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一元二次不等式恒成立问题专项练习

一元二次不等式恒成立问题专项练习 例题:设函数f (x )=mx 2-mx -1.
(1)若对于一切实数x ,f (x )<0恒成立,求m 的取值范围;
(2)对于x ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求m 的取值范围.
(3)对于任意m ∈[1,3],f (x )<-m +5恒成立,求实数x 的取值范围. 解: (1)要使mx 2-mx -1<0恒成立,
若m =0,显然-1<0,满足题意;
若m ≠0,则⎩⎨⎧ m <0,
Δ=m 2+4m <0,即-4<m <0.∴-4<m ≤0.
(2)方法一 要使f (x )<-m +5在x ∈[1,3]上恒成立,
就要使m ⎝ ⎛⎭⎪⎫
x -122
+34m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.
令g (x )=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122
+34m -6,x ∈[1,3].
当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,
∴g (x )max =g (3)=7m -6<0,∴0<m <67;
当m =0时,-6<0恒成立;
当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,
∴g (x )max =g (1)=m -6<0,得m <6,∴m <0.
综上所述,m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫
-∞,67.
方法二 当x ∈[1,3]时,f (x )<-m +5恒成立,
即当x ∈[1,3]时,m (x 2-x +1)-6<0恒成立.
∵x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫
x -122
+34>0,
又m (x 2-x +1)-6<0,∴m <6
x 2-x +1.
∵函数y =6x 2-x +1=6⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34
在[1,3]上的最小值为67
,∴只需
m <67即可.
综上所述,m 的取值范围是⎝
⎛⎭⎪⎫-∞,67. (3) 解 f (x )<-m +5,即mx 2-mx -1<-m +5,
m (x 2-x +1)-6<0.
设g (m )=m (x 2-x +1)-6.
则g (m )是关于m 的一次函数且斜率
x 2-x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+34
>0.
∴g (m )在[1,3]上为增函数,要使g (m )<0在[1,3]上恒成立,只需g (m )max =g (3)<0, 即3(x 2-x +1)-6<0,x 2-x -1<0,
方程x 2-x -1=0的两根为x 1=1-52,x 2=1+52, ∴x 2-x -1<0的解集为⎝ ⎛⎭
⎪⎫1-52,1+52, 即x 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-52
,1+52. 练习:
1. 当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立,则m 的取值范围是________. 解析: 构造函数f (x )=x 2+mx +4,x ∈[1,2],
则f (x )在[1,2]上的最大值为f (1)或f (2).
由于当x ∈(1,2)时,不等式x 2+mx +4<0恒成立.
则有⎩⎨⎧ f 1≤0,f 2≤0,即⎩⎨⎧ 1+m +4≤0,4+2m +4≤0,
可得⎩⎨⎧ m ≤-5,m ≤-4,所以m ≤-5.
2.若不等式x 2+mx +1≥0的解集为R ,则实数m 的取值范围是( )
A.m ≥2
B.m ≤-2
C.m ≤-2或m ≥2
D.-2≤m ≤2
答案 D
解析 由题意,得Δ=m 2-4≤0,∴-2≤m ≤2.
3.当不等式x 2+x +k >0恒成立时,k 的取值范围为________.
答案 ⎝ ⎛⎭
⎪⎫14,+∞ 解析 由题意知Δ<0,即1-4k <0,
得k >14,即k ∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫14,+∞.
3.若关于x 的不等式x 2-4x -m ≥0对任意x ∈(0,1]恒成立,则m 的最大值为
( )
A.1
B.-1
C.-3
D.3
答案 C
解析 由已知可得m ≤x 2-4x 对一切x ∈(0,1]恒成立,
又f (x )=x 2-4x 在(0,1]上为减函数,
∴f (x )min =f (1)=-3,
∴m ≤-3,
∴m 的最大值为-3.
4.对任意a ∈[-1,1],函数f (x )=x 2+(a -4)x +4-2a 的值恒大于零,则x 的取值范围是( )
A.1<x <3
B.x <1或x >3
C.1<x <2
D.x <1或x >2
答案 B
解析 设g (a )=(x -2)a +(x 2-4x +4), g (a )>0恒成立且a ∈[-1,1]
⇔⎩⎨⎧ g 1=x 2-3x +2>0,g -1=x 2-5x +6>0
⇔⎩⎨⎧ x <1或x >2,x <2或x >3⇔x <1或x >3.
5.对于任意实数x ,不等式(a -2)x 2-2(a -2)x -4<0恒成立,则实数a 的取值范围是( )
A.(-∞,2)
B.(-∞,2]
C.(-2,2)
D.(-2,2]
答案 D 解析 当a -2≠0时,
⎩⎨⎧ a -2<0,4a -22-4
a -2·-4<0,即⎩⎨⎧ a <2,a 2<4, 解得-2<a <2.
当a -2=0时,-4<0恒成立,
综上所述,-2<a ≤2.
6.若不等式(a 2-1)x 2-(a -1)x -1<0的解集为R ,则实数a 的取值范围是________.
答案 ⎝ ⎛⎦
⎥⎤-35,1 解析 ①当a 2-1=0时,a =1或a =-1.
若a =1,则原不等式为-1<0,恒成立,满足题意.
若a =-1,则原不等式为2x -1<0,
即x <12
,不合题意,舍去. ②当a 2-1≠0,即a ≠±1时,
原不等式的解集为R 的条件是
⎩⎨⎧ a 2-1<0,Δ=[-a -1]2+4a 2-1<0,解得-35
<a <1. 综上,a 的取值范围是⎝ ⎛⎦
⎥⎤-35,1. 7.已知函数f (x )=x 2
+ax +3.
(1)当x ∈R 时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围;
(2)当x ∈[-2,2]时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围. 解 (1)f (x )≥a 恒成立,即x 2+ax +3-a ≥0恒成立,必须且只需Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0,
∴-6≤a ≤2,∴a 的取值范围为[-6,2].
(2)f (x )=x 2+ax +3=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +a 22+3-a 2
4.
①当-a 2<-2,即a >4时, f (x )min =f (-2)=-2a +7,
由-2a +7≥a ,得a ≤73
,∴a 不存在; ②当-2≤-a 2≤2,即-4≤a ≤4时,f (x )min =3-a 24, 由3-a 24
≥a ,得-6≤a ≤2,∴-4≤a ≤2; ③当-a 2
>2,即a <-4时,f (x )min =f (2)=2a +7, 由2a +7≥a ,得a ≥-7,∴-7≤a <-4. 综上,a 的取值范围为[-7,2].。

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