【文档说明】高中数学培优讲义练习(人教A版2019必修一)专题2.5 二次函数与一元二次方程、不等式-重难点题型精讲 Word版含解析.docx,共(15)页,289.787 KB,由小赞的店铺上传
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专题2.5二次函数与一元二次方程、不等式-重难点题型精讲1.一元二次不等式一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式.一元二次不等式的一般形式是ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.2.二次函数的零点一般地
,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.温馨提示:(1)二次函数的零点不是点,是二次函数与x轴交点的横坐标.(2)一元二次方程的根是相应一元二次函数的零点.3.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系温馨提
示:(1)对于一元二次不等式的二次项系数为正且存在两个根的情况下,其解集的常用口诀是:大于取两边,小于取中间.(2)对于二次项系数是负数(即a<0)的不等式,可以先把二次项系数化为正数,再对照上述情况求解.【题型1一元二次不等式的解法】【方法点拨】解一元二次不等式的一般步骤
(1)通过对不等式变形,使二次项系数大于零;(2)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没有实根;(4)根据函数图象与x轴的相关位置写出不等式的解集.【例1】(202
2春•阿拉善左旗校级期末)不等式(x+2)(2x﹣1)<0的解集为()A.(−12,2)B.(−2,12)C.(−∞,−2)∪(12,+∞)D.(−∞,−12)∪(2,+∞)【解题思路】根据不等式的解法直接求解.【解答过程】解:方程(x+2)(2x﹣1)=0的根,x=﹣2或
x=12,函数y=(x+2)(2x﹣1)的开口方向向上,∴不等式(x+2)(2x﹣1)<0的解集为(−2,12),故选:B.【变式1-1】(2022春•凉州区期末)不等式3x2﹣x﹣2≥0的解集是()A.{𝑥|−23≤𝑥≤1}B.{𝑥|−1≤𝑥≤23}C.{𝑥|
𝑥≤−23或𝑥≥1}D.{𝑥|𝑥≤−1或𝑥≥23}【解题思路】根据题意,由一元二次不等式的解法分析得答案.【解答过程】解:根据题意,3x2﹣x﹣2≥0即(3x+2)(x﹣1)≥0,解可得:x≥1或x≤−23,即不等式的解集为{x|x≤−23
或x≥1},故选:C.【变式1-2】(2022春•眉山期末)不等式x2﹣3x﹣4<0的解集为()A.(﹣∞,﹣1)∪(4,+∞)B.(﹣4,1)C.(﹣1,4)D.(﹣∞,﹣4)∪(1,+∞)【解题思路】解方程x2﹣3x﹣4=0得x1=﹣
1,x2=4,由此能求出不等式x2﹣3x﹣4<0的解集.【解答过程】解:不等式x2﹣3x﹣4<0,解方程x2﹣3x﹣4=0得x1=﹣1,x2=4,∴不等式x2﹣3x﹣4<0的解集为(﹣1,4).故选:C.【变式1-3】(202
2春•雨城区校级期中)不等式﹣2x2+x+15≤0的解集为()A.{𝑥|−52≤𝑥≤3}B.{x|x≤−52或x≥3}C.{𝑥|−3≤𝑥≤52}D.{x|x≤﹣3或x≥52}【解题思路】利用一元二次不等式的性质、解法直接求解.【解答过程】解:∵﹣2x2+x+15≤0,∴2x2
﹣x﹣15≥0,Δ=1+120=121,解方程2x2﹣x﹣15=0,得𝑥1=−52,x2=3,∴不等式﹣2x2+x+15≤0的解集为{x|x≤−52或x≥3}.故选:B.【题型2含参的一元二次不等式的解法】【方法点拨】解含参数的一元二次不
等式时:(1)若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;(2)若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;(3)若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.【例2】(2022
秋•兴平市校级月考)若0<a<1,解不等式(a﹣x)(x−1𝑎)>0.【解题思路】根据题意,a<1𝑎,转化不等式,求解即可.【解答过程】解:∵0<a<1,∴a<1𝑎,原不等式可化为(x﹣a)(x−1𝑎)<0,解得a<x<1𝑎.故不等式的解集为{x|a<x<1�
�}.【变式2-1】(2022春•南充期末)当a≤0时,解关于x的不等式ax2+(1﹣2a)x﹣2≥0.【解题思路】对于二次项含参的一元二次不等式,需要对二次项系数a是否为零进行讨论,进而求解即可.【解答过程】解:由不等式ax
2+(1﹣2a)x﹣2≥0化简可得(ax+1)(x﹣2)≥0.由于二次项系数含参,故进行如下讨论:①当a=0时,原不等式化简为:x﹣2≥0,解得x≥2.②当a<0时,不等式为:(ax+1)(x﹣2)≥0.解得方程(ax+1)(x﹣2)=0的两根分
别为为𝑥1=−1𝑎,x2=2.则:当𝑎=−12时,解为:x=2.当−12<𝑎<0时,−1𝑎>2,解为;2≤𝑥≤−1𝑎.当𝑎<−12时,−1𝑎<2,解为:−1𝑎≤𝑥≤2.综上所述,当a=0时,解集为{x|x≥2}.当𝑎
=−12时,解集为{x|x=2}.当−12<𝑎<0时,解集为:{𝑥|2≤𝑥≤−1𝑎}.当𝑎<−12时,解集为:{𝑥|−1𝑎≤𝑥≤2}.【变式2-2】(2021秋•和平区校级月考)解关于x的不等式x2﹣(a+1𝑎)x+1<0.【解题思路】先因式分解,
再分类讨论,即可得到不等式的解.【解答过程】解:∵x2﹣(a+1𝑎)x+1<0.∴(x﹣a)(x−1𝑎)<0,当a>1𝑎时,即a>1或﹣1<a<0时,解得1𝑎<x<a,当a<1𝑎时,即a<﹣1或0<a<1时,解得a
<x<1𝑎,当a=1𝑎时,即a=±1时,不等式的解集为空集.【变式2-3】(2021秋•高州市期末)解关于x的不等式:6x2+ax﹣a2<0.【解题思路】对于含参数的不等式,先不用考虑参数,看是什么不等式,按照解这类不等式的方法去解,不等式
6x2+ax﹣a2<0是一元二次不等式,先因式分解,在讨论两根的大小,因含参数,再按参数大小讨论,得出结果.【解答过程】解:原不等式化为;(2x+a)(3x﹣a)<0当a>0时,∵−𝑎2<𝑎3,∴−𝑎2<𝑥<𝑎3当a<0时,∵𝑎3<−𝑎2,
∴𝑎3<𝑥<−𝑎2当a=0时,无解.综上所述,当a>0时,原不等式的解集为{x|−𝑎2<𝑥<𝑎3}当a=0时,原不等式的解集为∅当a<0时,原不等式的解集为(x|𝑎3<𝑥<−𝑎2}.【题型3三个“二次”关系的应用】【方法点拨】(1)一元二次不等式ax2+bx+c>0(a
≠0)的解集的端点值是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,也是函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标.(2)二次函数y=ax2+bx+c的图象在x轴上方的部分,是由不等式ax2+bx+c>0的x的值构成的;图象在x轴下方的部分,是由不等式ax2+bx+c<0的x的值构成
的,三者之间相互依存、相互转化.【例3】(2022秋•哈尔滨月考)已知不等式ax2+bx﹣2<0的解集为{x|﹣1<x<2},则不等式ax2+(b﹣1)x﹣3>0的解集为()A.RB.∅C.{x|﹣1<x<3}D.{x|x<﹣1或x
>3}【解题思路】由题意得x=﹣1,x=2是方程ax2+bx﹣2=0的两根,结合方程根与系数关系可求a,b,进而可求不等式.【解答过程】解:因为不等式ax2+bx﹣2<0的解集为{x|﹣1<x<2},所以
x=﹣1,x=2是方程ax2+bx﹣2=0的两根,故{−1+2=−𝑏𝑎−1×2=−2𝑎,解得a=1,b=﹣1,则不等式ax2+(b﹣1)x﹣3=x2﹣2x﹣3>0的解集为{x|x>3或x<﹣1},故选:D.【变式3-1】(2022春•赤峰期末)二
次不等式ax2+bx+c<0的解集是(2,3),则𝑐𝑏的值为()A.65B.−65C.56D.−56【解题思路】由一元二次不等式的性质得2和3是一元二次方程ax2+bx+c=0的两个实数根,利用韦达定理求出b=﹣5a,c=6a,由此能求出𝑐𝑏的值
.【解答过程】解:∵不等式ax2+bx+c<0的解集是(2,3),∴2和3是一元二次方程ax2+bx+c=0的两个实数根,∴{2+3=−𝑏𝑎2×3=𝑐𝑎,解得b=﹣5a,c=6a,∴𝑐𝑏=6𝑎−5𝑎=−65.故选:B.【变式3-2】(20
22春•让胡路区校级期末)若不等式ax2+bx+2>0的解集是{𝑥|−12<𝑥<13},则ax+b>0的解集为()A.(−∞,−16)B.(−∞,16)C.(−16,+∞)D.(16,+∞)【解题思路】利用根于系数的关系先求出a,b,再解不等式即可.【解答过程】解:不等式ax2+
bx+2>0的解集是{𝑥|−12<𝑥<13}.则根据对应方程的韦达定理得到:{(−12)+13=−𝑏𝑎(−12)×13=2𝑎.解得{𝑎=−12𝑏=−2,则解集为(﹣∞,−16).故选:A.【
变式3-3】(2021秋•三门峡期末)二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的两根为2,﹣3,那么关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为()A.{x|x>3或x<﹣2}B.{x|x>2或x<﹣3}C.{x|﹣2<x<3}D.{x|
﹣3<x<2}【解题思路】设二次函数y=ax2+bx+c=0(a>0),根据二次函数与对应的方程和不等式的关系,即可求出不等式的解集.【解答过程】解:设二次函数y=ax2+bx+c=0(a>0),因为二次函数对应
的方程ax2+bx+c=0(a>0)的两根为2,﹣3,所以二次函数图象开口向上,且与x轴交点坐标为(﹣3,0)和(2,0),所以关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x<﹣3或x>2}.故选:B.【题型4解简单的分式不等式】【方法点拨】(1)
对于比较简单的分式不等式,可直接转化为一元二次不等式或一元一次不等式组求解,但要注意分母不为零.(2)对于不等号右边不为零的较复杂的分式不等式,先移项再通分(不要去分母),使之转化为不等号右边为零,然后再用上述方法求解.【例4】(202
2春•临夏县校级期中)求不等式的解集:(1)﹣x2+4x+5<0;(2)2x2﹣5x+2≤0;(3)𝑥+1𝑥−3≥0;(4)5𝑥+1𝑥+1<3.【解题思路】(1)不等式化为x2﹣4x﹣5>0,求出解集即可;(2)不等式化为(2x﹣1)(x﹣2)≤0,再求解集
;(3)不等式化为{(𝑥+1)(𝑥−3)≥0𝑥−3≠0,再求解集;(4)不等式化为(x﹣1)(x+1)<0,即可求出解集.【解答过程】解:(1)由﹣x2+4x+5<0,得x2﹣4x﹣5>0,解得x<﹣1或x>5,所以不等式的解集为{x|x<﹣1或x>5};(2)由2x2﹣5x+2≤0,得(2
x﹣1)(x﹣2)≤0,解得12≤𝑥≤2,所以不等式的解集为{𝑥|12≤𝑥≤2};(3)由𝑥+1𝑥−3≥0,可得{(𝑥+1)(𝑥−3)≥0𝑥−3≠0,解得x≤﹣1或x>3,所以不等式的解集为{x|x≤﹣1或
x>3};(4)由5𝑥+1𝑥+1<3,可得2𝑥−2𝑥+1<0,等价于(x﹣1)(x+1)<0,解得﹣1<x<1,所以不等式的解集为{x|﹣1<x<1}.【变式4-1】(2021秋•李沧区校级月考)解下列不等式并写出解集.(1
)﹣2x2+3x+9>0;(2)8−𝑥5+𝑥≥1.【解题思路】(1)利用一元二次不等式的解法即可求解;(2)利用一元二次不等式的解法即可求解.【解答过程】解:(1)因为﹣2x2+3x+9>0,所以2x2﹣3x﹣9<0,可得(2x+3)(x﹣3)<0,可得−32<
x<3,所以解集为{x|−32<x<3}.(2)因为8−𝑥5+𝑥≥1,可得8−𝑥5+𝑥−1≥0,可得3−2𝑥5+𝑥≥0,所以(3﹣2x)(5+x)≥0,且5+x≠0,解得﹣5<x≤32,所以解集为{x|﹣5<x≤32}.【变式4-2】(2021秋•海淀区校级期末)求下列关于
x的不等式的解集:(1)5𝑥−7≥−1;(2)2a2x2﹣3ax﹣2>0.【解题思路】(1)将其转化为一元二次不等式,解之即可.(2)分a=0,a>0和a<0三种情况,结合二次函数的图象与性质,解之即可.【解答过程】解:(1)5𝑥−7≥−1,∴𝑥−2𝑥−7
≥0,∴{(𝑥−2)(𝑥−7)≥0𝑥−7≠0,∴x>7或x≤2,∴不等式的解集(﹣∞,2]∪(7,+∞).(2)①当a=0时,则﹣2=0不成立,x∈∅,②当a≠0,即a2>0时,令2a2x2﹣3ax﹣2=0,则x=2𝑎或x=−12𝑎,若a>0时,2𝑎>−12𝑎,
∴x>2𝑎或x<−12𝑎,若a<0时,2𝑎<−12𝑎,∴x<2𝑎或x>−12𝑎,综上,当a=0时,不等式的解集为∅,若a>0时,不等式的解集为{x|x>2𝑎或x<−12𝑎},若a<0时,不等式的解集为{
x|x>−12𝑎或x<2𝑎}.【变式4-3】(2022春•广安区校级月考)解不等式:(1)4x2﹣15x+9>0;(2)2−𝑥𝑥+4>1.【解题思路】(1)解方程4x2﹣15x+9=0,得x1=34,x2=3,由此能求出4x2﹣15x+9>0的解集;(2)推导出2𝑥+2𝑥+
4<0,由此能求出2−𝑥𝑥+4>1的解集.【解答过程】解:(1)4x2﹣15x+9>0,Δ=(﹣15)2﹣4×4×9=81,解方程4x2﹣15x+9=0,得x1=34,x2=3,∴4x2﹣15x+9>0的解集为(−∞,34)∪(3
,+∞);(2)∵2−𝑥𝑥+4>1,∴2−𝑥𝑥+4−1=−2𝑥−2𝑥+4>0,∴2𝑥+2𝑥+4<0,解得﹣4<x<﹣1.∴2−𝑥𝑥+4>1的解集为(﹣4,﹣1).【题型5一元二次不等式恒成立、存在性问题】【方法点拨】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.【例5】
(2021•西青区模拟)已知关于x的不等式kx2﹣6kx+k+8≥0对任意x∈R恒成立,则k的取值范围是()A.0≤k≤1B.0<k≤1C.k<0或k>1D.k≤0或k≥1【解题思路】对k进行分类讨论,当k=0时恒成立,k<0时不等式不能恒成立,当k>0时,只需△≤0求
得k的范围,最后综合得到答案.【解答过程】解:当k=0时,不等式kx2﹣6kx+k+8≥0化为8≥0恒成立,当k<0时,不等式kx2﹣6kx+k+8≥0不能恒成立,当k>0时,要使不等式kx2﹣6kx+k+8≥
0恒成立,需Δ=36k2﹣4(k2+8k)≤0,解得0≤k≤1,故选:A.【变式5-1】(2021秋•南阳期末)不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4≥0的解集为∅,则实数a的取值范围是()A.(﹣∞,﹣2)∪[2,+∞)B.(﹣2,2)C.(﹣2,2]D.(﹣∞,2)【解题思路】由题意问
题等价于(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4<0恒成立,讨论a的取值,从而求得实数a的取值范围.【解答过程】解:关于x的不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4≥0的解集为∅,即(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣
4<0恒成立.当a﹣2=0时,即a=2时,不等式即﹣4<0,显然满足条件.当a﹣2≠0时,应满足{𝑎−2<0𝛥=4(𝑎−2)2+16(𝑎−2)<0,解得﹣2<a<2.综上知,实数a的取值范围是(﹣2,2]
.故选:C.【变式5-2】(2022春•双流区校级期末)关于x的不等式x2+ax﹣2<0在区间[1,4]上有解,则实数a的取值范围为()A.(﹣∞,1)B.(﹣∞,1]C.(1,+∞)D.[1,+∞)【解题思路】关于x的不等式x2+ax﹣2<0在区间
[1,4]上有解,等价于a<(2𝑥−𝑥)𝑚𝑎𝑥,x∈[1,4],求出f(x)=2𝑥−x在x∈[1,4]的最大值即可.【解答过程】解:关于x的不等式x2+ax﹣2<0在区间[1,4]上有解,等价于a<(2𝑥−𝑥)𝑚𝑎𝑥,x∈[1,4];设f(x)=2𝑥−x,x∈[1,
4],则函数f(x)在x∈[1,4]单调递减,且当x=1时,函数f(x)取得最大值f(1)=1;所以实数a的取值范围是(﹣∞,1).故选:A.【变式5-3】(2022春•石泉县校级期末)对任意实数x,不等式(a﹣2)x2+2(
a﹣2)x﹣4<0恒成立,则a的取值范围是()A.(﹣2,2]B.[﹣2,2]C.(﹣∞,﹣2)∪[2,+∞)D.(﹣∞,﹣2]∪(2,+∞)【解题思路】结合二次函数的图象与性质解决,注意对二次项系数分类讨论.【解答过程】解:不等式(a﹣2)x2+2(a﹣2)x﹣4<0当a﹣2=0
,即a=2时,﹣4<0恒成立,合题意.当a﹣2≠0时,要使不等式恒成立,需a﹣2<0,且Δ<0解得﹣2<a<2.所以a的取值范围为(﹣2,2].故选:A.【题型6一元二次不等式的实际应用】【方法点拨】一元二次不等式应用题常以二次函数
为模型,解题时要弄清题意,准确找出其中的不等关系,再利用一元二次不等式求解,确定答案时应注意变量具有的“实际含义”.【例6】(2021秋•丰台区期中)汽车在行驶过程中,由于惯性作用,刹车后还要继续滑行一段距离才能停住,我
们称这段距离为“刹车距离”.刹车距离是分析事故的一个主要因素.在一个限速为40km/h的弯道上,甲、乙两车相向而行,发现情况不对同时刹车,但还是相撞了.事后现场测得甲车的刹车距离略超过12m,乙车的刹车距离略超10m.已知甲、乙两种车型的刹车距离s(m)与
车速x(km/h)之间分别有如下关系:s甲=0.1x+0.01x2,s乙=0.05x+0.005x2.则交通事故的主要责任方是乙(填“甲”或“乙”).【解题思路】先由题意列出不等式组,分别求解甲、乙两种车型的事发前的车速,
看它们是不是超速行驶,谁超速谁应负主要责任.【解答过程】解:由题意,解0.1x+0.01x2>12得,x<﹣40或x>30,∵x>0,∴x甲>30km/h,解0.05x+0.005x2>10得,x<﹣50或x>40,∵x>0,∴x乙>40km/h,∴乙车超过限速,应负主要责任.故答案
为:乙.【变式6-1】(2021秋•峨山县校级期中)某产品的总成本y(万元)与产量x(台)之间的函数关系是y=3000+20x﹣0.1x2(0<x<240,x∈N+),若每台产品的售价为25万元,则生产者不亏本时(销售收入不小于总成本)的最低产量是150台.【解题思路】首先应该仔细审题分析成本
y与产量x的关系以及以及获利与产量的关系,再结合企业不亏本即收入要大于等于支出即可得到关于x的一元二次不等式解之.【解答过程】解:由题意可知:要使企业不亏本则有总收入要大于等于总支出,又因为总收入为:25x,总支出为:3000+20x
﹣0.1x2∴25x≥3000+20x﹣0.1•x2解得:x≥150或x≤﹣200又x∈(0,240)∴x≥150故答案为:150.【变式6-2】某辆汽车以xkm/h的速度在高速公路上匀速行驶(考虑到高速公路行车安全,要求60≤x≤120)时,每小时的油耗(所需要的汽油
量)为15(𝑥−𝑘+4500𝑥)𝐿,其中k为常数.若汽车以120km/h的速度行驶时,每小时的油耗为11.5L,则k=100,欲使每小时的油耗不超过9L,则速度x的取值范围为[60,100].【解题思路】(1)将x=120代入每小时的油耗,解方程可得k=100,(2
)由题意可得15(𝑥−100+4500𝑥)≤9,解不等式可得x的范围.【解答过程】解:记每小时的油耗为y,则根据题意:y=15(𝑥−𝑘+4500𝑥),则当x=120时,y=15(120−𝑘+4500120)=11.5,解得k
=100,所以y=15(𝑥−100+4500𝑥)当y≤9时,即15(𝑥−100+4500𝑥)≤9,解得45≤x≤100,又因为60≤x≤120,则x的取值范围为[60,100],故答案为100;[60,100].【变式6-3】某农贸公司按每担200元的价格收购某
农产品,并按每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点)进行纳税,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整后不少于原计划税收的83.2%,试确定x的取值范围.【解题思路】(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\%)万元,然后直接列出税收y(万元)与x的函数关系式;(2
)由题意可得原计划税收为200a×10%=20a万元,则125𝑎(50+x)•(10﹣x)≥20a×83.2%,求解不等式得答案.【解答过程】解:(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%)万元.依题意有y=200a(1+2x%)•(10﹣x)%=125𝑎(50+𝑥)⋅(10−𝑥)(0<x<10);(2)原计划税收为200a×10%=20a万元,依题意有125𝑎(50+x)•(10﹣x)≥20a×83
.2%,化简得x2+40x﹣84≤0,解得﹣42≤x≤2,又0<x<10,∴0<x≤2.∴x的取范围是{x|0<x≤2}.