高中数学一元二次不等式与二元一次不等式组的解法

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高中数学一元二次不等式与二元一次不等式组的解法
一、知识讲解
知识点1:一元二次不等式与分式不等式
1.一元二次不等式的解集端点→一元二次方程的解→二次函数的零点。
2.解一元二次不等式的步骤:二次项系数化为正→因式分解(求根)→判断符号(大于0,

两根之外,小于0,两根之外)12121212122100,00,axxxxaxxxxxxaxxxxaxxxxx或
3.分式不等式:转化成整式不等式求解
知识点2:二元一次不等式解法

1.可行域的判断依据:y的系数by与不等号,同号,直线上方;异号,直线下方
2.目标函数平移规律:y的系数b为正,往上平移变大;y的系数b为负,往上平移变小。
3.特殊目标函数的求解:
(1)22zxayb:点,xy与,ab间距离的平方;
(2)ybzxa:点,xy与,ab间斜率的大小;
(3)zxy:反比例函数zyx的比例系数。
二、典例分析
考点1:解含参一元二次不等式与分式不等式
例题1:已知00的解集为( )

A.x x1a B.{x|x>a}
C.x x<1a或x>a D.x x<1a
解析:根据不等式的性质可得10110aaa,故而可得解集为

1
,,aa




变式:解关于x的不等式x2-(2m+1)x+m2+m<0.
解析:将不等式因式分解可得10xmxm,解得解集为,1mm。
例题2:若a<0,则不等式x-4ax+5a>0的解集是________.
解析:将不等式化简可得450xaxa,解得解集为,45,aa。
考点2:不等式中的参数求解
例题3:函数268fxkxkxk的定义域为R,则实数k的取值范围为( )
A.(0,1) B.[1,+∞) C.[0,1] D.(-∞,0]
解析:函数的定义域为R,故而可得2680kxkxk恒成立,故而

22
0364320kkkk




或者0k,解得0,1k。

变式:若不等式x2-8x+20mx2-mx-1<0对一切x∈R恒成立,则实数m的取值范围为________.
解析:化简可得224410xmxmx恒成立,亦即210mxmx恒成立。
故而可得0m或者2040mmm,解得4,0k。
例题4:设不等式mx2-2x-m+1<0对于满足|m|≤2的一切m的值都成立,求x的取值范围
解析:将不等式化简可得21210xmx对22m恒成立,故而将m当作自变
量,这是一个一一次函数,故而可得


2
2

2
2

212102210317122223021210xxxxxxxxx














考点3:二元一次不等式组的基础解法
例题5:(2017年课标1卷13题)设x,y满足约束条件21210xyxyxy,则32zxy的最
小值为 。
解析:根据约束条件可画出可行域如右图所示,y的系数为负,故而可得当

初始函数平移经过点A时函数取最小值,联立211,121xyAxy,
故而可得32zxy的最小值为-5。
变式:(2017年课标3卷13题改)若x,y满足约束条件y0200xxyy,则
z34xy
的最大值为_____。
解析:根据约束条件可画出可行域如右图所示,y的系数为负,故而可
得当初始函数平移经过点D时函数取最小值,联立


02,020yDxy




,故而可得34zxy的最大值为8。

考点4:含参二元一次不等式组的解法
解题思路:此类问题包含两种形式,一种是约束条件中含有参数,一种是目标函数中含有参
数。两种问题都涉及到分类讨论和函数的旋转。
(1)约束条件含参:影响斜率,对直线进行旋转;影响截距,对直线进行平移。
(2)目标函数含参:对参数进行正负的讨论,注意与可行域中的约束条件进行对比讨论。

例题6:
已知,xy满足约束条件20{4230xyaxyxy,目标函数23zxy的最大值是2,
则实数a( )
A.12 B.1 C.32 D.
4
解析:根据约束条件可以发现,可行域必然在直线20xy的下方和直线
230xy
的上方,直线4yax是恒过点0,4的一条直线,故而要使得存在可
行域,直线4yax必须顺时针旋转,目标函数23zxy的系数为
负,故而向下平移的过程中不断变大,因此可得目标函数在点B处取到

最大值。联立方程2324202412xyxxyyaxya,问题得解。

例题7:设实数x,y满足约束条件0,{220,0,yxxyx若目标函数(0)zmxym的最大
值为6,则m的值为( )
A.2 B. 4 C.8 D.16
解析:根据约束条件可以画出可行域如图所示,目标函数zmxy的初始直线斜率为负,
系数为正,故而可得无论直线如何旋转,都将在点B处取最大值。联立方程
022202yxxxyy








,代入可得max2262zmm,问题得解。

考点5:二元一次不等式组的特殊求解
例题8:若变量,xy满足条件10{6010xyxyx,则xy的取值范围是( )

A.0,5 B.355,4 C.350,4 D.0,9
解析:根据约束条件可以画出可行域如图所示,目标函数zxy表示为反比例函数zyx的
比例系数,根据反比例函数的性质可得,当反比例函数越往上平移,比例系
数越大。故而可得当反比例函数与直线BC相切时,zxy取最大值,此时

联立26609xyxxzzxyz;当0y时,取最小值0。故
而选D。
例题9:已知点,Pxy的坐标满足条件1{2220.xyxy,,记2yx的最大值为a,

2

2
3xy

的最小值为b,则ab__________.

解析:根据约束条件可以画出可行域如图所示,目标函数2yzx表
示为点,xy和点2,0之间的斜率,根据图像可得

,0,12ADBDyzkkx


,故而可得1a;目标函数

2

2
3zxy
表示点,xy和点0,3之间的距离平方,根据图像可得


2

222
3,zxyAQCQ


,故而最小值为4,即4b,因此可得5ab。

例题10:过平面区域20{2020xyyxy内一点P作圆O: 221xy的
两条切线,切点分别为,AB,记APB,当最大时,点P坐
标为__________.
解析:根据约束条件可以画出可行域如图所示,根据图像可得
2APBAPO,故而要使得角最大,即满足APO
最大即可。

又1sinOAAPOOPOP,故而可得当OP取最小值时角最大。
此时OPDF,根据直线的性质可得点1,1P。
例题11:某工厂有,AB两种配件生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用4个A配件,
耗时1h,每生产一件乙产品使用4个B配件,耗时2h,该厂每天最
多可从配件厂获得24个A配件和16个B配件,每天生产总耗时不超过
8h,若生产一件甲产品获利3万元,生产一件乙产品获利4万元,则通
过恰当的生产安排,该工厂每天可获得的最大利润为__________万元。
解析:由题意假设工厂每天生产甲产品x件,乙产品y件,故而可得约

束条件42441628xyxy,目标函数为34zxy,根据约束条件作出可行
域如图所示,故而可得在点4,2B处取最大值20.