2.3 一元二次不等式 学案(学生版+教师版)--高中数学人教A版(2019)必修第一册

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2.3 一元二次不等式 学案(学生版+教师版)--高中数学人教A版(2019)必修第一册

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一元二次不等式
知识梳理
1. 一元二次不等式与「三个二次」的关系
1.1 定义
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 的不等式,称为一元二次不等式.其一般形式是
其中 均为常数,.使不等式成立的 的值叫作它的解,所有解组成的集合叫作解集.
1.2三个二次之间的关系
是二次三项式,把 看作自变量、 看作常数;
是二次函数;令 得一元二次方程 ;令 (或 )得一元二次不等式.三者由此绑定:
方程的根 函数图像与 轴交点的横坐标 不等式解集的分界点;
不等式的解集 函数图像落在 轴上方()或下方()的那一段所对应的 的集合.
题型一 解不含参的一元二次不等式
1、求下列不等式的解集:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1);(2);(3);(4)
【详解】(1)由 ,得 ,即 .所以 或 ,故不等式的解集为.
(2)由 ,得 ,所以 ,故不等式的解集为.
(3)由 ,得 ,所以 ,
故不等式的解集为.
(4)因为 ,
所以无解,即不等式的解集为 .
题型二 解分式不等式、一元高次不等式
1.普通的分式不等式
(1) (2)
(3) (4)
若遇到这种题目,两边直接同乘是最常见的错误解法,当然也可以根据的正负,分两种情况来讨论,但是这是初中的解题方法;高中的解法是移项,通分将转化为,之后解题方法同上.
2.一元高次不等式
若不等式已化成( 均为正整数,即各因式的次数),则把 从小到大标在数轴上,从最右边一个根的右上方起笔画一条曲线,自右向左依次经过每个根:次数为奇数的根穿过数轴,次数为偶数的根不穿过数轴(即“奇穿偶不穿”).曲线在数轴上方的区间是 的解,下方是 的解;再按原不等号决定根的取舍(实心 / 空心).
注意:使用该方法时,要求不等式右边为0,左边为各项乘积的形式,且的系数要化为正数.
例1、解不等式 ,并把解集写成集合的形式.
解:令各因式为零,得三个根 、、,把它们按从小到大的顺序标在数轴上.
从最右边的根 的右上方起笔:曲线在 (对应,次数为1,奇数)处穿过 轴,在 (对应,次数为偶数)处折回、并不穿过,再在 (对应,次数为1,奇数)处穿过 轴离开.
通过图像即可发现,原不等式的解集为 .
1、不等式 的解集是(  )
A. B.
C. D. 或
【答案】D
【详解】将不等式移项通分:,
两边同乘 ,不等号方向改变:,等价于 ,且 ,
解得 或 .
所以原不等式的解集为 或 .
2、不等式 的解集为__________.
【答案】
【详解】由不等式 移项得,,化简得 .
要求不等式 的解集,等价于求不等式组
解得 ,因此该不等式的解集为.
3、解下列不等式(结果写成集合):
(1); (2).
【答案】(1) 或 ;(2)
【详解】(1)由 ,得 ,
即 ,解得 或 .
所以不等式解集为 或 .
(2)原不等式等价于
由数轴穿根法可知原不等式解集为 .
4、解不等式:
(1); (2).
【答案】(1) 或 ;(2)
【详解】(1)因为 ,即 ,
等价于 或 ,解得 或 ,
所以原不等式的解集为 或 .
(2)因为 ,可得 ,即 ,
等价于 ,解得 ,
所以原不等式的解集为 .
题型三 解绝对值不等式
绝对值不等式的概念:一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式.
(1)含绝对值的不等式与的解集
不等式
R
(2)和型不等式的解法
①;
② 或 .
(3)
(4)或;
;
(5)和型不等式的解法
①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;
②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
1、“”是“”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】不等式 可化为 ,即 .
若 成立,一定满足 ,因此充分性成立;
若 满足 ,不一定满足 ,因此,必要性不成立.
故“”是“”的充分不必要条件.
2、解下列不等式:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1);(2);(3);(4)
【详解】(1)由 ,得 ,解得 ,
所以不等式 的解集为 ;
(2)由 ,得 或 ,解得 或 ,所以不等式 的解集为 ;
(3)当 ,即 时,,
所以原不等式可化为 ,解得 ,所以 ;
当 ,即 时,,
所以原不等式可化为 ,解得 ,所以 .
综上可得,不等式 的解集为 .
(4)当 时,原不等式可化为 ,解得 ;
当 时,原不等式可化为 ,即 ,不成立;
当 时,原不等式可化为 ,解得 ;
综上可得,不等式 的解集为 .
题型四 由不等式的解集求参数
题干给出"某二次不等式的解集是 ,求另一个不等式(如 )的解集".
解题方法:先由解集形态定二次项系数的符号;再由解集端点等价于对应方程的两根,由韦达定理列方程组,把系数都用同一个字母表示;最后代入待求的另一个不等式,注意该字母的符号会不会使不等号翻转,解完还要回代检验开口方向与 是否与原解集吻合.若题干未说明"一元二次",须先讨论二次项系数为零的退化情形.
例:已知关于的不等式的解集为,求不等式的解集.
解:1. 分析条件
不等式解集是,说明(开口向下)
方程两根为
由韦达定理:得
2. 处理目标不等式
两边同时除以,注意,不等号方向改变
代入得,解得,所以解集为.
感兴趣可记的一些技巧,结论:
已知关于的不等式的解集为(其中),解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为,即关于的不等式的解集为.
1、关于 的不等式 的解集为 ,则不等式 的解集为(  )
A. 或 B.
C. 或 D.
【答案】B
【详解】因为 的解集为 ,所以 ,
且 的根为 .
所以 ,可得 ,
,即 ,
所以 ,即 ,解得 .
所以不等式 的解集为 .
2、(多选)已知关于 的不等式 的解集为 ,则(  )
A. B.
C.不等式 的解集为 D.不等式 的解集为
【答案】AB
【详解】对于 A,因为不等式 的解集为 ,
所以方程 的两根为 和 ,且 ,故 A 正确;
对于 B,由韦达定理得 ,解得 ,
所以 ,故 B 正确;
对于 C,由 ,得 ,因为 ,所以 ,故 C 错误;
对于 D,由 ,得 ,因为 ,所以 ,
即 ,解得 或 ,
所以不等式 的解集为 或 .故 D 错误.
3、(多选)不等式 解集为 ,下列结论正确的有(  )
A. B.
C.不等式 的解集是
D.不等式 的解集是
【答案】ABD
【详解】因为 解集为 ,
所以 ,解得 ,
因为 ,所以 ,故选项 A、B 正确;
选项 C:不等式 可化为 ,
即 ,解得 ,不等式解集是 ,选项 C 错误;
选项 D:不等式 可化为 ,
即 ,解得 或 ,
不等式的解集为 ,选项 D 正确.
故选:ABD.
4、若关于 的不等式 的非空解集为 ,则 __________.
【答案】2
【详解】由不等式 的非空解集为 ,
则二次函数 开口向上,且 和 是一元二次方程 的两个不相等的实数根,
即 ,且 ,整理得 ,
解得 ,或 ,
当 时,,不符合题意,所以 .
5、甲、乙两人解关于 的一元二次不等式 ,甲写错了常数 ,正确计算后得到的解集为 ;乙写错了常数 ,正确计算后得到的解集为 .那么原不等式的解集为__________.
【答案】
【详解】,甲写错了常数 ,正确计算后得到的解集为 ,即 ,
乙写错了常数 ,正确计算后得到的解集为 ,即 ,解得 ,
因此关于 的一元二次不等式为 ,即 ,解得 .所以原不等式的解集为 .
题型五 解含参的一元二次不等式
不等式的系数里含字母参数(如 、),题干只说"解关于 的不等式"而不给参数范围;也有以参数为主元的,如"解关于 的不等式".
系数含参时,二次项系数 、判别式 、两根大小都会随参数变化,每一层变化都改写解集,所以不能直接写答案,必须分类.做题时,原则上"能分解就先分解",写成 的形式,之后讨论一下开口方向,比较一下两根大小即可,比讨论 轻松得多.分界点要找准:使 、、 的参数值.
做题时,先看二次项系数是否含参,含参就先单独讨论它为零的情形(退化为一次或常数不等式);再按开口方向分 、;对每个方向分解出两根,以"两根相等"为分界比较两根大小,分三种情形写出解集;分解不出或不易分解时才改用判别式讨论 、、,其中 仍要比较两根.最后按参数区间从小到大"综上所述"列全.
例:解关于 的不等式 ().
解:注意二次项系数是 ,它可能为零,所以先按"是不是二次"分层讨论.
①当 时,原不等式退化为一次不等式 ,两边同乘 并改变不等号方向得 ,即 ,此时解集为 .
当 时,左边是二次三项式且能分解.用十字相乘因式分解可得 ,两根为 与 .
②当 时,抛物线开口向下.此时 ,即 ,解集为.
③当 时,抛物线开口向上,两根的大小由 与 比较决定,分界点是 ,即 .
i.若 ,则 ,由"小于取中间"得解集为 ;
ii.若 ,则 ,不等式化为 ,而平方非负,只能取等,解集为 ;
iii.若 ,则 ,解集为 .
综上所述:当 时,解集为 ;当 时,解集为;当 时,解集为;当 时,解集为 ;当 时,解集为 .
1、已知函数 .
(1)当 时,解不等式 ;
(2)当 时,解不等式 .
【答案】(1);(2)当 时,不等式的解集为 ;当 时,不等式的解集为 ;当 时,不等式的解集为 .
【详解】(1)当 时,不等式为 ,
即 ,所以 ,
所以不等式的解集为;
(2)方程 的两个实数根是 ,
当① ,即 时,不等式的解为 或 ;
② ,即 时,不等式恒成立;
③ ,即 时,不等式的解为 或 .
综上所述:当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 .
2、(1)求关于 的不等式 的解集,其中 为常数;
(2)求关于 的不等式 的解集,其中 为常数.
【答案】(1)当 时,解集为 或 ;当 时,解集为 且 ;当 时,解集为 或 .
(2)当 时,解集为 ;当 时,解集为 ;当 时,解集为 .
【详解】(1)由题:,二次函数 开口向上,方程 的根为 .
当 时,开口向上,不等式 的解集为: 或 ;
当 时,不等式变为 ,解集为: 且 ;
当 时,开口向上,不等式 的解集为 或 ;
综上所述,当 时,解集为 或 ;
当 时,解集为 且 ;
当 时,解集为 或 .
(2)由题:,即 .
当 时(即 ),;
当 时(即 ),;
当 时(即 ),;
综上所述,当 时,解集为 ;
当 时,解集为 ;
当 时,解集为 .
3、解关于 的不等式 .
【答案】当 时,不等式的解集为 或 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 .
【详解】①当 时,原不等式即为 ,解得 ;
②当 时,原不等式化为 ,解得 或 ;
③当 时,原不等式化为 .
若 ,即 ,不等式无解;
若 ,即 时,解得 ;
若 ,即 时,解得 .
综上可知,当 时,不等式的解集为 或 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为 .
4、解关于 的不等式 ,.
【答案】当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为全体实数;
当 时,不等式的解集为 .
【详解】由已知,得 ,;
当 时,不等式化为 ,解得 ;
当 时,不等式等价于 .
若 ,解得 ,或 ;
若 ,解得 ;
若 ,解得 ,或 .
当 时,不等式等价于 ,解得 .
综上所述,当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为;
当 时,不等式的解集为 ;
当 时,不等式的解集为全体实数;
当 时,不等式的解集为 .
5、解下列关于 的不等式:
(1);
(2).
【答案】(1)当 时,不等式的解集为 ;当 时,不等式的解集为 .
(2)当 时,不等式的解集为 ;当 或 时,不等式的解集为 .
【详解】(1)对于一元二次方程 ,判别式 .
当 时,, 的解集为 ;
当 时,, 的解集为 ;
当 时 ,方程 的两根分别为 且 ,
则 的解集为 .
综上,当 时,不等式的解集为 ,当 时,不等式的解集为 .
(2)对于一元二次方程 ,,
当 时,,, 的解集为 ;
当 时,, 的解集为 ;
当 或 时,,方程 的两根分别为
,且 ,
所以不等式 的解集为 .
综上,当 时,不等式的解集为 ;
当 或 时,不等式的解集为 .
题型六 实际应用问题
1、某文具店购进一批新型台灯,最低销售价格为 15 元,若按每盏台灯 15 元的价格销售,每天能卖出 30 盏,若售价每提高 1 元,则日销售量将减少 2 盏,为了使这批台灯每天获得 400 元以上(不含 400 元)的销售收入,则这批台灯的销售价格 的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题设,销售收入 且 ,
为了使这批台灯每天获得 400 元以上(不含 400 元)的销售收入,则 ,
所以 ,可得 ,
综上,.
故选:C
2、(多选)在一个限速 的弯道上,甲、乙两车相向而行,发现情况不对同时刹车,但还是相碰了.事故后现场勘查测得甲车的刹车距离略超过 ,乙车的刹车距离略超过 ,又知甲、乙两种车型的刹车距离 与车速 之间分别有如下关系:
,,则可判断甲、乙两车的超速现象是(  )
A.甲车超速 B.甲车不超速 C.乙车超速 D.乙车不超速
【答案】BC
【详解】由题意,对于甲车,有 ,即 ,解得 或 (舍去),这表明甲车的车速超过 ,但根据题意刹车距离略超过 ,由此估计甲车不会超过限速 ;对于乙车,有 ,即
,解得 或 (舍去),这表明乙车的车速超过 ,超过规定限速,即乙车超速.
3、为配制一种药液,进行了二次稀释.先在体积为 10 升的桶中盛满纯药液,第一次将桶中药液倒出一部分溶液后用水补满,再搅拌均匀,第二次倒出相同数量的溶液后用水补满.若第二次稀释后桶中药液含量不超过容积的 ,则每次至少倒出_____升溶液.
【答案】2
【详解】设每次倒出 升溶液,
第一次稀释后,药液浓度为 ,
第二次稀释后,药液浓度为 ,
依题意有 ,即 ,解得 ,
又 ,即 ,所以每次至少倒出 2 升溶液;
故答案为:2.
4、为配制一种药液,进行了二次稀释,先在体积为 (单位:升)的桶中盛满纯药液,第一次将桶中药液倒出 5 升后用水补满,搅拌均匀第二次倒出 4 升后用水补满,若此时桶中纯药液的含量不超过容积的 ,则 的取值范围为__________.
【答案】
【详解】第一次将桶中药液倒出 5 升后,桶中药液还有 升,
则加满水后药液含量占容积比例为 .第二次倒出的 4 升液体中
药液有 升,则加满水后药液含量占容积比例为 ,
由题有 ,解得 ,
又因为第一次将桶中药液倒出 5 升,所以 ,
故答案为:.
5、如图,将一矩形花坛 扩建成一个更大的矩形花坛 ,要求点 在 上,点 在 上,且对角线 过点 ,已知 ,,那么要使矩形花坛 的面积大于 27,则 的取值范围为__________.
【答案】
【详解】设 ,根据矩形的性质,易知 ,可得 ,
代入可得 ,解得 ,
则矩形花坛 的面积为 ,
令 ,则 ,解得 或 .
综上, 或 .
故答案为.
6、为鼓励大学毕业生自主创业,某市出台了相关政策:由政府协调,本市企业按成本价提供产品给大学毕业生自主销售,成本价与出厂价之间的差价由政府承担.大学毕业生袁阳按照相关政策投资销售本市生产的一种新型节能灯,已知这种节能灯的成本价为每件 20 元,出厂价为每件 24 元,每月的销售量 (单位:件)与销售单价 (单位:元)之间的关系近似满足一次函数:.
(1)设袁阳每月获得的利润为 (单位:元),写出每月获得的利润 与销售单价 的函数关系;
(2)物价部门规定,这种节能灯的销售单价不得高于 40 元.如果袁阳想要每月获得的利润不小于 3000 元,那么政府每个月为他承担的总差价的取值范围是多少元?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)依题意可知每件的销售利润为 元,每月的销售量为 件,
所以每月获得的利润 与销售单价 的函数关系为 ;
(2)由每月获得的利润不小于 3000 元,即 ,
即 ,即 ,解得 .
又因为这种节能灯的销售单价不得高于 40 元,所以 ,
设政府每个月为他承担的总差价为 元,
则 ,由 ,
得 ,故政府每个月为他承担的总差价的取值范围为 元.
课后作业
1、 的一个必要不充分条件是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】,解得 ,即为集合 ,
则选项 C 是 充要条件,故 C 错误;
和 均无交集,故 A,B 错误;
集合 是 的真子集,
则 成立,一定满足 ,但 成立,不一定满足 ,
故 D 是 的一个必要不充分条件,故 D 正确.
2、已知集合 ,,则 (  )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由 ,得 ,所以 ,所以 ,,所以 .
3、(多选)下列选项中,正确的是(  )
A.不等式 的解集为 或
B.不等式 的解集为
C.不等式 的解集为
D.不等式 的解集为 或
【答案】AB
【详解】不等式 ,即 ,解得 或 ,
故不等式 的解集为 或 ,A 正确;
不等式 ,即 ,即 ,
所以 ,解得 ,
故不等式 的解集为 ,B 正确;
不等式 ,即 或 ,解得 或 ,
即不等式 的解集为 或 ,C 错误;
因为不等式 ,
所以 ,即 ,D 选项的解集中包含了 ,所以 D 错误.
4、(多选)下列选项中,正确的是(  )
A.不等式 的解集为 或
B.不等式 的解集为
C.不等式 的解集为
D.已知关于 的不等式 的解集为 ,则 的解集是
【答案】ABD
【详解】不等式 即 ,解得 或 ,
故不等式 的解集为 或 ,A 正确;
不等式 即 ,即 ,即 ,
解得 ,故不等式 的解集为 ,B 正确;
不等式 即 或 ,解得 或 .
即不等式 的解集为 或 ,C 错误;
由关于 的不等式 的解集为知,
方程 有两个实数根为 和 ,且 ,
由韦达定理得 ,可得 ,
故 ,即 ,即 ,,
即 的解集是 .D 正确.
5、已知 的解集为 ,则 的一个充分不必要条件是(  )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】D
【详解】由 的解集为 ,
得 和 是方程 的两个实数根,
所以 ,
所以 等价于 ,即 ,
其充要条件为 或 .
所以 和 均是 的既不充分也不必要条件;
或 是 的必要不充分条件;
或 是 的一个充分不必要条件.
6、(多选)已知 ,,关于 的不等式 的解集为 ,则(  )
A. B. 的最小值为
C. 的最小值为 4 D. 的最小值为
【答案】ACD
【详解】选项 A, 的解集为 ,
,,,
故选项 A 正确;
选项 B,,,当且仅当 ,即 时取等号,,故选项 B 错误;
选项 C,,,,当且仅当 ,即 时,取等号,
的最小值为 4,故选项 C 正确;
选项 D,,,
,
当且仅当 ,即当 时取等号,
解方程组 得 ,
的最小值为 ,故选项 D 正确.
7、已知集合 ,.
(1)若 ,求 ;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数 的取值范围.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)解:因为 ,所以 .
因为 .
所以 .
(2)解:由(1)知 .
因为“”是“”的充分不必要条件,
所以集合 是集合 的真子集,
当 时,,此时集合 不是集合 的真子集,不符合题意;
当 时,,此时集合 不是集合 的真子集,不符合题意;
当 时,,
又集合 是集合 的真子集,所以 .
综上,实数 的取值范围为.
8、(多选)已知 ,若关于 的方程 有两个不相等的实数根 ,且 ,则下列说法正确的是(  )
A.
B.若 ,则 的最小值为 4
C.关于 的不等式 的解集为
D. 是关于 的不等式 的一个解
【答案】ACD
【详解】选项 A,因为方程有两不等实根,所以
,
解得 或 .
因为 ,所以 ,即取 .A 正确;
选项 B,由韦达定理 ,,则
,由 A 选项可知 ,且 ,所以 ,
,当 时, 单调递增,因此 ,即 ,
无法取到最小值 4,B 错误;
C 选项,令 ,代入原方程得 ,即若 为原方程两根,则 是 的两根,又因为
,,
所以 ,已知 ,所以不等式解集为 .C 正确;
D 选项,将 代入得 ,因为
,因此 ,
即 是不等式的一个解,D 正确.
9、解答下列各题.
(1)若 ,求 的最小值;
(2)若正数 满足 ,求 的最小值;
(3)解关于 的不等式 .
【答案】(1)7;(2)36;(3)当 时,解集为 ;当 时,无解;当 时,解集为
【详解】(1)因为 ,由题 ,
当且仅当 ,即 时取等号;
所以 的最小值为 7.
(2)由 结合基本不等式可得:
,
又 为正数,则 ,当且仅当 ,即 时取等号,
所以 的最小值为 36.
(3)由 ,可得 ,令 ,解得 或 ,
当 时,有 , 的解集为两根之间,即 ;
当 时,原不等式变为 ,无解;
当 时,有 , 的解集为两根之间:.
综上:当 时,解集为 ;当 时,无解;当 时,解集为 .
10、2026 年,某市低空经济蓬勃发展,一家物流企业开通“无人机即时配送”服务,并设立配送站.经市场调研,该站每日配送单量 (单位:单)与每单配送费 (单位:元)满足关系式 (其中 ).已知配送站每日的固定成本为 19200 元,每完成一单配送,需支付电费、耗材费、设备保养费等可变成本,每单可变成本为 4 元.
(1)若要保证配送站每日利润 (单位:元)不为负数,求每单配送费 的取值范围;(每日利润=每日配送总收入-每日可变总成本-每日固定成本)
(2)为提升运力,该站购进一批新型无人机,购机费用为 32 万元.投入使用后,这批无人机使用 年的累计维保总费用为 万元.请问:这批无人机使用多少年后更新,可以使年平均总费用最低?请求出最低年平均总费用.(年平均总费用=(购机费用+维保总费用)÷使用年数)
【答案】(1);(2)这批无人机使用 4 年后更新年平均总费用最低,最低年平均总费用为 24 万元.
【详解】(1)由题意,
,,
令 ,得 ,即 .
则 ,解得 .
因此,要保证配送站每日利润 不为负数,每单配送费 的取值范围为 .
(2)由题意,年平均总费用为 ,
当且仅当 ,即 时等号成立,
则这批无人机使用 4 年后更新,可以使年平均总费用最低,最低年平均总费用为 24 万元.
1一元二次不等式
知识梳理
1. 一元二次不等式与「三个二次」的关系
1.1 定义
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 的不等式,称为一元二次不等式.其一般形式是
其中 均为常数,.使不等式成立的 的值叫作它的解,所有解组成的集合叫作解集.
1.2三个二次之间的关系
是二次三项式,把 看作自变量、 看作常数;
是二次函数;令 得一元二次方程 ;令 (或 )得一元二次不等式.三者由此绑定:
方程的根 函数图像与 轴交点的横坐标 不等式解集的分界点;
不等式的解集 函数图像落在 轴上方()或下方()的那一段所对应的 的集合.
题型一 解不含参的一元二次不等式
1、求下列不等式的解集:
(1); (2);
(3); (4).
题型二 解分式不等式、一元高次不等式
1.普通的分式不等式
(1) (2)
(3) (4)
若遇到这种题目,两边直接同乘是最常见的错误解法,当然也可以根据的正负,分两种情况来讨论,但是这是初中的解题方法;高中的解法是移项,通分将转化为,之后解题方法同上.
2.一元高次不等式
若不等式已化成( 均为正整数,即各因式的次数),则把 从小到大标在数轴上,从最右边一个根的右上方起笔画一条曲线,自右向左依次经过每个根:次数为奇数的根穿过数轴,次数为偶数的根不穿过数轴(即“奇穿偶不穿”).曲线在数轴上方的区间是 的解,下方是 的解;再按原不等号决定根的取舍(实心 / 空心).
注意:使用该方法时,要求不等式右边为0,左边为各项乘积的形式,且的系数要化为正数.
例1、解不等式 ,并把解集写成集合的形式.
解:令各因式为零,得三个根 、、,把它们按从小到大的顺序标在数轴上.
从最右边的根 的右上方起笔:曲线在 (对应,次数为1,奇数)处穿过 轴,在 (对应,次数为偶数)处折回、并不穿过,再在 (对应,次数为1,奇数)处穿过 轴离开.
通过图像即可发现,原不等式的解集为 .
1、不等式 的解集是(  )
A. B.
C. D. 或
2、不等式 的解集为__________.
3、解下列不等式(结果写成集合):
(1); (2).
4、解不等式:
(1); (2).
题型三 解绝对值不等式
绝对值不等式的概念:一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式.
(1)含绝对值的不等式与的解集
不等式
R
(2)和型不等式的解法
①;
② 或 .
(3)
(4)或;
;
(5)和型不等式的解法
①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;
②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
1、“”是“”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
2、解下列不等式:
(1); (2);
(3); (4).
题型四 由不等式的解集求参数
题干给出"某二次不等式的解集是 ,求另一个不等式(如 )的解集".
解题方法:先由解集形态定二次项系数的符号;再由解集端点等价于对应方程的两根,由韦达定理列方程组,把系数都用同一个字母表示;最后代入待求的另一个不等式,注意该字母的符号会不会使不等号翻转,解完还要回代检验开口方向与 是否与原解集吻合.若题干未说明"一元二次",须先讨论二次项系数为零的退化情形.
例:已知关于的不等式的解集为,求不等式的解集.
解:1. 分析条件:不等式解集是,说明(开口向下)
方程两根为
由韦达定理:得
2. 处理目标不等式
两边同时除以,注意,不等号方向改变
代入得,解得,所以解集为.
感兴趣可记的一些技巧,结论:
已知关于的不等式的解集为(其中),解关于的不等式.
由的解集为,得:的解集为,即关于的不等式的解集为.
1、关于 的不等式 的解集为 ,则不等式 的解集为(  )
A. 或 B.
C. 或 D.
2、(多选)已知关于 的不等式 的解集为 ,则(  )
A. B.
C.不等式 的解集为 D.不等式 的解集为
3、(多选)不等式 解集为 ,下列结论正确的有(  )
A.
B.
C.不等式 的解集是
D.不等式 的解集是
4、若关于 的不等式 的非空解集为 ,则 __________.
5、甲、乙两人解关于 的一元二次不等式 ,甲写错了常数 ,正确计算后得到的解集为 ;乙写错了常数 ,正确计算后得到的解集为 .那么原不等式的解集为__________.
题型五 解含参的一元二次不等式
不等式的系数里含字母参数(如 、),题干只说"解关于 的不等式"而不给参数范围;也有以参数为主元的,如"解关于 的不等式".
系数含参时,二次项系数 、判别式 、两根大小都会随参数变化,每一层变化都改写解集,所以不能直接写答案,必须分类.做题时,原则上"能分解就先分解",写成 的形式,之后讨论一下开口方向,比较一下两根大小即可,比讨论 轻松得多.分界点要找准:使 、、 的参数值.
做题时,先看二次项系数是否含参,含参就先单独讨论它为零的情形(退化为一次或常数不等式);再按开口方向分 、;对每个方向分解出两根,以"两根相等"为分界比较两根大小,分三种情形写出解集;分解不出或不易分解时才改用判别式讨论 、、,其中 仍要比较两根.最后按参数区间从小到大"综上所述"列全.
例:解关于 的不等式 ().
解:注意二次项系数是 ,它可能为零,所以先按"是不是二次"分层讨论.
①当 时,原不等式退化为一次不等式 ,两边同乘 并改变不等号方向得 ,即 ,此时解集为 .
当 时,左边是二次三项式且能分解.用十字相乘因式分解可得 ,两根为 与 .
②当 时,抛物线开口向下.此时 ,即 ,解集为.
③当 时,抛物线开口向上,两根的大小由 与 比较决定,分界点是 ,即 .
i.若 ,则 ,由"小于取中间"得解集为 ;
ii.若 ,则 ,不等式化为 ,而平方非负,只能取等,解集为 ;
iii.若 ,则 ,解集为 .
综上所述:当 时,解集为 ;当 时,解集为;当 时,解集为;当 时,解集为 ;当 时,解集为 .
1、已知函数 .
(1)当 时,解不等式 ;
(2)当 时,解不等式 .
2、(1)求关于 的不等式 的解集,其中 为常数;
(2)求关于 的不等式 的解集,其中 为常数.
3、解关于 的不等式 .
4、解关于 的不等式 ,.
5、解下列关于 的不等式:
(1); (2).
题型六 实际应用问题
1、某文具店购进一批新型台灯,最低销售价格为 15 元,若按每盏台灯 15 元的价格销售,每天能卖出 30 盏,若售价每提高 1 元,则日销售量将减少 2 盏,为了使这批台灯每天获得 400 元以上(不含 400 元)的销售收入,则这批台灯的销售价格 的取值范围是(  )
A. B. C. D.
2、(多选)在一个限速 的弯道上,甲、乙两车相向而行,发现情况不对同时刹车,但还是相碰了.事故后现场勘查测得甲车的刹车距离略超过 ,乙车的刹车距离略超过 ,又知甲、乙两种车型的刹车距离 与车速 之间分别有如下关系:
,,则可判断甲、乙两车的超速现象是(  )
A.甲车超速 B.甲车不超速 C.乙车超速 D.乙车不超速
3、为配制一种药液,进行了二次稀释.先在体积为 10 升的桶中盛满纯药液,第一次将桶中药液倒出一部分溶液后用水补满,再搅拌均匀,第二次倒出相同数量的溶液后用水补满.若第二次稀释后桶中药液含量不超过容积的 ,则每次至少倒出_____升溶液.
4、为配制一种药液,进行了二次稀释,先在体积为 (单位:升)的桶中盛满纯药液,第一次将桶中药液倒出 5 升后用水补满,搅拌均匀第二次倒出 4 升后用水补满,若此时桶中纯药液的含量不超过容积的 ,则 的取值范围为__________.
5、如图,将一矩形花坛 扩建成一个更大的矩形花坛 ,要求点 在 上,点 在 上,且对角线 过点 ,已知 ,,那么要使矩形花坛 的面积大于 27,则 的取值范围为__________.
6、为鼓励大学毕业生自主创业,某市出台了相关政策:由政府协调,本市企业按成本价提供产品给大学毕业生自主销售,成本价与出厂价之间的差价由政府承担.大学毕业生袁阳按照相关政策投资销售本市生产的一种新型节能灯,已知这种节能灯的成本价为每件 20 元,出厂价为每件 24 元,每月的销售量 (单位:件)与销售单价 (单位:元)之间的关系近似满足一次函数:.
(1)设袁阳每月获得的利润为 (单位:元),写出每月获得的利润 与销售单价 的函数关系;
(2)物价部门规定,这种节能灯的销售单价不得高于 40 元.如果袁阳想要每月获得的利润不小于 3000 元,那么政府每个月为他承担的总差价的取值范围是多少元?
课后作业
1、 的一个必要不充分条件是(  )
A. B. C. D.
2、已知集合 ,,则 (  )
A. B. C. D.
3、下列选项中,正确的是(  )
A.不等式 的解集为 或
B.不等式 的解集为
C.不等式 的解集为
D.不等式 的解集为 或
4、(多选)下列选项中,正确的是(  )
A.不等式 的解集为 或
B.不等式 的解集为
C.不等式 的解集为
D.已知关于 的不等式 的解集为 ,则 的解集是
5、已知 的解集为 ,则 的一个充分不必要条件是(  )
A. B. C. 或 D. 或
6、(多选)已知 ,,关于 的不等式 的解集为 ,则(  )
A. B. 的最小值为
C. 的最小值为 4 D. 的最小值为
7、已知集合 ,.
(1)若 ,求 ;
(2)若“”是“”的充分不必要条件,求实数 的取值范围.
8、(多选)已知 ,若关于 的方程 有两个不相等的实数根 ,且 ,则下列说法正确的是(  )
A.
B.若 ,则 的最小值为 4
C.关于 的不等式 的解集为
D. 是关于 的不等式 的一个解
9、解答下列各题.
(1)若 ,求 的最小值;
(2)若正数 满足 ,求 的最小值;
(3)解关于 的不等式 .
10、2026 年,某市低空经济蓬勃发展,一家物流企业开通“无人机即时配送”服务,并设立配送站.经市场调研,该站每日配送单量 (单位:单)与每单配送费 (单位:元)满足关系式 (其中 ).已知配送站每日的固定成本为 19200 元,每完成一单配送,需支付电费、耗材费、设备保养费等可变成本,每单可变成本为 4 元.
(1)若要保证配送站每日利润 (单位:元)不为负数,求每单配送费 的取值范围;(每日利润=每日配送总收入-每日可变总成本-每日固定成本)
(2)为提升运力,该站购进一批新型无人机,购机费用为 32 万元.投入使用后,这批无人机使用 年的累计维保总费用为 万元.请问:这批无人机使用多少年后更新,可以使年平均总费用最低?请求出最低年平均总费用.(年平均总费用=(购机费用+维保总费用)÷使用年数)
1

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