2.3二次函数与一元二次方程、不等式 学案(含答案)

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2.3二次函数与一元二次方程、不等式 学案(含答案)

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二次函数与一元二次方程、不等式 学案
考情分析:
教学重点:1.理解一元二次方程、一元二次不等式与二次函数的关系;
2.掌握图象法解一元二次不等式。
教学难点:通过解不等式,体会数形结合、分类讨论的思想方法。
考试要求:考试题型:选择和填空题
难度:简单题
知识精讲:
核心知识点一:一元二次不等式
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.
核心知识点二:三个“二次”之间的关系
判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<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 有两相异实数根x1=,x2=(x1<x2) 有两相等实数根 x1=x2=- 没有实数根
ax2+bx+c>0 (a>0)的解集 (-∞,x1)∪(x2,+∞) R
ax2+bx+c<0 (a>0)的解集 (x1,x2)
特别的:
(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.
典例精析:
类型一: 一元二次不等式的解法
例题1.解不等式:
(1)2x2-3x-2>0;
(2)-3x2+6x-2>0;
(3)4x2-4x+1≤0;
(4)x2-2x+2>0.
【思路分析】先求出对应一元二次方程的解,再结合对应的二次函数的图象写出不等式的解集。
【解析】(1)方程2x2-3x-2=0的解是x1=-,x2=2.
因为函数是开口向上的抛物线,
所以不等式的解集是
.
(2)不等式可化为3x2-6x+2<0.
因为3x2-6x+2=0的判别式Δ=36-4×3×2=12>0,所以方程3x2-6x+2=0的解是x1=1-,x2=1+.
因为函数y=3x2-6x+2是开口向上的抛物线,所以不等式的解集是.
(3)方程4x2-4x+1=0的解是x1=x2=,函数y=4x2-4x+1是开口向上的抛物线,所以原不等式的解集是.
(4)因为x2-2x+2=0的判别式Δ<0,所以方程x2-2x+2=0无解.又因为函数y=x2-2x+2是开口向上的抛物线,所以原不等式的解集为R.
【总结提升】
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.
类型二:三个“二次”关系的应用
例题2 已知关于x的不等式x2+ax+b<0的解集为{x|10的解集.
【思路分析】 由x2+ax+b<0的解集为{x|1【准备知识】学生再初中已经学习了根与系数的关系即韦达定理:ax2+bx+c=0的两根为,则。
【解析】∵x2+ax+b<0的解集为{x|1∴1,2是x2+ax+b=0的两根.
由韦达定理有得
代入所求不等式bx2+ax+1>0,得2x2-3x+1>0.
由2x2-3x+1>0 (2x-1)(x-1)>0 x<或x>1.
∴bx2+ax+1>0的解集为.
【总结提升】
(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。
类型三:含参数的一元二次不等式的解法
例题3 解关于x的不等式x2-ax-2a2<0(a∈R).
【思路分析】先求出方程x2-ax-2a2=0的两根x1=2a,x2=-a,再通过比较2a与-a的大小写出不等式的解集。
【准备知识】当两根不知道大小关系时需要讨论,再得出结果。
【解析】
原不等式转化为(x-2a)(x+a)<0,对应的一元二次方程的根为x1=2a,x2=-a.
①当2a>-a,即a>0时,不等式的解集为{x|-a②当2a=-a,即a=0时,原不等式化为x2<0,无解;
③当2a<-a,即a<0时,不等式的解集为{x|2a综上所述,当a>0时,原不等式的解集为{x|-a【总结提升】
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.
归纳总结:
1.解一元二次不等式的一般步骤是:
(1)化为标准形式;
(2)确定判别式Δ=b2-4ac的符号;
(3)若Δ≥0,则求出该不等式对应的二次方程的根;若Δ<0,则对应的二次方程无根;
(4)联系二次函数的图象得出不等式的解集,特别地,若一元二次不等式的左边的二次三项式能分解因式,则可立即写出不等式的解集(在两根之内或两根之外).
2.解含字母参数的一元二次不等式,与解一般的一元二次不等式的基本思路是一致的,但要注意分类讨论思想的运用.
3.解一元二次不等式,应首先尝试因式分解法,若能够进行因式分解,那么在解含参数的不等式时,就可以避免对Δ≤0的讨论.
运用拓展:
(答题时间:40分钟)
一、选择题
1.不等式-x2-5x+6≤0的解集为(  )
A.{x|x≥6或x≤-1} B.{x|-1≤x≤6}
C.{x|-6≤x≤1} D.{x|x≤-6或x≥1}
2.若不等式的解集是{x|-7A.1 B.2
C.3 D.4
3.已知集合M={x|-4A.{x|-4C.{x|-2**4.不等式x2-px-q<0的解集是{x|20的解是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题
5.不等式x2-4x+5≥0的解集为________。
6.设集合A={x|(x-1)2<3x+7,x∈R},则集合A∩Z中有________个元素。
**7.当a>-1时,关于x的不等式x2+(a-1)x-a>0的解集是________。
三、解答题
**8.不等式(x-a)(x-2a)<0的解集是什么?
参考答案:
1.【答案】D
【解析】由-x2-5x+6≤0得x2+5x-6≥0,即(x+6)(x-1)≥0,∴x≥1或x≤-6.故选C。
2.【答案】C
【解析】由题可知-7和-1为ax2+8ax+21=0的两个根,∴-7×(-1)=,a=3,故选C。
3.【答案】C
【解析】由题意得N={x|x2-x-6<0}={x|-24.【答案】B
【解析】易知方程x2-px-q=0的两个根是2,3.由根与系数的关系得解得不等式qx2-px-1>0为-6x2-5x-1>0,解得-5.【答案】 R
【解析】∵Δ=(-4)2-4×5=-4<0,∴不等式x2-4x+5≥0的解集为R.故答案为R。
6.【答案】6
【解析】由(x-1)2<3x+7,解得-1故A∩Z共有6个元素,故答案为6。
7.【答案】{x|x<-a或x>1}
【解析】 原不等式可化为(x+a)(x-1)>0,方程(x+a)(x-1)=0的两根为-a,1,
∵a>-1,∴-a<1,故不等式的解集为{x|x<-a或x>1}。
8.【解析】(x-a)(x-2a)=0的两个根为a和2a。
当a>0时,解集是(a,2a);
当a=0时,解集是 ;
当a<0时,解集是(2a,a)

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