题目
已知不等式2≤ax2+bx+c≤3的解集为(x|2≤x≤3).(1)若a>0,求6b+5c的值;(2)若a>0,且不等式ax2+(b-3)x-c≤0有且仅有9个整数解,求a的取值范围;(3)若a≠0解关于x的不等式:ax2+(b-1)x+5<0.
已知不等式2≤ax2+bx+c≤3的解集为{x|2≤x≤3}.
(1)若a>0,求6b+5c的值;
(2)若a>0,且不等式ax2+(b-3)x-c≤0有且仅有9个整数解,求a的取值范围;
(3)若a≠0解关于x的不等式:ax2+(b-1)x+5<0.
(1)若a>0,求6b+5c的值;
(2)若a>0,且不等式ax2+(b-3)x-c≤0有且仅有9个整数解,求a的取值范围;
(3)若a≠0解关于x的不等式:ax2+(b-1)x+5<0.
题目解答
答案
解:(1)因为a>0,不等式2≤ax2+bx+c≤3的解集为{x|2≤x≤3},
所以不等式ax2+bx+c≤3的解集为{x|2≤x≤3},且不等式ax2+bx+c≥2的解集为R;
所以2和3是方程ax2+bx+c=3的两个实数根,
所以$\left\{\begin{array}{l}{2+3=-\frac{b}{a}}\\{2×3=\frac{c-3}{a}}\end{array}\right.$,解得b=-5a,c=6a+3;
所以6b+5c=6×(-5a)+5×(6a+3)=15.
(2)由(1)知,b=-5a,c=6a+3,
所以不等式ax2+bx+c≥2,可化为ax2-5ax+6a+1≥0,
由(1)知,不等式ax2-5ax+6a+1≥0恒成立,
所以$\left\{\begin{array}{l}{a>0}\\{Δ=2{5a}^{2}-4a(6a+1)≤0}\end{array}\right.$,解得0<a≤4;
所以不等式ax2+(b-3)x-c≤0,等价于ax2-(5a+3)x-(6a+3)≤0,
即[ax-(6a+3)](x+1)≤0,解得-1≤x≤6+$\frac{3}{a}$;
因为不等式ax2+(b-3)x-c≤0有且仅有9个整数解,
所以7≤6+$\frac{3}{a}$<8,解得$\frac{3}{2}$<a≤3,
综上,a的取值范围是($\frac{3}{2}$,3].
(3)若a>0,则由(1)可知,ax2+(b-1)x+5<0可化为ax2-(5a+1)x+5<0,即(ax-1)(x-5)<0,
当0<a<$\frac{1}{5}$时,5<x<$\frac{1}{a}$,不等式的解集为(5,$\frac{1}{a}$);
当a=$\frac{1}{5}$时,不等式为(x-5)2<0,解集为∅;
当$\frac{1}{5}$<a≤4时,$\frac{1}{a}$<x<5,不等式的解集为($\frac{1}{a}$,5);
若a<0,则不等式ax2+bx+x≥2的解集为{x|2≤x≤3},且ax2+bx+c≤3的解集为R;
所以2和3是方程ax2+bx+c=2的两个实数根,
所以$\left\{\begin{array}{l}{2+3=-\frac{b}{a}}\\{2×3=\frac{c-2}{a}}\end{array}\right.$,解得b=-5a,c=6a+2;
所以不等式ax2+bx+c≤3,化为a2-5ax+6a-1≤0,且该不等式的解集为R,
所以$\left\{\begin{array}{l}{a<0}\\{Δ=2{5a}^{2}-4a(6a-1)≤0}\end{array}\right.$,解得-4≤a<0;
所以不等式ax2+(b-1)x+5<0,可化为ax2-(5a+1)x+5<0,即(ax-1)(x-5)<0,
解得x<$\frac{1}{a}$或x>5,所以不等式的解集为(-∞,$\frac{1}{a}$)∪(5,+∞);
综上,-4≤a<0时,不等式的解集为(-∞,$\frac{1}{a}$)∪(5,+∞);
0<a<$\frac{1}{5}$时,不等式的解集为(5,$\frac{1}{a}$);
a=$\frac{1}{5}$时,不等式的解集为∅;
$\frac{1}{5}$<a≤4时,不等式的解集为($\frac{1}{a}$,5).
所以不等式ax2+bx+c≤3的解集为{x|2≤x≤3},且不等式ax2+bx+c≥2的解集为R;
所以2和3是方程ax2+bx+c=3的两个实数根,
所以$\left\{\begin{array}{l}{2+3=-\frac{b}{a}}\\{2×3=\frac{c-3}{a}}\end{array}\right.$,解得b=-5a,c=6a+3;
所以6b+5c=6×(-5a)+5×(6a+3)=15.
(2)由(1)知,b=-5a,c=6a+3,
所以不等式ax2+bx+c≥2,可化为ax2-5ax+6a+1≥0,
由(1)知,不等式ax2-5ax+6a+1≥0恒成立,
所以$\left\{\begin{array}{l}{a>0}\\{Δ=2{5a}^{2}-4a(6a+1)≤0}\end{array}\right.$,解得0<a≤4;
所以不等式ax2+(b-3)x-c≤0,等价于ax2-(5a+3)x-(6a+3)≤0,
即[ax-(6a+3)](x+1)≤0,解得-1≤x≤6+$\frac{3}{a}$;
因为不等式ax2+(b-3)x-c≤0有且仅有9个整数解,
所以7≤6+$\frac{3}{a}$<8,解得$\frac{3}{2}$<a≤3,
综上,a的取值范围是($\frac{3}{2}$,3].
(3)若a>0,则由(1)可知,ax2+(b-1)x+5<0可化为ax2-(5a+1)x+5<0,即(ax-1)(x-5)<0,
当0<a<$\frac{1}{5}$时,5<x<$\frac{1}{a}$,不等式的解集为(5,$\frac{1}{a}$);
当a=$\frac{1}{5}$时,不等式为(x-5)2<0,解集为∅;
当$\frac{1}{5}$<a≤4时,$\frac{1}{a}$<x<5,不等式的解集为($\frac{1}{a}$,5);
若a<0,则不等式ax2+bx+x≥2的解集为{x|2≤x≤3},且ax2+bx+c≤3的解集为R;
所以2和3是方程ax2+bx+c=2的两个实数根,
所以$\left\{\begin{array}{l}{2+3=-\frac{b}{a}}\\{2×3=\frac{c-2}{a}}\end{array}\right.$,解得b=-5a,c=6a+2;
所以不等式ax2+bx+c≤3,化为a2-5ax+6a-1≤0,且该不等式的解集为R,
所以$\left\{\begin{array}{l}{a<0}\\{Δ=2{5a}^{2}-4a(6a-1)≤0}\end{array}\right.$,解得-4≤a<0;
所以不等式ax2+(b-1)x+5<0,可化为ax2-(5a+1)x+5<0,即(ax-1)(x-5)<0,
解得x<$\frac{1}{a}$或x>5,所以不等式的解集为(-∞,$\frac{1}{a}$)∪(5,+∞);
综上,-4≤a<0时,不等式的解集为(-∞,$\frac{1}{a}$)∪(5,+∞);
0<a<$\frac{1}{5}$时,不等式的解集为(5,$\frac{1}{a}$);
a=$\frac{1}{5}$时,不等式的解集为∅;
$\frac{1}{5}$<a≤4时,不等式的解集为($\frac{1}{a}$,5).