1.“三个二次”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 | 有两个相异实根x1,x2(x1<x2) | 有两个相等实根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) | ∅ | ∅ |
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2.(x-a)(x-b)>0或(x-a)(x-b)<0型不等式的解法
不等式 | 解集 |
a<b | a=b | a>b |
(x-a)·(x-b)>0 | {x|x<a或x>b} | {x|x≠a} | {x|x<b或x>a} |
(x-a) (x-b)<0 | {x|a<x<b} | ∅ | {x|b<x<a} |
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口诀:大于取两边,小于取中间.
【思考辨析】
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( √ )
(2)不等式≤0的解集是[-1,2].( × )
(3)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( √ )
(4)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( × )
(5)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ=b2-4ac≤0.( × ) 1.(教材改编)不等式x2-3x-10>0的解集是________.
答案 (-∞,-2)∪(5,+∞)
解析 解方程x2-3x-10=0得x1=-2,x2=5,
由y=x2-3x-10的开口向上,所以x2-3x-10>0的解集为(-∞,-2)∪(5,+∞).
2.设集合M={x|x2-3x-4<0},N={x|0≤x≤5},则M∩N=________.
答案 [0,4)
解析 ∵M={x|x2-3x-4<0}={x|-1<x<4},
∴M∩N=[0,4).
3.已知不等式ax2-bx-1≥0的解集是,则不等式x2-bx-a<0的解集是________________.
答案 (2,3)
解析 由题意知-,-是方程ax2-bx-1=0的根,所以由根与系数的关系得-+=,-×=-.解得a=-6,b=5,不等式x2-bx-a<0即为x2-5x+6<0,解集为(2,3). 4.(教材改编)若关于x的不等式m(x-1)>x2-x的解集为{x|1<x<2},则实数m的值为________.
答案 2
解析 因为m(x-1)>x2-x的解集为{x|1<x<2}.
所以1,2一定是m(x-1)=x2-x的解,∴m=2.
5.(教材改编)若关于x的方程x2+ax+a2-1=0有一正根和一负根,则a的取值范围为________.
答案 (-1,1)
解析 由题意可知,Δ>0且x1x2=a2-1<0,故-1<a<1.
题型一 一元二次不等式的求解
命题点1 不含参的不等式
例1 求不等式-2x2+x+3<0的解集.
解 化-2x2+x+3<0为2x2-x-3>0,
解方程2x2-x-3=0得x1=-1,x2=,
∴不等式2x2-x-3>0的解集为(-∞,-1)∪(,+∞),
即原不等式的解集为(-∞,-1)∪(,+∞).
命题点2 含参不等式
例2 解关于x的不等式:x2-(a+1)x+a<0.
解 由x2-(a+1)x+a=0得(x-a)(x-1)=0,
∴x1=a,x2=1,
①当a>1时,x2-(a+1)x+a<0的解集为{x|1<x<a},
②当a=1时,x2-(a+1)x+a<0的解集为∅,
③当a<1时,x2-(a+1)x+a<0的解集为{x|a<x<1}.
引申探究
将原不等式改为ax2-(a+1)x+1<0,求不等式的解集.
解 若a=0,原不等式等价于-x+1<0,解得x>1.
若a<0,原不等式等价于(x-)(x-1)>0,解得x<或x>1.
若a>0,原不等式等价于(x-)(x-1)<0.
①当a=1时,=1,(x-)(x-1)<0无解;
②当a>1时,<1,解(x-)(x-1)<0得<x<1;
③当0<a<1时,>1,解(x-)(x-1)<0得1<x<.
综上所述:当a<0时,解集为{x|x<或x>1};
当a=0时,解集为{x|x>1};当0<a<1时,解集为{x|1<x<};当a=1时,解集为∅;当a>1时,解集为{x|<x<1}.
思维升华 含有参数的不等式的求解,往往需要对参数进行分类讨论. (1)若二次项系数为常数,首先确定二次项系数是否为正数,再考虑分解因式,对参数进行分类讨论,若不易分解因式,则可依据判别式符号进行分类讨论;
(2)若二次项系数为参数,则应先考虑二次项系数是否为零,确定不等式是不是二次不等式,然后再讨论二次项系数不为零的情形,以便确定解集的形式;
(3)对方程的根进行讨论,比较大小,以便写出解集.
求不等式12x2-ax>a2(a∈R)的解集.
解 ∵12x2-ax>a2,∴12x2-ax-a2>0,
即(4x+a)(3x-a)>0,令(4x+a)(3x-a)=0,
得:x1=-,x2=.
①a>0时,-<,解集为;
②a=0时,x2>0,解集为{x|x∈R且x≠0};
③a<0时,->,解集为.
综上所述,当a>0时,不等式的解集为
;
当a=0时,不等式的解集为{x|x∈R且x≠0};
当a<0时,不等式的解集为.
题型二 一元二次不等式恒成立问题
命题点1 在R上恒成立
例3 (1)若一元二次不等式2kx2+kx-<0对一切实数x都成立,则k的取值范围为________.
(2)设a为常数,∀x∈R,ax2+ax+1>0,则a的取值范围是________.
答案 (1)(-3,0) (2)[0,4)
解析 (1)2kx2+kx-<0对一切实数x都成立,
则必有解之得-3<k<0.
(2)∀x∈R,ax2+ax+1>0,则必有或a=0,∴0≤a<4.
命题点2 在给定区间上恒成立
例4 设函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<-m+5恒成立,求m的取值范围.
解 要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,即
m2+m-6<0在x∈[1,3]上恒成立.
有以下两种方法:
方法一 令g(x)=m2+m-6,x∈[1,3].
当m>0时,g(x)在[1,3]上是增函数,
所以g(x)max=g(3)⇒7m-6<0,