含參二次不等式的解法

2022-01-24 10:05:38 字數 4157 閱讀 9134

含引數的二次不等式的求解是高中學生的難點,涉及到代數的內涵。

解關於\(x\)的不等式\(-x^2+4x-3 \ge 0\)

分析:\(x\in [1,3]\);

解關於\(x\)的不等式\((x-2)[x-(3a+1)]<0\)

解關於\(x\)的不等式\(x^2-\cfracx-\cfrac<0\)

分析:將原不等式等價轉化為\((x-a)(x+\cfrac)<0\),

令\((x-a)(x+\cfrac)=0\),

則方程的兩個根為\(x=-\cfrac\)和\(x=a\),

下來根據這兩個動根的大小分類討論

當\(-\cfrac時,即\(a>0\)時,不等式的解集為\((-\cfrac,a)\);

當\(-\cfrac=a\)時,即\(a=0\)時,不等式的解集為\(\varnothing\);

當\(-\cfrac>a\)時,即\(a<0\)時,不等式的解集為\((a,-\cfrac)\);

綜上,略。

解關於\(x\)的不等式\(x^2-(a^2+a)x+a^3\leq 0\)

分析:將原不等式等價轉化為\((x-a^2)(x-a)\leq 0\),

其對應方程的兩個根為\(x=a^2\)和\(x=a\),分類討論如下:

\(1^\) 當\(a^2>a\),即\(a<0\)或\(a>1\)時,解集為\([a,a^2]\);

\(2^\) 當\(a^2=a\),即\(a=0\)或\(a=1\)時,解集為\(\\);

\(3^\) 當\(a^2,即\(0時,解集為\([a^2,a]\);

綜上所述:

當\(a<0\)或\(a>1\)時,解集為\([a,a^2]\);

當\(a=0\)或\(a=1\)時,解集為\(\\);

當\(0時,解集為\([a^2,a]\);

解關於\(x\)的不等式\(\cfrac<0\).

分析:當\(a=1\)時,原不等式為\(1<0\),故解集為\(\varnothing\);

當\(a\neq 1\)時,由於\(a^2+1>2a\),故解集為\((2a,a^2+1)\);

解關於\(x\)的不等式\(ax^2-(a+1)x+1<0\)

分析:若\(a=0\)時,原不等式等價於\(-x+1<0\),即\(x>1\);

若\(a<0\)時,原不等式等價於\((x-\cfrac)(x-1)>0\),解得\(x1\);

若\(a>0\)時,原不等式等價於\((x-\cfrac)(x-1)<0\),

當\(\cfrac=1\)時,即\(a=1\)時,不等式無解;

當\(\cfrac<1\)時,即\(a>1\)時,不等式解集為\(\;

當\(\cfrac>1\)時,即\(0時,不等式解集為\(\\)或\(x>1\}\);

當\(a=0\)時,不等式解集為\(\\);

當\(0時,不等式解集為\(\;

實際高三數學教學和考試中的相關習題常常是這樣的,理解掌握。

①\(x^2-5\sqrtx+8\ge 0\),即\((x-\sqrt)(x-4\sqrt)\ge 0\);

②\(x^2-(2m+1)x+m^2+m-2\leq 0\),即\([x-(m+2)][x-(m-1)]\leq 0\);

③\(x^2-3mx+(m-1)(2m+1)\ge 0\);即\([x-(m-1)][x-(2m+1)]\ge 0\);

④\(x^2-(a+a^2)x+a^3\leq 0\),即\((x-a)(x-a^2)\leq 0\);

⑤\(x^2-(a+1)x+a\leq 0\),即\((x-1)(x-a)\leq 0\);

⑥\(x^2-(2a+1)x+a(a+1)\leq 0\);即\((x-a)[x-(a+1)]\leq 0\);

⑦\(\cfrac<0(a\neq 1)\);即\((x-2a)[x-(a^2+1)]<0\),解集為\((2a,a^2+1)\);

⑧\(x^2+(m+4)x+m+3<0\),即\((x+1)[x+(m+3)]<0\);

設函式\(f(x)=\cfrac+aln(1+x)\),討論\(f(x)\)的單調性;

【分析】利用導數轉化為求解含有引數a的不等式,給導函式的分子配方就能找到分類討論的標準。

【解答】導數法研究單調性,先求出定義域\((-1,+\infty)\),

\(f'(x)=x+\cfrac\)

\(=\cfrac\)

\(=\cfrac\)

\(=\cfrac)^2+a-\cfrac}\),

①當\(a≥\cfrac\)時,\(f'(x)≥0\)恆成立,且當\(a=\cfrac\)時僅僅在\(x=-\cfrac\)處取到等號,

故函式\(f(x)\)在\((-1,+∞)\)上單調遞增;

②當\(a

接下來將其中的小根和-1作比較,

當\(-1

\(x\in (-1,\cfrac})\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增,

\(x\in(\cfrac},\cfrac})\)時,\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調遞減,

\(x\in(\cfrac},+\infty)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增,

當\(-1=\cfrac}\)時,即\(a=0\)時,\(x\in (-1,\cfrac})\)時,\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調遞減,\(x\in(\cfrac},+\infty)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增,

當\(-1>\cfrac}\)時,即\(a<0\)時,\(x\in(-1,\cfrac})\)時,\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調遞減,\(x\in(\cfrac},+\infty)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增,

綜上所述,當\(a≥\cfrac\)時,函式\(f(x)\)的單調遞增區間為\((-1,+∞)\),無單調遞減區間;

當\(0時,單調遞增區間為\((-1,\cfrac})\)和\((\cfrac},+\infty)\),

單調遞減區間為\((\cfrac},\cfrac})\);

當\(a≤0\)時,單調遞減區間為\((-1,\cfrac})\),單調遞增區間為\((\cfrac},+\infty)\);

已知函式\(f(x)=\cfracax^3-\cfrac(a+1)x^2+x\),且\(a>0\),試判斷函式\(f(x)\)的單調性;

分析:函式\(f(x)\)的定義域為\((-\infty,+\infty)\),\(f'(x)=ax^2-(a+1)x+1=a(x-\cfrac)(x-1)\),

當\(\cfrac=1\)時,即\(a=1\)時,\(f'(x)\geqslant 0\)恆成立,則在\((-\infty,+\infty)\)單調遞增;

當\(\cfrac<1\)時,即\(a>1\)時,

當\(x\in (-\infty,\cfrac)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增;當\(x\in (\cfrac,1)\)時,\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調遞減;當\(x\in (1,+\infty)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增;

當\(\cfrac>1\)時,即\(0時,

當\(x\in (-\infty,1)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增;當\(x\in (1,\cfrac)\)時,\(f'(x)<0\),\(f(x)\)單調遞減;當\(x\in (\cfrac,+\infty)\)時,\(f'(x)>0\),\(f(x)\)單調遞增;

綜上所述,

當\(0時,函式的單調遞增區間為\((-\infty,1)\)和\((\cfrac,+\infty)\),單調遞減區間為\((1,\cfrac)\);

當\(a=1\)時,函式的單調遞增區間為\((-\infty,+\infty)\);

當\(a>1\)時,函式的單調遞增區間為\((-\infty,\cfrac)\)和\((1,+\infty)\),單調遞減區間為\((\cfrac,1)\);

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