资源简介 2.3 二次函数与一元二次方程、不等式2.3.1 二次函数与一元二次方程、不等式(1)1. 经历从实际情景中抽象出一元二次不等式的过程,了解一元二次不等式的实际意义.2. 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.活动一 一元二次不等式在初中,我们从一次函数的角度看一元一次方程、一元一次不等式,发现了三者之间的内在联系,利用这种联系可以更好地解决相关问题.对于二次函数、一元二次方程和一元二次不等式,是否也有这样的联系呢?先来看一个问题.问题 园艺师打算在绿地上用栅栏围成一个矩形区域种植花卉.若栅栏的长度是24 m,围成的矩形区域的面积要大于20 m2,则这个矩形的边长为多少米?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为ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0.思考1 在初中,我们学习了从一次函数的观点看一元一次方程、一元一次不等式的思想方法.类似地,能否从二次函数的观点看一元二次不等式,进而得到一元二次不等式的求解方法呢?活动二 探究二次函数的零点 思考2 怎样从函数观点进一步解决一元二次方程 x2-12x+20=0根的问题?思考3 你能归纳二次函数零点的概念吗?思考4 二次函数y=ax2+bx+c (a≠0)的零点是点吗?为什么?活动三 掌握二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系探究 二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系:当a>0时,我们有:判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0y=ax2+bx+c(a>0)的图象ax2+bx+c=0(a>0)的根ax2+bx+c>0(a>0)的解集ax2+bx+c<0(a>0)的解集思考5 对于活动一中不等式的解集是什么呢?思考6 若a<0,则对应不等式的解集是什么呢?如何求解?活动四 掌握解一元二次不等式的方法 例1 解下列不等式.(1) x2-7x+12>0;(2) -x2-2x+3≥0;(3) x2-2x+1<0;(4) x2-2x+2>0.解下列不等式.(1) 2x2-3x-2>0;(2) x2-3x+5>0;(3) -6x2-x+2≥0;(4) -4x2≥1-4x;(5) 2x2-4x+7<0;(6) x2-6x+9>0.用图象法解一元二次不等式的步骤:求根,画图,找解.一元二次不等式的解集一定要写成集合的形式,尤其要注意“>”与“≥”,“<”与“≤”符号的区分.例2 解下列不等式.(1) (x+1)2+3(x+1)-4>0;(2) x(x-2)>8;(3) 1-3x<x2.活动五 掌握解分式不等式的方法例3 解下列不等式.(1) >0;(2) ≤1.解下列不等式.(1) <0;(2) ≤2.分式不等式转化为整式不等式时,要注意等价转化,必要时要对分母进行限制,转化为不等式组.简单的分式不等式的解法1. (2024桂林期末)不等式x2-2x-3<0的解集为( )A. {x|2C. {x|-13}2. (2025重庆九龙坡期末)“x>1”是“x2+x-2>0”的( )A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件3. (多选)(2024温州月考)下列不等式是一元二次不等式的是( )A. x2>0 B. -x2-x≤5C. mx2-5y<0 D. ax2+bx+c>04. (2024普陀期中)已知关于x的不等式ax2+bx+2>0的解集为{x|-25. 求下列不等式的解集:(1) -2x2+5x-3≤0;(2) ≥2.2.3.2 二次函数与一元二次方程、不等式(2)1. 复习巩固一元二次不等式的解法.2. 能建立适当的数学模型,解决实际应用问题.活动一 利用三个“二次”的关系解题例1 (1) 已知不等式ax2+bx-1>0的解集是{x|3(2) 函数y=ax3+bx2+cx+d的图象如图所示.①方程y=0的根为____________________________;②不等式y<0的解集为_________________________;③不等式y>0的解集为_________________________.若不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|-3<x<4},求不等式bx2+2ax-c-3b<0的解集.1. 一元二次不等式的解集的端点,是一元二次不等式对应的二次函数的零点,是一元二次方程的根.借助三个“二次”的关系可实现问题的相互转化.2. 这种题型是已知一元二次不等式的解集,根据三个“二次”之间的关系,由解集得到方程的根,巧妙运用根与系数的关系,将所解不等式的“多个参数”化为“一个参数”,从而求解.活动二 了解不等式模型建立的方法 例2 一家车辆制造厂引进了一条摩托车整车装配流水线,这条流水线生产的摩托车数量x(单位:辆)与创造的价值y(单位:元)之间有如下的关系: y=-20x2+2 200x.若这家工厂希望在一个星期内利用这条流水线创收60 000 元以上,则在一个星期内大约生产多少辆摩托车?例3 某小型服装厂生产一种风衣,日销货量x件(单位:件)(x∈N*)与货价p(单位:元/件)之间的关系为p=160-2x,生产x件所需成本C=500+30x(单位:元),问:该厂日产量多大时,日获利不少于1 300元?活动三 掌握不等式模型的简单应用 例4 用一根长为100 m的绳子能围成一个面积大于600 m2的矩形吗?当长、宽分别为多少米时,能围成的矩形的面积最大?思考 你能用基本不等式求x(50-x),0利用不等式解应用题的四个步骤:(1) 阅读理解、认真审题、把握问题中的关键量、找准不等关系.(2) 引进数学符号,用不等式表示不等关系(或表示成函数关系).(3) 解不等式(或求函数的最值).(4) 回归实际问题.活动四 掌握不等式模型的综合应用例5 汽车在行驶中,由于惯性的作用,刹车后还要继续向前滑行一段距离才能停住,我们称这段距离为“刹车距离”.某种汽车在水泥路面上的刹车距离s(单位:m)和汽车刹车前的车速v (单位:km/h)之间有如下关系:s=v+v2.在一次交通事故中,测得这种车的刹车距离大于39.5 m,那么这辆汽车刹车前的车速至少为多少?(精确到1 km/h,≈168.88)刹车距离是分析事故的一个重要因素.在一个限速40 km/h的弯道上,甲、乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相撞了.事后现场勘查测得甲车的刹车距离小于12 m,乙车的刹车距离略超过10 m,又知甲、乙两种车的刹车距离s(单位:m)与车速x(单位:km/h)之间分别有如下关系:s甲=0.1x+0.01x2,s乙=0.05x+0.005x2.问:甲、乙两车有无超速现象?某地区上年度电价为0.8元/kW·h,年用电量为a kW·h.本年度计划将电价降低到0.55元/kW·h 至0.75元/kW·h之间,而用户期望电价为0.4元/kW·h,经测算,下调电价后新增加的用电量与实际电价和用户期望电价的差成反比(比例系数为0.2a).该地区电力的成本价为0.3元/kW·h. 当电价最低定为多少元时,仍可保证电力部门的收益比上年至少增加20% 注:收益=实际用电量×(实际电价-成本价)1. (2025武威六中月考)某小型服装厂生产一种风衣,日销售量x(单位:件)与单价P(单位:元)之间的关系为P=160-2x,生产x件所需成本为C(单位:元),其中C=500+30x元,若要求每天获利不少于1 300元,则日销量x的取值范围是( )A. {x|20≤x≤30} B. {x|20≤x≤45}C. {x|15≤x≤30} D. {x|15≤x≤45}2. 第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在中国杭州举行,参赛的各国运动员在比赛、训练之余,都爱逛逛杭州亚运会特许商品零售店,开启“买买买”模式.某商店售卖的一种亚运会纪念章,每枚的最低售价为15元,若每枚按最低售价销售,每天能卖出45枚,每枚售价每提高1元,日销售量将减少3枚,为了使这批纪念章每天获得600元以上的销售收入,则这批纪念章的销售单价x(单位:元)的取值范围是( )A. {x|103. (多选)(2024南昌二中月考)有纯农药液一桶,倒出8 L后用水加满,然后又倒出4 L后再用水加满,此时桶中所含的纯农药药液不超过桶的容积的20%,则桶的容积可能为( )A. 7 L B. 9 L C. 11 L D. 13 L4. 某地每年销售木材约20万立方米,每立方米的价格为2 400元.为了减少木材消耗,决定按销售收入的t%征收木材税,这样每年的木材销售量减少 万立方米,为了既减少木材消耗又保证税金收入每年不少于900万元,则实数t的取值范围是________.5. (2024广州期末)如图,为处理含有某种杂质的污水,要制造一个宽为2 m的无盖长方体沉淀箱.设箱体的长为a m,高为b m.现有60 m2的制箱材料,问当a,b分别为多少时,该沉淀箱的体积最大?并求体积的最大值.2.3.3 二次函数与一元二次方程、不等式(3)1. 复习巩固一元二次不等式的解法.2. 掌握利用一元二次不等式解决含参数、恒成立问题的方法.活动一 掌握含参不等式的解法例1 解关于x的不等式(x-a)(x-a2)<0(a∈R).解关于x的不等式<0(a∈R).解关于x的不等式≤0(a∈R).例2 解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a<1).思考1 对于含参问题,如何确定分类标准?含参数的一元二次不等式的解题步骤:(1) 将二次项系数转化为正数.(2) 判断相应方程是否有根.(3) 根据根的情况写出相应的解集,若方程有两个相异根,为了正确写出解集还要确定两根的大小.活动二 掌握不等式恒成立问题 例3 已知关于x的不等式x2-2x+k2-1>0对一切实数x恒成立,求实数k的取值范围.思考2 若增加条件-1≤x≤1,则结果如何?例4 若关于x的不等式kx2-6kx+k+8≥0的解集是R,求实数k的取值范围.若对于一切实数x,mx2-mx-1<0恒成立,求实数m的取值范围.思考3 一元二次不等式ax2+bx+c>0(ax2+bx+c<0)(a≠0)恒成立问题的一般处理方法是怎样的?1. 若y是关于x的函数,x∈D,则y≥a恒成立 ymin≥a成立;y≤a恒成立 ymax≤a成立.2. ax2+bx+c>0恒成立 或ax2+bx+c<0恒成立 或1. (2024恩施州期末)已知关于x的不等式x2-(a+1)x+a<0恰有三个整数解,则实数a的取值范围是( )A. {a|-3≤a<-2或4≤a<5} B. {a|-3C. {a|-32. (2025大兴期末)关于x的不等式ax2+bx+c≥0(a≠0)的解集不可能是( )A. R B. [-1,1]C. D. [-1,+∞)3. (多选)(2024信阳月考)已知关于x的一元二次不等式ax2+bx+c≤0的解集为{x|x≤-1或x≥2},则下列结论中正确的是( )A. a<0 B. c>0C. a+b+c<0 D. 3a+b+c=04. 已知命题p:x2-2x-8≤0,q:[x-(1-m)][x-(1+m)]≤0(m<0).若p是q的充分条件,则实数m的取值范围为________.5. 已知关于x的不等式ax2-(a+2)x+2<0.(1) 当a=1时,解不等式;(2) 当a∈R时,解不等式.2.3 二次函数与一元二次方程、不等式2.3.1 二次函数与一元二次方程、不等式(1)【活动方案】问题:设这个矩形的一条边长为x m,则另一条边长为(12-x)m.根据题意,得(12-x)x>20,其中x∈{x|0<x<12}.整理,得x2-12x+20<0,x∈{x|0<x<12}.求解不等式的解集,就得到该问题的答案.思考1:能.可以从2个角度来看.①函数的角度:一元二次不等式ax2+bx+c>0表示二次函数y=ax2+bx+c的函数值大于0,图象在x轴的上方;一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集即二次函数图象在x轴上方部分的自变量的取值范围.②方程的角度:一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集的端点值是一元二次方程ax2+bx+c=0的根.思考2:从函数观点看,方程x2-12x+20=0的两个根x1=2,x2=10就是二次函数y=x2-12x+20中,当函数值取零时自变量x的值,即二次函数y=x2-12x+20的图象与x轴交点的横坐标.这时,我们称二次函数y=x2-12x+20的两个零点是x1=2,x2=10.思考3:一般地,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.思考4:不是.函数的零点的本质是对应方程y=0的实数根,因此,函数的零点不是点,而是一个实数,当函数的自变量取这个实数时,函数值为零.探究 判别式Δ=b2-4ac Δ>0 Δ=0 Δ<0y=ax2+bx+c(a>0)的图象ax2+bx+c=0(a>0)的根 有两个不相等的实数根 x1,x2(x1ax2+bx+c>0(a>0)的解集 {x|x<x1或x>x2} Rax2+bx+c<0(a>0)的解集 {x|x1<x<x2} 思考5:方程x2-12x+20=0的解为x1=2,x2=10.根据函数y=x2-12x+20的图象,可得原不等式的解集为{x|2<x<10}.思考6:当a<0时,可以通过不等式两边同乘以-1,将问题转化为二次项系数为正的情形,利用上表解决.例1 (1) {x|x<3或x>4} (2) {x|-3≤x≤1}(3) (4) R跟踪训练 (1) 因为方程2x2-3x-2=0的两根是-,2,所以原不等式的解集为.(2) 因为Δ=(-3)2-4×5=9-20<0,所以不等式x2-3x+5>0的解集为R.(3) 原不等式可化为6x2+x-2≤0,因为方程6x2+x-2=0的两根是-,,所以原不等式的解集为.(4) 原不等式可化为4x2-4x+1≤0,即(2x-1)2≤0,所以原不等式的解集是.(5) 因为Δ=(-4)2-4×2×7<0,所以不等式2x2-4x+7<0的解集为 .(6) 因为原不等式可化为(x-3)2>0,所以原不等式的解集是{x|x∈R,且x≠3}.例2 (1) {x|x<-5或x>0}(2) {x|x<-2或x>4}(3)例3 (1) {x|x<-4或x>1} (2) {x|x>-7}跟踪训练 (1) 原不等式可化为>0,所以(x+2)(x-1)>0,且x-1≠0,解得x<-2或x>1,所以原不等式的解集为{x|x<-2或x>1}.(2) 移项,得-2≤0,左边通分并化简,得≤0,即≥0,所以(x-2)(x-5)≥0,且x-2≠0,解得x<2或x≥5,所以原不等式的解集为{x|x<2或x≥5}.【检测反馈】1. C x2-2x-3<0,即(x+1)(x-3)<0,解得-12. A 由x2+x-2>0,解得x<-2或x>1.因为{x|x>1}是{x|x<-2或x>1}的真子集,所以“x>1”是“x2+x-2>0”的充分不必要条件.3. AB 对于A,x2>0,符合一元二次不等式的定义,是一元二次不等式,故A正确;对于B,-x2-x≤5,符合一元二次不等式的定义,是一元二次不等式,故B正确;对于C,mx2-5y<0,含有两个未知数,所以不是一元二次不等式,故C错误;对于D,当a=0时,ax2+bx+c>0不是一元二次不等式,故D错误. 故选AB.4. 0 由题意,得解得a=-,b=,所以a+b=0.5. (1) 将原不等式变形为2x2-5x+3≥0,即(2x-3)(x-1)≥0,解得x≤1或x≥,故原不等式的解集为.(2) 由≥2,移项,得-2≥0,即≥0,等价于(-x+2)(x+1)≥0且x+1≠0,解得-1故原不等式的解集为{x|-12.3.2 二次函数与一元二次方程、不等式(2)【活动方案】例1 (1) 由题意,得a<0,且x1=3,x2=4是方程ax2+bx-1=0的两个根,所以解得(2) ①-1,1,2②{x|x<-1或1<x<2}③{x|-1<x<1或x>2}跟踪训练 因为ax2+bx+c>0的解集为{x|-3<x<4},所以a<0,且-3和4是方程ax2+bx+c=0的两个根,所以即因为不等式bx2+2ax-c-3b<0,所以-ax2+2ax+15a<0,即x2-2x-15<0,解得-3故所求不等式的解集为{x|-3<x<5}.例2 设这家工厂在一个星期内大约应该利用这条流水线生产x辆摩托车.根据题意,得-20x2+2 200x>60 000.移项整理,得x2-110x+3 000<0,解得 50<x<60.因为x∈N,所以当这条流水线在一个星期内生产的摩托车数量在51~59辆时,这家工厂能够获得60 000元以上的收益.例3 由题意,得(160-2x)x-(500+30x)≥1 300,即x2-65x+900≤0,解得20≤x≤45,故该厂日产量在20~45件时,日获利不少于1 300元.例4 设矩形的一边长为x m,则另一边的长为(50-x)m,其中0由题意,得x(50-x)>600,即x2-50x+600<0,解得20所以当矩形的一边的长在20~30 m的范围内取值时,能围成一个面积大于600 m2的矩形.用S表示矩形的面积,则S=x(50-x)=-(x-25)2+625(0<x<50).当x=25时,S取得最大值,此时50-x=25.当矩形的长、宽都为25 m时,所围成的矩形的面积最大.思考:因为0<x<50,所以50-x>0,所以x(50-x)≤=625,当且仅当x=50-x,即x=25时,等号成立,所以当x=25时,x(50-x)取得最大值,此时50-x=25.例5 根据题意,得v+v2>39.5.移项整理,得v2+9v-7 110>0.显然Δ>0,v2+9v-7 110=0有两个实数根,即v1≈-88.94,v2≈79.94.根据二次函数s=v2+9v-7 110的图象,得不等式的解集为{v|v<-88.94或v>79.94}.在这个实际问题中,v>0,所以这辆汽车刹车前的车速至少为80 km/h.跟踪训练1 由题意知,对于甲车,有 0.1x+0.01x2<12,x>0,即x2+10x-1 200<0,解得0<x<30.这表明甲车的车速低于30 km/h,未超过规定限速.对于乙车,有0.05x+0.005x2>10,x>0,即x2+10x-2 000>0,解得x>40.这表明乙车的车速超过40 km/h,超过规定限速.故甲车未超过规定限速,乙车超过规定限速.跟踪训练2 设下调后的电价为x元/kW·h,依题意知,年用电量增至+a,电力部门的收益为y=(x-0.3)(0.55≤x≤0.75).依题意,有(x-0.3)≥[a×(0.8-0.3)]×(1+20%),整理,得x2-1.1x+0.3≥0,解得x≤0.5或x≥0.6,因为0.55≤x≤0.75,所以0.6≤x≤0.75,故当电价最低定价为0.6元/kW·h时,仍可保证电力部门的收益比上年增长20%.【检测反馈】1. B 设该厂每天获得的利润为y元,则y=(160-2x)x-(500+30x)=-2x2+130x-500(0<x<80).由题意,得-2x2+130x-500≥1 300,即x2-65x+900≤0,解得20≤x≤45,所以日销量x的取值范围是{x|20≤x≤45}.2. B 由题意,得x[45-3(x-15)]>600,即x2-30x+200<0,解得103. BC 设桶的容积为x,则(x-8)-≤20%·x,且x>8,化简,得x2-15x+40≤0,解得84. {t|3≤t≤5} 设按销售收入的t%征收木材税时,税金收入为y万元,则y=2 400×t%=60(8t-t2),令y≥900,即60(8t-t2)≥900,解得3≤t≤5.故实数t的取值范围是{t|3≤t≤5}.5. 由题意,得2ab+4b+2a=60,即ab+2b+a=30,a>0,b>0,所以30-ab=a+2b≥2,即30-ab≥2,解得0当且仅当a=2b,即a=6,b=3时,等号成立.因为V=2ab,所以Vmax=2×18=36.故当a,b分别为6,3时,该沉淀箱的体积最大,体积的最大值为36 m3.2.3.3 二次函数与一元二次方程、不等式(3)【活动方案】例1 当a=0时,原不等式可化为x2<0,解集为 ;当a<0时,a当0a2,原不等式的解集为{x|a2当a=1时,原不等式的解集为 ;当a>1时,a2>a,原不等式的解集为{x|a跟踪训练1 原不等式等价于(x-a)(x-a2)<0(a∈R),当a=0时,原不等式可化为x2<0,解集为 ;当a<0时,a当0a2,原不等式的解集为{x|a2当a=1时,原不等式的解集为 ;当a>1时,a2>a,原不等式的解集为{x|a跟踪训练2 原不等式等价于(x-a)(x-a2)≤0(a∈R),且x≠a2,当a=0时,原不等式的解集为 ;当a<0时,a当0a2,原不等式的解集为{x|a2当a=1时,原不等式可化为(x-1)2≤0,因为x≠1,所以原不等式的解集为 ;当a>1时,a2>a,所以原不等式的解集为{x|a≤x例2 当a=0时,原不等式可化为-x+1<0,即x>1.当a<0时,原不等式可化为(x-1)>0,即x<或x>1.当0<a<1时,原不等式可化为(x-1)<0,可得1<x<.综上所述,当a<0时,原不等式的解集为{x|x<或x>1};当a=0时,原不等式的解集为{x|x>1};当0<a<1时,原不等式的解集为.思考1:解形如ax2+bx+c>0(a≠0)的不等式时,分类讨论的标准有:①讨论a与0的大小;②讨论Δ与0的大小;③讨论两根的大小.例3 由题意,得4-4(k2-1)<0,解得k<-或k>,故实数k的取值范围是k<-或k>.思考2:因为y=x2-2x+k2-1图象的对称轴是直线x=1,所以当x=1时,ymin=1-2+k2-1>0,解得k>或k<-,故实数k的取值范围是k<-或k>.例4 当k=0时,8≥0,所以不等式的解集是R;当k≠0时,由二次函数y=kx2-6kx+k+8的图象,得解得0综上所述,实数k的取值范围是0≤k≤1.跟踪训练 若m=0,显然-1<0;若m≠0,则解得-4综上所述,实数m的取值范围为-4思考3:一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0,x∈R),①若y>0对于x∈R恒成立,则②若y<0对于x∈R恒成立,则【检测反馈】1. D 不等式x2-(a+1)x+a<0,可化为(x-a)(x-1)<0.当a=1时,不等式x2-(a+1)x+a<0的解集为空集,不符合题意;当a>1时,不等式x2-(a+1)x+a<0的解集为{x|12. D 由题意,得不等式ax2+bx+c≥0是一元二次不等式,由二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的对称性可知,不等式f(x)≥0的解集不可能是[-1,+∞).3. ABD 由题意,得-1,2是方程ax2+bx+c=0的根,且a<0,所以即所以c>0,a+b+c=a-a-2a=-2a>0,3a+b+c=3a-a-2a=0,故ABD正确,C错误.故选ABD.4. {m|m≤-3} 由x2-2x-8≤0,解得-2≤x≤4.由[x-(1-m)][x-(1+m)]≤0(m<0),解得1+m≤x≤1-m.因为p是q的充分条件,所以解得m≤-3.5. (1) 当a=1时,不等式为x2-3x+2<0,即(x-1)(x-2)<0,解得1故不等式的解集为{x|1(2) ①当a=0时,不等式为-2x+2<0,解得x>1;②当a>0时,不等式为(ax-2)(x-1)<0,即(x-1)<0.若0若a=2时,无解;若a>2时,解得③当a<0时,不等式为(ax-2)(x-1)<0,即(x-1)>0,解得x<或x>1.综上所述,当02时,不等式的解集为;当a=0时,不等式的解集为{x|x>1};当a<0时,不等式的解集为{x|x<或x>1}. 展开更多...... 收起↑ 资源预览