- 一元二次不等式及其解法
- 共4411题
已知a,b为常数,且a≠0,函数f(x)=axlnx-ax+b,若f(e)=2(其中e=2.71828…是自然对数的底数);
(Ⅰ)求实数b的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当a=1时,若对∀x1,x2∈[,e],|f(x1)-f(x2)|<C恒成立,求实数C的取值范围.
正确答案
解:(Ⅰ)由f(e)=-ae+b+aelne=2,解得b=2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=-ax+2+axlnx,x∈(0,+∞),
∴f′(x)=alnx,∵a≠0,
故(1)当a>0时,由f′(x)=alnx>0得x>1,由f′(x)=alnx>0得0<x<1;
(2)当a<0时,由f′(x)=alnx>0得0<x<1,由f′(x)=alnx>0得x>1;
因而,当a>0时,f(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1),
当a<0时,f(x)的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,+∞).
(Ⅲ)当a=1时,f(x)=-x+2+xlnx,f′(x)=lnx,令f′(x)=0,则x=1.
当x在区间[e-1,e]内变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
因为1<2-2e-1<2,所以f(x)在区间内的值域为[1,2],
对恒成立,等价于f(x)max-f(x)min<C,
即C>2-1,故实数C的取值范围为(1,+∞).
解析
解:(Ⅰ)由f(e)=-ae+b+aelne=2,解得b=2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=-ax+2+axlnx,x∈(0,+∞),
∴f′(x)=alnx,∵a≠0,
故(1)当a>0时,由f′(x)=alnx>0得x>1,由f′(x)=alnx>0得0<x<1;
(2)当a<0时,由f′(x)=alnx>0得0<x<1,由f′(x)=alnx>0得x>1;
因而,当a>0时,f(x)的单调增区间为(1,+∞),单调减区间为(0,1),
当a<0时,f(x)的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,+∞).
(Ⅲ)当a=1时,f(x)=-x+2+xlnx,f′(x)=lnx,令f′(x)=0,则x=1.
当x在区间[e-1,e]内变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
因为1<2-2e-1<2,所以f(x)在区间内的值域为[1,2],
对恒成立,等价于f(x)max-f(x)min<C,
即C>2-1,故实数C的取值范围为(1,+∞).
设函数f(x)=2x+3,函数g(x)=3x2-5,则不等式g(f(x))>22的解集为______.
正确答案
(-∞,-3)∪(0,+∞)
解析
解:∵函数f(x)=2x+3,函数g(x)=3x2-5,
∴g(f(x))=3[f(x)]2-5=3(2x+3)2-5=12x2+36x+22.
则不等式g(f(x))>22化为12x2+36x+22>22.
即12x2+36x>0.解得x<-3或x>0.
∴不等式g(f(x))>22的解集为(-∞,-3)∪(0,+∞).
故答案为:(-∞,-3)∪(0,+∞).
对于关于x的不等式ax2-3x+6>4,-------(*)
(1)若(*)对于任意实数x总成立,求实数a的取值范围;
(2)若(*)的解集为{x|x<1或x>b},求不等式ax2-(ac+b)x+bc<0的解集.
正确答案
解:(1)当a=0时,由ax2-3x+6>4得,不合题意;
当a≠0时,由题意知ax2-3x+2>0对于任意实数x总成立,
则,
解得,故实数a的取值范围是
.
(2)∵1,b为方程ax2-3x+2=0的根,
解得a=1,b=2.
∵x2-(2+c)x+2c<0,
∴(x-2)(x-c)<0.
当c=2时,x∈∅.
当c>2时,2<x<c.
当c<2时,c<x<2.
解析
解:(1)当a=0时,由ax2-3x+6>4得,不合题意;
当a≠0时,由题意知ax2-3x+2>0对于任意实数x总成立,
则,
解得,故实数a的取值范围是
.
(2)∵1,b为方程ax2-3x+2=0的根,
解得a=1,b=2.
∵x2-(2+c)x+2c<0,
∴(x-2)(x-c)<0.
当c=2时,x∈∅.
当c>2时,2<x<c.
当c<2时,c<x<2.
关于x的不等式kx2-6kx+k+8<0的解集为空集,求实数k的取值范围.
正确答案
解:(1)当k=0时,原不等式化为8<0,显然符合题意.
(2)当k≠0时,要使二次不等式的解集为空集,
则必须满足:,解得0<k≤1,
综合(1)(2)得k的取值范围为[0,1].
解析
解:(1)当k=0时,原不等式化为8<0,显然符合题意.
(2)当k≠0时,要使二次不等式的解集为空集,
则必须满足:,解得0<k≤1,
综合(1)(2)得k的取值范围为[0,1].
解关于x的不等式:kx2-2(k-1)x+k+2>0(k∈R).
正确答案
解:当k=0时,原不等式变为2x+2>0,解得x>-1
当k>时,△=4(k-1)2-4k2-8k=-16k+4<0,不等式的解集为∅,
当k≤,k≠0时,△=4(k-1)2-4k2-8k=-16k+4≥0,解得x>-(k-1)+
,或x<-(k-1)-
.
解析
解:当k=0时,原不等式变为2x+2>0,解得x>-1
当k>时,△=4(k-1)2-4k2-8k=-16k+4<0,不等式的解集为∅,
当k≤,k≠0时,△=4(k-1)2-4k2-8k=-16k+4≥0,解得x>-(k-1)+
,或x<-(k-1)-
.
不等式-x2+2x+35≥0的解集是______.(用集合表示)
正确答案
{x|-5≤x≤7}
解析
解:不等式-x2+2x+35≥0化为x2-2x-35≤0,即(x-7)(x+5)≤0,
解得-5≤x≤7.
∴不等式的解集为{x|-5≤x≤7}.
故答案为:{x|-5≤x≤7}.
关于x的不等式x2-2ax+a≥0的解集为R,则实数a的取值范围为______.
正确答案
[0,1]
解析
解:关于x的不等式x2-2ax+a≥0的解集为R,
∴△≤0,即4a2-4a≤0,解得0≤a≤1.
∴实数a的取值范围是[0,1].
故答案为:[0,1].
解下列关于x的不等式.
(1)(2x+1)(x-3)>3(x2+2);
(2)1+x>;
(3)(x-2)(ax-2)>0;
(4)2x-a<bx+3;
(5)x2-(a+1)x+a>0;
(6)ax2-2≥2x-ax(a∈R)
正确答案
解:(1)不等式(2x+1)(x-3)>3(x2+2)可化为
x2+5x+9>0,
∵△=25-4×9=-11<0,
∴该不等式的解集为R;
(2)不等式1+x>可化为
(1+x)->0,
即>0,
化简得<0,
即1-x<0,
解得x>1,
∴该不等式的解集为{x|x>1};
(3)a=0时,原不等式化为-2(x-2)>0,
解得不等式的解集是{x|x<2};
a>0时,原不等式化为(x-2)(x-)>0,
若0<a<1,则2<,
∴不等式的解集为{x|x<2,或x>};
a=1时,原不等式化为(x-2)2>0,
∴不等式的解集为{x|x≠2};
a>1时,<2,
不等式的解集为{x|x<,或x>2};
a<0时,原不等式化为(x-2)(x-)<0,
且<2,∴不等式的解集为{x|
<x<2};
(4)原不等式化为(2-b)x<a+3,
当b=2时,2-b=0,若a>-3,则a+3>0,
此时不等式的解集为R,
若a≤-3,则a+3≤0,
此时不等式的解集为∅;
当b<2时,2-b>0,
此时不等式的解集为{x|x<};
当b>2时,2-b<0,
此时不等式的解集为{x|x>};
(5)不等式x2-(a+1)x+a>0可化为(x-1)(x-a)>0,
当a>1时,不等式的解集为{x|x>a,或x<1},
当a=1时,不等式为(x-1)2>0,它的解集为{x|x≠1},
当a<1时,不等式的解集为{x|x>1,或x<a};
(6)不等式ax2-2≥2x-ax可化为(x+1)(ax-2)≥0;
a=0时,原不等式化为-2(x+1)≥0,
解得不等式的解集是{x|x≤-1};
a<0时,原不等式化为(x+1)(x-)≤0,
若-2<a<0,则-1>,
∴不等式的解集为{x|≤x<-1};
a=-2时,原不等式化为(x+1)2≤0,
∴不等式的解集为{x|x=-1};
a<-2时,-1<,
不等式的解集为{x|-1<x<};
a>0时,原不等式化为(x+1)(x-)≥0,
且>-1,∴不等式的解集为{x|x≤-1,或x≥
}.
解析
解:(1)不等式(2x+1)(x-3)>3(x2+2)可化为
x2+5x+9>0,
∵△=25-4×9=-11<0,
∴该不等式的解集为R;
(2)不等式1+x>可化为
(1+x)->0,
即>0,
化简得<0,
即1-x<0,
解得x>1,
∴该不等式的解集为{x|x>1};
(3)a=0时,原不等式化为-2(x-2)>0,
解得不等式的解集是{x|x<2};
a>0时,原不等式化为(x-2)(x-)>0,
若0<a<1,则2<,
∴不等式的解集为{x|x<2,或x>};
a=1时,原不等式化为(x-2)2>0,
∴不等式的解集为{x|x≠2};
a>1时,<2,
不等式的解集为{x|x<,或x>2};
a<0时,原不等式化为(x-2)(x-)<0,
且<2,∴不等式的解集为{x|
<x<2};
(4)原不等式化为(2-b)x<a+3,
当b=2时,2-b=0,若a>-3,则a+3>0,
此时不等式的解集为R,
若a≤-3,则a+3≤0,
此时不等式的解集为∅;
当b<2时,2-b>0,
此时不等式的解集为{x|x<};
当b>2时,2-b<0,
此时不等式的解集为{x|x>};
(5)不等式x2-(a+1)x+a>0可化为(x-1)(x-a)>0,
当a>1时,不等式的解集为{x|x>a,或x<1},
当a=1时,不等式为(x-1)2>0,它的解集为{x|x≠1},
当a<1时,不等式的解集为{x|x>1,或x<a};
(6)不等式ax2-2≥2x-ax可化为(x+1)(ax-2)≥0;
a=0时,原不等式化为-2(x+1)≥0,
解得不等式的解集是{x|x≤-1};
a<0时,原不等式化为(x+1)(x-)≤0,
若-2<a<0,则-1>,
∴不等式的解集为{x|≤x<-1};
a=-2时,原不等式化为(x+1)2≤0,
∴不等式的解集为{x|x=-1};
a<-2时,-1<,
不等式的解集为{x|-1<x<};
a>0时,原不等式化为(x+1)(x-)≥0,
且>-1,∴不等式的解集为{x|x≤-1,或x≥
}.
不等式ax2+bx+2>0的解集是(-,
),则a+b的值是______.
正确答案
-14
解析
解:∵不等式ax2+bx+2>0的解集是(-,
),
∴,解得:a=-12,b=-2;
故答案为:-14.
若关于x的不等式-1≤x2+bx+2≤1只有一个实数解,则b=______.
正确答案
±2
解析
解:关于x的不等式-1≤x2+bx+2≤1只有一个实数解,
∴x2+bx+2=1,且△=b2-4=0,解得b=±2.
故答案为:±2.
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