第一章 §4 不等式恒成立、能成立问题(含解析)高中数学北师大版必修第一册 同步练习

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第一章 §4 不等式恒成立、能成立问题(含解析)高中数学北师大版必修第一册 同步练习

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不等式恒成立、能成立问题
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.已知关于x的不等式x2+ax+4<0的解集为空集,则实数a的取值范围是(  )
A.[-4,4]
B.(-4,4)
C.(-∞,-4]∪[4,+∞)
D.(-∞,-4)∪(4,+∞)
2.已知关于x的不等式kx2+kx-<0的解集为R,则实数k的取值范围是(  )
A.(-3,0] B.(0,3]
C.[3,+∞) D.[2,+∞)
3.若当1≤x≤4时,不等式x2-(m+1)x+9≤0有解,则实数m的最小值为(  )
A.9 B.5 C.6 D.
4.已知不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,则实数a的取值范围为(  )
A.{a|-1≤a≤4} B.{a|-1C.{a|a≤-1或a≥4} D.{a|-4≤a≤1}
5.对任意x满足-1≤x≤2,不等式x2-2x+a<0恒成立的一个必要不充分条件是(  )
A.a<-3 B.a<-4
C.a<0 D.a>0
6.定义运算:x y=x(x+y)(x,y∈R).若关于x的不等式(x-a) (1-2x)<1恒成立,则实数a的取值范围为(  )
A.(-1,1) B.(0,2)
C. D.
二、多项选择题(每小题6分,共18分)
7.若关于x的不等式x2-6x+2-a>0在区间[0,5]内有解,则实数a的取值可以是(  )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.若对于 x∈{x|a≤x≤a+2},不等式x2-2x-3≤0恒成立,则实数a的值可能为(  )
A.-2 B.-1 C. D.2
9.命题p: x∈R,ax2+2x+3>0是假命题的一个充分条件可以是(  )
A.a∈ B.a∈
C.a∈ D.a∈
三、填空题(每小题5分,共15分)
10.若关于x的不等式ax2-2x+1<0有解,则实数a的取值范围为        .
11.若不等式x2-ax+4<0对任意x∈(3,4)恒成立,则实数a的取值范围是      .
12.关于x的不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1≤0的解集为R,则实数a的取值范围是          .
四、解答题(共27分)
13.(13分)对于 x∈{x|2≤x≤3},不等式mx2-mx-1<0恒成立,求m的取值范围.
14.(14分)已知不等式2x-1>m(x2+2).
(1)若 x>1,使不等式成立,求实数m的取值范围;(7分)
(2)是否存在实数x,使不等式对任意m∈[-1,1]恒成立.若存在,求出x的取值范围;若不存在,请说明理由.(7分)
不等式恒成立、能成立问题
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.已知关于x的不等式x2+ax+4<0的解集为空集,则实数a的取值范围是(  )
A.[-4,4]
B.(-4,4)
C.(-∞,-4]∪[4,+∞)
D.(-∞,-4)∪(4,+∞)
答案 A
解析 由题意得,Δ=a2-16≤0,解得-4≤a≤4.
2.已知关于x的不等式kx2+kx-<0的解集为R,则实数k的取值范围是(  )
A.(-3,0] B.(0,3]
C.[3,+∞) D.[2,+∞)
答案 A
解析 因为关于x的不等式kx2+kx-<0的解集为R,则
当k=0时,得-<0,满足题意;
当k≠0时,则解得-3综上所述,k的取值范围为(-3,0].
3.若当1≤x≤4时,不等式x2-(m+1)x+9≤0有解,则实数m的最小值为(  )
A.9 B.5 C.6 D.
答案 B
解析 因为当1≤x≤4时,不等式x2-(m+1)x+9≤0有解,
所以m+1≥x+有解,
又因为x+≥2=6,
当且仅当x=,即x=3时取等号,
所以当1≤x≤4时,x+的最小值为6,
所以m+1≥6,即m≥5,故m的最小值为5.
4.已知不等式-x2+4x≥a2-3a在R上有解,则实数a的取值范围为(  )
A.{a|-1≤a≤4} B.{a|-1C.{a|a≤-1或a≥4} D.{a|-4≤a≤1}
答案 A
解析 由于-x2+4x=-(x-2)2+4≤4,
又因为-x2+4x≥a2-3a在R上有解,
只需a2-3a≤4,解得-1≤a≤4,
则实数a的取值范围为{a|-1≤a≤4}.
5.对任意x满足-1≤x≤2,不等式x2-2x+a<0恒成立的一个必要不充分条件是(  )
A.a<-3 B.a<-4
C.a<0 D.a>0
答案 C
解析 因为x2-2x+a<0,
所以a<-x2+2x,
又因为-1≤x≤2,
所以-x2+2x=-(x-1)2+1≥-3,
所以a<-3,
又因为求“对任意x满足-1≤x≤2,不等式x2-2x+a<0恒成立的一个必要不充分条件”.
所以C正确.
6.定义运算:x y=x(x+y)(x,y∈R).若关于x的不等式(x-a) (1-2x)<1恒成立,则实数a的取值范围为(  )
A.(-1,1) B.(0,2)
C. D.
答案 D
解析 因为(x-a) (1-2x)<1,即(x-a)(x-a+1-2x)<1,
整理可得x2-x+1+a-a2>0,
原问题等价于x2-x+1+a-a2>0恒成立,
则Δ=1-4(1+a-a2)=4a2-4a-3<0,
解得-所以实数a的取值范围为.
二、多项选择题(每小题6分,共18分)
7.若关于x的不等式x2-6x+2-a>0在区间[0,5]内有解,则实数a的取值可以是(  )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 AB
解析 不等式x2-6x+2-a>0在区间[0,5]内有解,仅需当x∈[0,5]时,(x2-6x+2)max>a即可,
令y=x2-6x+2,因为y=x2-6x+2的图象的对称轴为直线x=-=3,
所以当x=0时,(x2-6x+2)max=2,所以a<2.
8.若对于 x∈{x|a≤x≤a+2},不等式x2-2x-3≤0恒成立,则实数a的值可能为(  )
A.-2 B.-1 C. D.2
答案 BC
解析 不等式x2-2x-3≤0的解集是{x|-1≤x≤3},
因为对于 x∈{x|a≤x≤a+2},不等式x2-2x-3≤0恒成立,
记A={x|a≤x≤a+2},B={x|-1≤x≤3},
则A B,
所以
解得-1≤a≤1,
所以结合选项,实数a的值可能为-1,.
9.命题p: x∈R,ax2+2x+3>0是假命题的一个充分条件可以是(  )
A.a∈ B.a∈
C.a∈ D.a∈
答案 ABD
解析 由题意,命题p的否定为 q: x∈R,ax2+2x+3≤0,
当a=0时,则2x+3≤0,解得x≤-,此时 p为真;
当a<0时,函数y=ax2+2x+3的图象开口向下,显然 p为真;
当a>0时,函数y=ax2+2x+3的图象开口向上,
则Δ=22-4×3·a≥0,解得0综上可知,当a∈时, p为真.
根据题意,结合充分条件的定义,知p为假命题,即 p为真命题的一个充分条件应为的子集,
而A,B,D三个选项中的范围是的子集.
三、填空题(每小题5分,共15分)
10.若关于x的不等式ax2-2x+1<0有解,则实数a的取值范围为        .
答案 {a|a<1}
解析 因为ax2-2x+1<0有解,显然a≤0时恒成立;
又由解得0综上,a<1.
11.若不等式x2-ax+4<0对任意x∈(3,4)恒成立,则实数a的取值范围是      .
答案 [5,+∞)
解析 构造函数y=x2-ax+4,其图象开口向上,
因为不等式x2-ax+4<0对任意x∈(3,4)恒成立,
所以
即解得即a≥5,
所以实数a的取值范围是[5,+∞).
12.关于x的不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1≤0的解集为R,则实数a的取值范围是          .
答案 
解析 当a2-1=0时,a=1或a=-1,
若a=1,不等式为-1≤0,恒成立;
若a=-1,不等式为2x-1≤0,
解得x≤,不符合题意.
当a2-1≠0时,
若要不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1≤0的解集为R,
则a2-1<0,且Δ=(a-1)2+4(a2-1)≤0,
解得-≤a<1.
综上可得,实数a的取值范围是.
四、解答题(共27分)
13.(13分)对于 x∈{x|2≤x≤3},不等式mx2-mx-1<0恒成立,求m的取值范围.
解 由不等式mx2-mx-1<0,得m(x2-x)<1,
因为x∈{x|2≤x≤3},所以x2-x>0,
所以m(x2-x)<1可化为m<,
因为x2-x=-≤6,
所以≥,所以m<.
即m的取值范围是.
14.(14分)已知不等式2x-1>m(x2+2).
(1)若 x>1,使不等式成立,求实数m的取值范围;(7分)
(2)是否存在实数x,使不等式对任意m∈[-1,1]恒成立.若存在,求出x的取值范围;若不存在,请说明理由.(7分)
解 (1)因为 x>1,使不等式成立,
即 x>1,使得m<成立,
令2x-1=t>1,则x=,
则===≤=,
当且仅当t=3,即x=2时取等号,所以m<.
故m的取值范围是.
(2)2x-1>m(x2+2)可化为m(x2+2)-2x+1<0,
若不等式对任意m∈[-1,1]恒成立,因为x2+2>0,
所以x2+2-2x+1<0,即x2-2x+3=(x-1)2+2<0,无解,故不存在实数x,使不等式对任意m∈[-1,1]恒成立.

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