11. 已知关于 $ x $ 的不等式组 $ \begin{cases} x + k ≤ 5 - 2x & ①, \\ 4(x - \frac{3}{4}) ≥ x - 1 & ②. \end{cases} $
(1)若该不等式组的解集为 $ \frac{2}{3} ≤ x ≤ 3 $,求 $ k $ 的值;
(2)若该不等式组的整数解只有 $ 1 $ 和 $ 2 $,求 $ k $ 的取值范围。
(1)若该不等式组的解集为 $ \frac{2}{3} ≤ x ≤ 3 $,求 $ k $ 的值;
(2)若该不等式组的整数解只有 $ 1 $ 和 $ 2 $,求 $ k $ 的取值范围。
答案
(1) $k = -4$,
(2) $ -4 < k ≤ -1$,
对于选择题形式,如果这是单选题的两小问,则答案依次选为:
(1) B(假设选项B对应-4),
(2) D(假设选项D对应$ -4 < k ≤ -1$的范围)。
(2) $ -4 < k ≤ -1$,
对于选择题形式,如果这是单选题的两小问,则答案依次选为:
(1) B(假设选项B对应-4),
(2) D(假设选项D对应$ -4 < k ≤ -1$的范围)。
解析
(1)解不等式①:
$x + k ≤ 5 - 2x$,
$3x ≤ 5 - k$,
$x ≤ \frac{5 - k}{3}$。
解不等式②:
$4(x - \frac{3}{4}) ≥ x - 1$,
$4x - 3 ≥ x - 1$,
$3x ≥ 2$,
$x ≥ \frac{2}{3}$。
由于不等式组的解集为 $\frac{2}{3} ≤ x ≤ 3$,因此:
$\frac{5 - k}{3} = 3$,
$5 - k = 9$,
$k = -4$。
(2)由(1)知不等式组的解集为 $\frac{2}{3} ≤ x ≤ \frac{5 - k}{3}$。
因为不等式组的整数解只有 $1$ 和 $2$,所以:
$2 ≤ \frac{5 - k}{3} < 3 × \2(即(整数3不取))$,
$2 ≤ \frac{5 - k}{3} < 3$,
$6 ≤ 5 - k < 9$,
$-4 < k -5 ≤ -1 × -1(不等式两边同时乘以-1,不等号方向发生变化)$,
即$-1\le k< -(-4+5) ,$
$ -1 ≤ k < -(-4+5),$
$-1 ≤ k < -1× -(-1+4?(计算整理)),$
$ -1 ≤ k < - ( - 3 + 0 ) ,$
$-1 ≤ k < -( - (5-2× 2-0)),$
即:
$-1 ≤ k < -(1- ( 4 - 2 × 2 ) × 3 -5+4?(回到不等式)),$
整理得:
$-1 ≤ k < ( 5 - 3 × 3 ) ,$
$-1 ≤ k < -4 + 5,$
即:
$ -1 ≤ k < - ( - 4 + 3 × (3-2) ) ,$
$ -1 ≤ k < -(-1),$
即:
$ -1 ≤ k < ( - ( - 4+ 3 ) ) ,$
$k$ 的取值范围为 $-1 ≤ k < 2$(不取3因为x取不到3),
根据题目要求整数解只有1和2,因此对k范围进行修正(因为当$\frac{5 - k}{3}=2$时,k=-1,此时x≤2,包含整数解2,1,0-等,因此对上限进行调整,采用左闭右开区间):
即k要满足$2< \frac{5 - k}{3}\le 3$的左边不等式,保证x小于3,
即:
$\frac{5 - k}{3} >2$
$5-k>6$
$k < -1$ 不成立,
或
$\frac{5 - k}{3}\le 3,$
$5-k ≤ 9,$
$-k ≤ 4,$
$k\ge -4,$
结合$\frac{5 - k}{3} > \frac{2}{3}(x=1时的情况,因为若小于三分之二则整数解从x=0开始),$
而我们已经知道x≥三分之二,
所以只需考虑上界,
即要求:
$2 \le \frac{5-k}{3} < 3,$
解得:
$-4 < k ≤ -1$ 的右边,且k不能取到使x=3的值,
而当k=-1时,$\frac{5-k}{3}=\frac{6}{3}=2$,此时x≤2,满足,
当k取-4时,$\frac{5-(-4)}{3}=3$,此时x≤3,不满足,
所以k的取值要大于-4且小于等于-1的右边部分不包含-4,
即:
$-4 < k ≤ -1$ 的右边修正为k≤-1且k取不到-4,而因为整数解只有1和2,所以当k在-1到2之间(不包含2)时,x≤一个数,这个数在2到3之间,此时整数解仍只有1和2,
综合得:
$-1 ≤ k < 2$ 不满足只有1和2,
所以k的取值范围应为:
$-4 < k ≤ -1$ 的左边修正为k≥-4的右边且k≤-1,而因为当k=-4时,x≤3,不满足,所以左边界为不包含-4,
即最终范围:
$-1\le k < 2$ 的左边应修正为k必须大于-4且小于等于-1才能满足整数解只有1和2(因为当k在-1和2之间时,x的上界在2和3之间,此时整数解包含1,2和可能的其他小于2的整数,但题目要求只有1和2,所以k不能大于等于2,而当k小于-1时,x的上界会大于2但小于3,此时整数解仍只有1和2,直到k小于-4时,x的上界会大于3,此时整数解会包含3,不满足),
所以最终确定:
$ -4 < k ≤ -1$(不取等号在-4,因为当k=-4时,解集包含3)。
$x + k ≤ 5 - 2x$,
$3x ≤ 5 - k$,
$x ≤ \frac{5 - k}{3}$。
解不等式②:
$4(x - \frac{3}{4}) ≥ x - 1$,
$4x - 3 ≥ x - 1$,
$3x ≥ 2$,
$x ≥ \frac{2}{3}$。
由于不等式组的解集为 $\frac{2}{3} ≤ x ≤ 3$,因此:
$\frac{5 - k}{3} = 3$,
$5 - k = 9$,
$k = -4$。
(2)由(1)知不等式组的解集为 $\frac{2}{3} ≤ x ≤ \frac{5 - k}{3}$。
因为不等式组的整数解只有 $1$ 和 $2$,所以:
$2 ≤ \frac{5 - k}{3} < 3 × \2(即(整数3不取))$,
$2 ≤ \frac{5 - k}{3} < 3$,
$6 ≤ 5 - k < 9$,
$-4 < k -5 ≤ -1 × -1(不等式两边同时乘以-1,不等号方向发生变化)$,
即$-1\le k< -(-4+5) ,$
$ -1 ≤ k < -(-4+5),$
$-1 ≤ k < -1× -(-1+4?(计算整理)),$
$ -1 ≤ k < - ( - 3 + 0 ) ,$
$-1 ≤ k < -( - (5-2× 2-0)),$
即:
$-1 ≤ k < -(1- ( 4 - 2 × 2 ) × 3 -5+4?(回到不等式)),$
整理得:
$-1 ≤ k < ( 5 - 3 × 3 ) ,$
$-1 ≤ k < -4 + 5,$
即:
$ -1 ≤ k < - ( - 4 + 3 × (3-2) ) ,$
$ -1 ≤ k < -(-1),$
即:
$ -1 ≤ k < ( - ( - 4+ 3 ) ) ,$
$k$ 的取值范围为 $-1 ≤ k < 2$(不取3因为x取不到3),
根据题目要求整数解只有1和2,因此对k范围进行修正(因为当$\frac{5 - k}{3}=2$时,k=-1,此时x≤2,包含整数解2,1,0-等,因此对上限进行调整,采用左闭右开区间):
即k要满足$2< \frac{5 - k}{3}\le 3$的左边不等式,保证x小于3,
即:
$\frac{5 - k}{3} >2$
$5-k>6$
$k < -1$ 不成立,
或
$\frac{5 - k}{3}\le 3,$
$5-k ≤ 9,$
$-k ≤ 4,$
$k\ge -4,$
结合$\frac{5 - k}{3} > \frac{2}{3}(x=1时的情况,因为若小于三分之二则整数解从x=0开始),$
而我们已经知道x≥三分之二,
所以只需考虑上界,
即要求:
$2 \le \frac{5-k}{3} < 3,$
解得:
$-4 < k ≤ -1$ 的右边,且k不能取到使x=3的值,
而当k=-1时,$\frac{5-k}{3}=\frac{6}{3}=2$,此时x≤2,满足,
当k取-4时,$\frac{5-(-4)}{3}=3$,此时x≤3,不满足,
所以k的取值要大于-4且小于等于-1的右边部分不包含-4,
即:
$-4 < k ≤ -1$ 的右边修正为k≤-1且k取不到-4,而因为整数解只有1和2,所以当k在-1到2之间(不包含2)时,x≤一个数,这个数在2到3之间,此时整数解仍只有1和2,
综合得:
$-1 ≤ k < 2$ 不满足只有1和2,
所以k的取值范围应为:
$-4 < k ≤ -1$ 的左边修正为k≥-4的右边且k≤-1,而因为当k=-4时,x≤3,不满足,所以左边界为不包含-4,
即最终范围:
$-1\le k < 2$ 的左边应修正为k必须大于-4且小于等于-1才能满足整数解只有1和2(因为当k在-1和2之间时,x的上界在2和3之间,此时整数解包含1,2和可能的其他小于2的整数,但题目要求只有1和2,所以k不能大于等于2,而当k小于-1时,x的上界会大于2但小于3,此时整数解仍只有1和2,直到k小于-4时,x的上界会大于3,此时整数解会包含3,不满足),
所以最终确定:
$ -4 < k ≤ -1$(不取等号在-4,因为当k=-4时,解集包含3)。
已知实数 $ a $ 是不等于 $ 3 $ 的常数,解不等式组 $ \begin{cases} -2x + 3 ≥ -3 & ①, \\ \frac{1}{2}(x - 2a) + \frac{1}{2}x < 0 & ②, \end{cases} $ 并依据 $ a $ 的取值情况写出其解集。
答案
当a > 3时,解集为x ≤ 3;当a < 3时,解集为x < a。
解析
解不等式①:-2x + 3 ≥ -3,移项得-2x ≥ -6,两边除以-2(不等号变向),得x ≤ 3。
解不等式②:(1/2)(x - 2a) + (1/2)x < 0,化简得x - a < 0,即x < a。
∵a≠3,
∴当a > 3时,不等式组解集为x ≤ 3;当a < 3时,不等式组解集为x < a。
解不等式②:(1/2)(x - 2a) + (1/2)x < 0,化简得x - a < 0,即x < a。
∵a≠3,
∴当a > 3时,不等式组解集为x ≤ 3;当a < 3时,不等式组解集为x < a。
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