已知关于xx的不等式ax2+4ax−3<0.(1)ax^{2}+4ax-3< 0.(1)若不等式的解集为{x∣x<−3\left\{\begin{array}{l}x\left|{x< -3}\right.\end{array}\right.或x>−1}x>-1\},求aa的值; (2)若不等式的解集是RR,求aa的取值范围.

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完整解法

(1)

1. 讨论二次项系数 $a=0$ 的情况

当 a=0a=0 时,原不等式化为 −3<0-3 < 0,该不等式的解集为 R\mathbf{R},不符合题意,舍去.

2. 分析 $a \neq 0$ 时不等式解集与对应方程根的关系

当 a≠0a \neq 0 时,由于不等式 ax2+4ax−3<0ax^2+4ax-3 < 0 的解集为 {x∣x<−3 或 x>−1}\{x | x < -3 \text{ 或 } x > -1\},
所以对应的二次函数图象开口向上或向下?因为解集是两根之外,所以二次项系数 a<0a < 0,
且 −3-3 和 −1-1 是对应方程 ax2+4ax−3=0ax^2+4ax-3=0 的两个实数根.

3. 利用根与系数的关系求出 $a$ 的值并检验

根据一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),得:
(−3)×(−1)=−3a(-3) \times (-1) = \dfrac{-3}{a},
解得 a=−1a = -1.
且此时两根之和为 −3+(−1)=−4=−4aa-3 + (-1) = -4 = -\dfrac{4a}{a} 恒成立,且 a=−1<0a = -1 < 0 满足条件.
综上所述,aa 的值为 −1-1.

答案

a=−1a = -1

(2)

1. 讨论 $a=0$ 时不等式恒成立的情况

当 a=0a=0 时,不等式化为 −3<0-3 < 0,在 R\mathbf{R} 上恒成立,符合题意,此时 a=0a=0 满足条件.

2. 分析 $a \neq 0$ 时不等式恒成立的充要条件

当 a≠0a \neq 0 时,不等式 ax2+4ax−3<0ax^2+4ax-3 < 0 的解集为 R\mathbf{R},即在实数集内恒成立,
必须满足二次函数图象开口向下且与 xx 轴无交点,即:
{a<0Δ<0\begin{cases} a < 0 \\ \Delta < 0 \end{cases}

3. 计算判别式并求解 $a$ 的范围

计算判别式:
Δ=(4a)2−4⋅a⋅(−3)=16a2+12a\Delta = (4a)^2 - 4 \cdot a \cdot (-3) = 16a^2 + 12a.
由 Δ<0\Delta < 0 得 16a2+12a<0  ⟹  4a(4a+3)<016a^2 + 12a < 0 \implies 4a(4a+3) < 0.
又因为 a<0a < 0,解得 −34<a<0-\dfrac{3}{4} < a < 0.

4. 综合两种情况得出 $a$ 的取值范围

综上所述,结合 a=0a=0 与 −34<a<0-\dfrac{3}{4} < a < 0,
aa 的取值范围是 (−34,0]\left(-\dfrac{3}{4}, 0\right](或写为 −34<a≤0-\dfrac{3}{4} < a \le 0).

答案

a∈(−34,0]a \in \left(-\dfrac{3}{4}, 0\right]

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