x≤-2/a。
③当a<0时,原不等式化为(x-2/a)2≤1,解得-2/a≤x≤2/a。
综上所述,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≥2/a或x≤-2/a};当a<0时,不等式的解集为{x|-2/a≤x≤2/a}。
其次,需要对不等式的根进行讨论,比较大小,以便得出解集。
训练1】求解不等式x-3|x|+2>0的解集。
答案】(-∞,-2)∪(-1,1)∪(2,+∞)解析】将不等式转化为|x|-3|x|+2>0,解得|x|2,因此x∈(-∞,-2)∪(-1,1)∪(2,+∞)。
考点二:一元二次方程与一元二次不等式例2】已知不等式ax-bx-1>0的解集为{x|-<x<-},则不等式x-bx-a≥0的解集为________。
答案】{x|x≥3或x≤2}解析】由题意,得知-,-是方程ax-bx-1=的两个根,且a<0,因此解得1/a-1/b=1/3,即a=-6,b=5.因此不等式x-bx-a≥0为x-5x+6≥0,解得x≥3或x≤2.规律方法】1.一元二次方程的根就是相应一元二次函数的零点,也是相应一元二次不等式解集的端点。
2.给出一元二次不等式的解集,相当于知道了相应二次函数的开口方向及与x轴的交点,可以利用代入根或根与系数的关系求待定系数。