不等式专题:一元二次不等式恒成立和有解问题-高一数学上学期同步讲与练(人教A版必修第一册)(含解析)

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不等式专题:一元二次不等式恒成立和有解问题-高一数学上学期同步讲与练(人教A版必修第一册)(含解析)

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一元二次不等式恒成立和有解问题
一、一元二次不等式在实数集上的恒成立
1、不等式对任意实数恒成立 或
2、不等式对任意实数恒成立 或
【注意】对于二次不等式恒成立问题,
恒大于0就是相应的二次函数的图像在给定的区间上全部在x轴上方;
恒小于0就是相应的二次函数的图像在给定的区间上全部在x轴下方.
二、一元二次不等式在给定区间上的恒成立问题求解方法
方法一:若在集合中恒成立,即集合是不等式的解集的子集,
可以先求解集,再由子集的含义求解参数的值(或范围);
方法二:转化为函数值域问题,即已知函数的值域为,
则恒成立 ,即;恒成立 ,即.
三、给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题
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。
四、常见不等式恒成立及有解问题的函数处理方法
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,恒成立 ;
若存在,有解 ;
若对任意,无解 .
2、对任意的,恒成立 ;
若存在,有解 ;
若对任意,无解 .
题型一 一元二次不等式在实数集上的恒成立问题
【例1】若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】“不等式在R上恒成立”的充要条件是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C.或 D.或
【变式1-3】已知关于的不等式的解集为R,则实数的取值范围( )
A. B. C. D.
【变式1-4】关于的不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型二 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【例2】若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【变式2-1】已知对恒成立,则实数的取值范围________.
【变式2-2】已知二次函数.若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【变式2-3】若不等式对一切都成立,则a的最小值为( )
A.0 B. C. D.
【变式2-4】不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型三 给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题
【例3】当时,不等式恒成立,求的取值范围.
【变式3-1】若命题“”为假命题,则实数x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】已知,不等式恒成立,则的取值范围为
A. B. C. D.
【变式3-3】已知当时,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型四 一元二次不等式在实数集上的有解问题
【例4】已知不等式有解,则实数的取值范围为__________.
【变式4-1】若关于的不等式有实数解,则的取值范围是_____.
【变式4-2】,使得不等式成立,则m的取值范围是___________.
【变式4-3】若关于的不等式有解,则实数a的取值范围是____________.
题型五 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【例5】已知关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】已知命题p:“,”为真命题,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】若关于的不等式在有解,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】已知当时,存在使不等式成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-4】关于的不等式在内有解,则的取值范围为________.一元二次不等式恒成立和有解问题
一、一元二次不等式在实数集上的恒成立
1、不等式对任意实数恒成立 或
2、不等式对任意实数恒成立 或
【注意】对于二次不等式恒成立问题,
恒大于0就是相应的二次函数的图像在给定的区间上全部在x轴上方;
恒小于0就是相应的二次函数的图像在给定的区间上全部在x轴下方.
二、一元二次不等式在给定区间上的恒成立问题求解方法
方法一:若在集合中恒成立,即集合是不等式的解集的子集,
可以先求解集,再由子集的含义求解参数的值(或范围);
方法二:转化为函数值域问题,即已知函数的值域为,
则恒成立 ,即;恒成立 ,即.
三、给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题
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。
四、常见不等式恒成立及有解问题的函数处理方法
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,恒成立 ;
若存在,有解 ;
若对任意,无解 .
2、对任意的,恒成立 ;
若存在,有解 ;
若对任意,无解 .
题型一 一元二次不等式在实数集上的恒成立问题
【例1】若关于的不等式恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,不等式成立;当时,不等式恒成立,
等价于.
综上,实数的取值范围为.故选:B.
【变式1-1】“不等式在R上恒成立”的充要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】∵不等式在R上恒成立,
∴ ,解得,
又∵,∴,则不等式在R上恒成立,
∴“”是“不等式在R上恒成立”的充要条件,故选:A.
【变式1-2】已知关于的不等式对任意恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C.或 D.或
【答案】B
【解析】当时,恒成立,符合题意;
当时,由题意有,解得,
综上,.故选:B.
【变式1-3】已知关于的不等式的解集为R,则实数的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,不等式为,对恒成立,所以满足条件
当时,不等式为,解集为,不满足题意
当时,对应的二次函数开口向上,
的解集一定不是R,不满足题意
当,时,若不等式的解集为R,
则,解得:,综上,故选:B
【变式1-4】关于的不等式对任意恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,不等式为恒成立,;
当时,不等式可化为:,
,(当且仅当,即时取等号),;
综上所述:实数的取值范围为.故选:B.
题型二 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【例2】若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】.
【解析】对于任意的,不等式,
即,
因此,对于任意的,恒成立,
当时,,,
当且仅当,即时取“=”,
即当时,取得最小值4,则,
所以实数的取值范围是.
【变式2-1】已知对恒成立,则实数的取值范围________.
【答案】
【解析】因为对恒成立,
即在时恒成立,令,
则代换为,令,
由对勾函数可知,在上单增,所以,
所以.故答案为:
【变式2-2】已知二次函数.若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】.
【解析】不等式即为:,
当时,可变形为:,即.
又,
当且仅当,即时,等号成立,
,即.
故实数的取值范围是:.
【变式2-3】若不等式对一切都成立,则a的最小值为( )
A.0 B. C. D.
【答案】D
【解析】记,
要使不等式对一切都成立,则:
或或
解得或或,即.故选:D
【变式2-4】不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令,对一切均大于0恒成立,
所以,或,或,
解得或,,或,
综上,实数的取值范围是,或,故选:A.
题型三 给定参数范围的一元二次不等式恒成立问题
【例3】当时,不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】
【解析】由题意不等式对恒成立,
可设,,
则是关于的一次函数,要使题意成立只需,
即,解,即得,
解,即得,
所以原不等式的解集为,所以的取值范围是.
【变式3-1】若命题“”为假命题,则实数x的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】命题“”为假命题,其否定为真命题,
即“”为真命题.
令,
则,即,
解得,所以实数x的取值范围为.故选:C
【变式3-2】已知,不等式恒成立,则的取值范围为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】令,
则不等式恒成立转化为在上恒成立.
有,即,
整理得:,解得:或.
∴的取值范围为.故选:C.
【变式3-3】已知当时,恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】恒成立,
即,对任意得恒成立,
令,,
当时,,不符题意,故,
当时,函数在上递增,
则,解得或(舍去),
当时,函数在上递减,
则,解得或(舍去),
综上所述,实数的取值范围是.故选:D.
【变式3-3】不等式对一切恒成立,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令,对一切均大于0恒成立,
所以 ,或,
或,解得或,,或,
综上,实数的取值范围是,或.故选:A.
题型四 一元二次不等式在实数集上的有解问题
【例4】已知不等式有解,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】当时,,符合题意
当时,令,
由不等式有解,即,得
当时, 开口向下,满足有解,符合题意
综上,实数的取值范围为
【变式4-1】若关于的不等式有实数解,则的取值范围是_____.
【答案】
【解析】当时,不等式为有实数解,所以符合题意;
当时,不等式对应的二次函数开口向下,
所以不等式有实数解,符合题意;
当时,要使不等式有实数解,
则需满足,可得,所以,
综上所述:的取值范围是.
【变式4-2】,使得不等式成立,则m的取值范围是___________.
【答案】
【解析】令,则,
因为,使得不等式成立,
所以,
则m的取值范围是,
【变式4-3】若关于的不等式有解,则实数a的取值范围是____________.
【答案】
【解析】当时,不等式为有解,故,满足题意;
当时,若不等式有解,
则满足,解得或;
当时,此时对应的函数的图象开口向下,
此时不等式总是有解,所以,
综上可得,实数a的取值范围是.
题型五 一元二次不等式在某区间上的恒成立问题
【例5】已知关于的不等式在上有解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意得,,,即 ,
故问题转化为在上有解,
设,则,,
对于 ,当且仅当时取等号,
则,故 ,故选:A
【变式5-1】已知命题p:“,”为真命题,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意,当时,不等式有解,
等价于“,恒成立”为真时对应a取值集合的补集
若,恒成立为真命题,
需满足且,解得.
因此p命题成立时a的范围时,故选:A.
【变式5-2】若关于的不等式在有解,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,其对称轴为,
关于的不等式在有解,
当时,有,
,即,可得或.故选:B.
【变式5-3】已知当时,存在使不等式成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由可得,
由题意可得,且,
令对称轴为,开口向上,
所以在上单调递增,
所以时,,
所以,解得:,
所以实数的取值范围为,故选:C.
【变式5-4】关于的不等式在内有解,则的取值范围为________.
【答案】
【解析】在内有解,
,其中;
设,
则当时,,
,解得:,的取值范围为.

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