第6节 从函数的观点看一元二次方程和一元二次不等式
考试要求 1.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.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;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.
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 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 ax2+bx+c>0 (a>0)的解集 ax2+bx+c<0 (a>0)的解集 有两相异实根x1,x2(x1<x2) {x|x>x2 或x<x1}{x|x1<x<x2} 有两相等实根 bx1=x2=-2a bx|x≠- 2aΔ>0 Δ=0 Δ<0 没有实数根 R ∅ ∅ 3.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解集 不等式 a0 (x-a)·(x-b)<0
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解集 a=b {x|x≠a} ∅ a>b {x|xa} {x|b f(x) >0(<0)⇔f(x)·g(x)>0(<0). g(x) f(x) ≥0(≤0)⇔f(x)·g(x)≥0(≤0)且g(x)≠0. g(x) [常用结论与微点提醒] 1.绝对值不等式|x|>a(a>0)的解集为(-∞,-a)∪(a,+∞);|x|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ax2+bx+c>0(<0)时不要忘记当a=0时的情形. 3.不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件要结合其对应的函数图象决定. a=b=0,a>0,(1)不等式ax+bx+c>0对任意实数x恒成立⇔或 c>0Δ<0. 2 a=b=0,a<0, (2)不等式ax2+bx+c<0对任意实数x恒成立⇔或 c<0Δ<0. 诊 断 自 测 1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( ) (2)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( ) (3)不等式x2≤a的解集为[-a,a].( ) (4)若方程ax2+bx+c=0(a<0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为R.( ) 解析 (3)错误.对于不等式x2≤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ax2+bx+c=0(a<0)没有实根,则不等式ax2+bx+c>0(a<0)的解集为∅. 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× 2.(新教材必修第一册P55T3改编)已知集合A={x|x2-5x+4<0},B={x|x2-x-6<0},则A∩B=( ) 2 A.(-2,3) C.(3,4) B.(1,3) D.(-2,4) 解析 由题意知A={x|1 1-71+7 令3x2-2x-2=0,得x1=3,x2=3, ∴3x2-2x-2>0的解集为 1-71+7-∞,∪. 33,+∞ 1-71+7 ∪ 答案 -∞,,+∞33 4.(2020·广州期中考试)若不等式ax+bx+2>0的值是( ) A.-10 B.-14 C.10 D.14 2 11 的解集为x|-2<x<3,则 a-b 解析 11b -+=-23a,11 由题意知,-2,3是方程ax2+bx+2=0的两根,所以解 112-2×3=a,a=-12, 得故a-b=-10. b=-2.答案 A 5.(2019·河北重点中学模拟)不等式2x2-x-3>0的解集为________. 解析 由2x2-x-3>0,得(x+1)(2x-3)>0, 3 解得x>2或x<-1. ∴不等式2x-x-3>0答案 2 3的解集为x|x>2,或x<-1. 3 x|x>,或x<-1 2 3 6.(2019·苏北调研)已知函数f(x)=ax2+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 若a=0,则f(x)=-1≤0恒成立, a<0,若a≠0,则由题意,得 2 Δ=a+4a≤0,解得-4≤a<0,综上,得a∈[-4,0]. 答案 [-4,0] 考点一 一元二次不等式的解法 【例1】 (1)不等式0 -2≤x≤3. 故原不等式的解集为{x|-2≤x<-1,或2 ①当a=0时,原不等式化为x+1≤0,解得x≤-1. 2 ②当a>0时,原不等式化为x-a(x+1)≥0, 2 解得x≥a或x≤-1. 2 ③当a<0时,原不等式化为x-a(x+1)≤0. 22 当a>-1,即a<-2时,解得-1≤x≤a; 2 当a=-1,即a=-2时,解得x=-1满足题意; 22 当a<-1,即-2综上所述,当a=0时,不等式的解集为{x|x≤-1}; 4 2时,不等式的解集为x|x≥a或x≤-1; 2 ; ≤x≤-1时,不等式的解集为xa 当a>0 当-2<a<0 当a=-2时,不等式的解集为{-1}; 当a<-2 2时,不等式的解集为x|-1≤x≤a. 规律方法 1.解一元二次不等式的一般步骤 (1)化为标准形式. (2)确定判别式Δ的符号,若Δ≥0,则求出该不等式对应的一元二次方程的根,若Δ<0,则对应的一元二次方程无根. (3)结合二次函数的图象得出不等式的解集,特别地,若一元二次不等式左边的二次三项式能分解因式,则可直接写出不等式的解集. 2.含有参数的不等式的求解,首先需要对二次项系数讨论,再比较(相应方程)根的大小,注意分类讨论思想的应用. 【训练1】 (1)(2020·武汉月考)不等式A.[-2,1] 1-x ≥0的解集为( ) 2+x B.(-2,1] D.(-∞,-2]∪(1,+∞) C.(-∞,-2)∪(1,+∞) (1-x)(2+x)≥0, 解析 原不等式化为 2+x≠0,(x-1)(x+2)≤0,即解得-2 解得x1=-4,x2=3. 当a>0 aa时,不等式的解集为x|x<-4,或x>3; 当a=0时,不等式的解集为{x|x≠0}; 5 aa时,不等式的解集为x|x<3,或x>-4. 当a<0 考点二 一元二次方程与一元二次不等式 11 【例2】 已知不等式ax2-bx-1>0的解集是{x|-2 解析 由题意,知-2,-3是方程ax2-bx-1=0的两个根,且a<0,所以11b-=,-2+3aa=-6, 11-1解得 b=5. -=-2×a,3故不等式x2-bx-a≥0为x2-5x+6≥0, 解得x≥3或x≤2. 答案 {x|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值. 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. 【训练2】 (2019·天津和平区一模)关于x的不等式ax-b<0的解集是(1,+∞),则关于x的不等式(ax+b)(x-3)>0的解集是( ) A.(-∞,-1)∪(3,+∞) C.(-1,3) B.(1,3) D.(-∞,1)∪(3,+∞) 解析 关于x的不等式ax-b<0即ax0可化为(x+1)(x-3)<0,解得-1 【例3-1】 (2020·大庆实验中学期中)对于任意实数x,不等式(a-2)x2-2(a-2)x-4<0恒成立,则实数a的取值范围是( ) A.(-∞,2) 多维探究 B.(-∞,2] 6 C.(-2,2) D.(-2,2] 解析 当a-2=0,即a=2时,-4<0恒成立; 当a-2≠0,即a≠2时, a-2<0,则有 2