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2.3 二次函數(shù)與一元二次方程、不等式
第1課時 二次函數(shù)與一元二次方程、不等式
學習目標 1.從函數(shù)觀點看一元二次方程.了解函數(shù)的零點與方程根的關系.2.從函數(shù)觀點看一元二次不等式.經(jīng)歷從實際情景中抽象出一元二次不等式的過程,了解一元二次不等式的現(xiàn)實意義.3.借助一元二次函數(shù)的圖象,了解一元二次不等式與相應函數(shù)、方程的聯(lián)系.
知識點一 一元二次不等式的概念
定義
只含有一個未知數(shù),并且未知數(shù)的最高次數(shù)是2的不等式,叫做一元二次不等式
一般形式
ax2+bx+c>0,ax2+bx+c<0,ax2+bx+c≥0,ax2+bx+c≤0,其
2、中a≠0,a,b,c均為常數(shù)
知識點二 一元二次函數(shù)的零點
一般地,對于二次函數(shù)y=ax2+bx+c,我們把使ax2+bx+c=0的實數(shù)x叫做二次函數(shù)y=ax2+bx+c的零點.
知識點三 二次函數(shù)與一元二次方程的根、一元二次不等式的解集的對應關系
判別式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)的圖象
一元二次方程ax2+bx+c=0(a>0)的根
有兩個不相等的實數(shù)根x1,x2(x10(a>0)的解集
{x|xx2}
3、
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
{x|x10;③ax2+4x-7>0;④x2<0.其中一定為一元二次不等式的有________.(填序號)
答案?、冖?
解析 一定是一元二次不等式的為②④.
2.不等式x(2-x)>0的解集為________.
答案 {x|0
4、,即-0;
(2)3x2+5x-2≥0;
(3)x2-4x+5>0.
解 (1)不等式可化為x2-5x+6<0.
因為Δ=(-5)2-4×1×6=1>0,所以方程x2-5x+6=0有兩個實數(shù)根:x1=2,x2=3.
由二次函數(shù)y=x2-5x+6的圖象(如圖①),得原不等式的解集為{x|2
5、)=49>0,
所以方程3x2+5x-2=0的兩實根為x1=-2,x2=.
由二次函數(shù)y=3x2+5x-2的圖象(圖②),得原不等式的解集為.
(3)方程x2-4x+5=0無實數(shù)解,函數(shù)y=x2-4x+5的圖象是開口向上的拋物線,與x軸無交點(如圖③).觀察圖象可得,不等式的解集為R.
反思感悟 解一元二次不等式的一般步驟
第一步:把一元二次不等式化為標準形式(二次項系數(shù)為正,右邊為0的形式);第二步:求Δ=b2-4ac;第三步:若Δ<0,根據(jù)二次函數(shù)圖象直接寫出解集;若Δ≥0,求出對應方程的根寫出解集.
跟蹤訓練1 解下列不等式:
(1)4x2-4x+1>0;
(2)-x
6、2+6x-10>0.
解 (1)∵方程4x2-4x+1=0有兩個相等的實根x1=x2=.作出函數(shù)y=4x2-4x+1的圖象如圖.由圖可得原不等式的解集為.
(2)原不等式可化為x2-6x+10<0,
∵Δ=36-40=-4<0,
∴方程x2-6x+10=0無實根,
∴原不等式的解集為?.
二、三個“二次”間的關系及應用
例2 已知二次函數(shù)y=ax2+(b-8)x-a-ab,且y>0的解集為{x|-30的解集為{x|-3
7、-3,2是方程ax2+(b-8)x-a-ab=0的兩根,
所以解得
所以y=-3x2-3x+18.
(2)因為a=-3<0,所以二次函數(shù)y=-3x2+5x+c的圖象開口向下,要使-3x2+5x+c≤0的解集為R,只需Δ≤0,即25+12c≤0,所以c≤-.
所以當c≤-時,-3x2+5x+c≤0的解集為R.
反思感悟 三個“二次”之間的關系
(1)三個“二次”中,二次函數(shù)是主體,討論二次函數(shù)主要是將問題轉(zhuǎn)化為一元二次方程和一元二次不等式的形式來研究.
(2)討論一元二次方程和一元二次不等式又要將其與相應的二次函數(shù)相聯(lián)系,通過二次函數(shù)的圖象及性質(zhì)來解決問題,關系如下:
特別提
8、醒:由于忽視二次項系數(shù)的符號和不等號的開口易寫錯不等式的解集形式.
跟蹤訓練2 已知關于x的不等式ax2+5x+c>0的解集為.
(1)求a,c的值;
(2)解關于x的不等式ax2+(ac+2)x+2c≥0.
解 (1)由題意知,不等式對應的方程ax2+5x+c=0的兩個實數(shù)根為和,
由根與系數(shù)的關系,得
解得a=-6,c=-1.
(2)由a=-6,c=-1知不等式ax2+(ac+2)x+2c≥0可化為-6x2+8x-2≥0,即3x2-4x+1≤0,解得≤x≤1,所以不等式的解集為.
三、含參數(shù)的一元二次不等式的解法
例3 設a∈R,解關于x的不等式ax2+(1-2a)x-2
9、>0.
解 (1)當a=0時,不等式可化為x-2>0,解得x>2,即原不等式的解集為{x|x>2}.
(2)當a≠0時,方程ax2+(1-2a)x-2=0的兩根分別為2和-.
①當a<-時,解不等式得-0時,
解不等式得x<-或x>2,
即原不等式的解集為.
反思感悟 解含參數(shù)的一元二次不等式的步驟
特別提醒:對應方程的根優(yōu)先考慮用因式分解確定,分解不開時再求判別式Δ,用求根公式計算.
跟蹤訓練3 (1)當
10、a=時,求關于x的不等式x2-x+1≤0的解集;
(2)若a>0,求關于x的不等式x2-x+1≤0的解集.
解 (1)當a=時,有x2-x+1≤0,即2x2-5x+2≤0,解得≤x≤2,
故不等式的解集為.
(2)x2-x+1≤0?(x-a)≤0,
①當01時,a>,不等式的解集為.
綜上,當01時,不等式的解集為.
1.不等式9x2+6x+1≤0的解集是( )
A. B.
C.? D.
答
11、案 D
解析 原不等式可化為(3x+1)2≤0,
∴3x+1=0,∴x=-.
2.如果關于x的不等式x20的解集是( )
A.{x|x≥2或x≤0} B.{x|x>2或x<0}
C.{x|0≤x≤2} D.{x|0
12、2x>0,即x(x-2)>0,
得x>2或x<0,故選B.
4.不等式x2-3x-10<0的解集是________.
答案 {x|-2
13、法
(1)圖象法:
①化不等式為標準形式:ax2+bx+c>0(a>0)或ax2+bx+c<0(a>0);
②求方程ax2+bx+c=0(a>0)的根,并畫出對應函數(shù)y=ax2+bx+c圖象的簡圖;
③由圖象得出不等式的解集.
(2)代數(shù)法:將所給不等式化為一般式后借助分解因式或配方求解.
2.方法歸納:數(shù)形結合,分類討論.
3.常見誤區(qū):當二次項系數(shù)小于0時,需兩邊同乘-1,化為正的.
1.(2019·全國Ⅰ)已知集合M={x|-4
14、21>m,
故原不等式的解集為,故選D.
3.二次方程ax2+bx+c=0的兩根為-2,3,如果a<0,那么ax2+bx+c>0的解集為( )
A.{x|x>3或x<-2} B.{x|x>2或x<-3}
C.{x|-2
15、+3=-,-2×3=,
∴b=-a,c=-6a,
∴不等式ax2+bx+c>0可化為ax2-ax-6a>0,
又a<0,∴x2-x-6<0,∴(x-3)(x+2)<0,
∴-2
16、≥2} B.{m|-2≤m≤2}
C.{m|m<-2或m>2} D.{m|-20,若此不等式的解集為,則m
17、的取值范圍是________.
答案 {m|m<0}
解析 ∵不等式(mx-1)(x-2)>0的解集為,
∴方程(mx-1)(x-2)=0的兩個實數(shù)根為和2,
且解得m<0,∴m的取值范圍是m<0.
9.已知不等式x2-2x-3<0的解集為A,不等式x2+x-6<0的解集為B.
(1)求A∩B;
(2)若不等式x2+ax+b<0的解集為A∩B,求不等式ax2+x+b<0的解集.
解 (1)由x2-2x-3<0,得-1
18、得解得
∴-x2+x-2<0,∴x2-x+2>0,
∵Δ=1-8=-7<0,
∴不等式x2-x+2>0的解集為R.
10.若不等式(1-a)x2-4x+6>0的解集是{x|-30;
(2)b為何值時,ax2+bx+3≥0的解集為R?
解 (1)由題意知1-a<0,且-3和1是方程(1-a)x2-4x+6=0的兩根,
∴解得a=3.
∴不等式2x2+(2-a)x-a>0,即為2x2-x-3>0,
解得x<-1或x>.
∴所求不等式的解集為.
(2)ax2+bx+3≥0,即為3x2+bx+3≥0,
若此不等式解集為R,
19、
則Δ=b2-4×3×3≤0,∴-6≤b≤6.
11.下列四個不等式:
①-x2+x+1≥0;②x2-2x+>0;③x2+6x+10>0;④2x2-3x+4<1.
其中解集為R的是( )
A.① B.② C.③ D.④
答案 C
解析?、亠@然不可能;
②中Δ=(-2)2-4×>0,解集不為R;
③中Δ=62-4×10<0.滿足條件;
④中不等式可化為2x2-3x+3<0,所對應的二次函數(shù)開口向上,顯然不可能.故選C.
12.在R上定義運算“⊙”:a⊙b=ab+2a+b,則滿足x⊙(x-2)<0的實數(shù)x的取值范圍為( )
A.{x|0
20、|-21} D.{x|-1
21、值范圍是2≤a<3.
14.已知不等式x2-2x+5≥a2-3a對?x∈R恒成立,則a的取值范圍為________.
答案 {a|-1≤a≤4}
解析 x2-2x+5=(x-1)2+4≥a2-3a恒成立,
∴a2-3a≤4,即a2-3a-4≤0,
∴(a-4)(a+1)≤0,∴-1≤a≤4.
15.在R上定義運算:=ad-bc.若不等式≥1對任意實數(shù)x恒成立,則實數(shù)a的最大值為________.
答案
解析 原不等式等價于x(x-1)-(a-2)(a+1)≥1,
即x2-x-1≥(a+1)(a-2)對任意x恒成立,
因為x2-x-1=2-≥-,
所以-≥a2-a-2
22、,解得-≤a≤.
16.已知不等式ax2+2ax+1≥0對任意x∈R恒成立,解關于x的不等式x2-x-a2+a<0.
解 ∵ax2+2ax+1≥0對任意x∈R恒成立.
當a=0時,1≥0,不等式恒成立;
當a≠0時,則解得0a,即0≤a<時,a