题型二、不等式中的恒成立问题
【例2】 关于x的不等式(1+m)x2+mx+m<x2+1对x∈R恒成立,求实数m的取值范围.
[解] 原不等式等价于mx2+mx+m-1<0,对x∈R恒成立,
当m=0时,0·x2+0·x-1<0对x∈R恒成立.
当m≠0时,由题意,得
⇔
⇔⇔m<0.
综上,m的取值范围为m≤0.
【类题通法】
不等式对任意实数x恒成立,就是不等式的解集为R,对于一元二次不等式ax2+bx+c>0,它的解集为R的条件为
一元二次不等式ax2+bx+c≥0,它的解集为R的条件为
一元二次不等式ax2+bx+c>0的解集为∅的条件为
【对点训练】
2.若关于x的不等式ax2+2x+2>0在R上恒成立,求实数a的取值范围.
解:
当a=0时,原不等式可化为2x+2>0,其解集不为R,故a=0不满足题意,舍去;
当a≠0时,要使原不等式的解集为R,只需
解得a>.
综上,所求实数a的取值范围为.
题型三、一元二次不等式的实际应用
【例3】 某农贸公司按每担200元收购某农产品,并按每100元纳税10元(又称征税率为10个百分点),计划可收购a万担,政府为了鼓励收购公司多收购这种农产品,决定将征税率降低x(x≠0)个百分点,预测收购量可增加2x个百分点.
(1)写出税收y(万元)与x的函数关系式;
(2)要使此项税收在税率调节后,不少于原计划税收的83.2%,试确定x的取值范围.
[解]
(1)降低税率后的税率为(10-x)%,农产品的收购量为a(1+2x%)万担,收购总金额为200a(1+2x%).
依题意得,y=200a(1+2x%)(10-x)%
=a(100+2x)(10-x)(0<x<10).
(2)原计划税收为200a·10%=20a(万元).
依题意得,a(100+2x)(10-x)≥20a×83.2%,
化简得x2+40x-84≤0,
∴-42≤x≤2.
又∵0<x<10,
∴0<x≤2.
∴x的取值范围是{x|0<x≤2}.
【类题通法】
用一元二次不等式解决实际问题的操作步骤是:
(1)理解题意,搞清量与量之间的关系;
(2)建立相应的不等关系,把实际问题抽象为数学中的一元二次不等式问题;
(3)解这个一元二次不等式,得到实际问题的解.
【对点训练】
3.某校园内有一块长为800m,宽为600m的长方形地面,现要对该地面进行绿化,规划四周种花卉(花卉带的宽度相同),中间种草坪,若要求草坪的面积不小于总面积的一半,求花卉带宽度的范围.
解:
设花卉带的宽度为xm,则中间草坪的长为(800-2x)m,宽为(600-2x)m.根据题意可得(800-2x)(600-2x)≥×800×600,整理得x2-700x+600×100≥0,即(x-600)(x-100)≥0,所以0<x≤100或x≥600,x≥600不符合题意,舍去.
故所求花卉带宽度的范围为(0,100]m.
【练习反馈】
1.若集合A={x|-1≤2x+1≤3},B={x|≤0},则A∩B=( )
A.{x|-1≤x<0} B.{x|0<x≤1}
C.{x|0≤x≤2} D.{x|0≤x≤1}
解析:
选B ∵A={x|-1≤x≤1},B={x|0<x≤2},
∴A∩B={x|0<x≤1}.
2.已知不等式x2+ax+4<0的解集为空集,则a的取值范围是( )
A.-4≤a≤4 B.-4<a<4
C.a≤-4或a≥4 D.a<-4或a>4
解析:
选A 依题意应有Δ=a2-16≤0,
解得-4≤a≤4,故选A.
3.不等式≤3的解集为________.
解析:
≤3⇔-3≤0⇔≥0⇔x(2x-1)≥0且x≠0⇔x<0或x≥.
答案:
4.若函数f(x)=log2(x2-2ax-a)的定义域为R,则a的取值范围为________.
解析:
已知函数定义域为R,即x2-2ax-a>0
对任意x∈R恒成立.
∴Δ=(-2a)2+4a<0.
解得-1<a<0.
答案:
(-1,0)
5.你能用一根长为100m的绳子围成一个面积大于600m2的矩形吗?
解:
设围成的矩形一边的长为xm,则另一边的长为(50-x)m,且0<x<50.
由题意,得围成矩形的面积S=x(50-x)>600,
即x2-50x+600<0,解得20<x<30.
所以,当矩形一边的长在(20,30)的范围内取值时,能围成一个面积大于600m2的矩形.