绝对值不等式的证明
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绝对值不等式的证明及应用一、绝对值有关性质回顾:①(0)0(0)(0)a a a a a a >⎧⎪==⎨⎪-<⎩②ab a b =,aa b b= (0)b ≠ ③22a a =④0a ≥ ⑤a a a -≤≤⑥x a a x a ≤⇔-≤≤ x a x a a ≥⇔≥≤-或 二、绝对值不等式:定理:绝对值三角不等式:a b a b a b-≤±≤+.(代数形式)a b a b a b -≤±≤+(向量形式)几何解释:三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边.(0b a b ab +≤+≥取等号) 证明:方法一:()22+a b a b +≤, 2222+22a ab b a ab b +≤++, 22ab ab ≤,而22ab ab ≤显然成立,∴(0a b a b ab +≤+≥取等号)||||||a b a b +=====+||||||a b a b +===<==+方法二:(选修4-5证法) 当ab ≥0时, ||,ab ab =||,ab ab =-当ab <0时综上,a b a b +≤+ 0ab ≥当时,取等号, 方法三:(原人教版教材证法) ∵a a a -≤≤ ① b b b -≤≤ ②①+②:()a b a b a b -+≤+≤+, 逆用性质x a ≤得:a b a b +≤+推论1:123123.......n a a a a a a a +++≤++ ,当123,,,......n a a a a 都非正或都非负时。
a b a b -≤+.证明:方法一:当0a b -<时显然成立,当0a b -≥时,两边平方,()22a b a b-≤+, 222222a ab b a ab b -+≤++, 22ab ab -≤,而22ab ab -≤显然成立,∴a b a b -≤+,(当0ab <时取等号). 方法二:直接利用定理1a ab b a b b a b b =+-≤++-=++.当()()0a b b +-≥时,取等号.即()00a b b ab +≤⇒≤,取等号. 合在一起得:a b a b a b -≤+≤+.(当0ab ≤时左边取等号,当0ab ≥时右边取等号)(当0ab ≥时左边取等号, 当0ab ≤时左边取等号)证明:只需利用已有结论把a b a b a b -≤+≤+中的b 用b -代替即得到定理3.b ac b c -≤-+-证明:a b a c c b a c c b a c b c-=-+-≤-+-=-+-,(当()()0a c c b --≥时,取等号)几何解释:设A ,B ,C 为数轴上的3个点,分别表示数a ,b ,c ,则线段.CB AC AB +≤当且仅当C 在A ,B 之间时,等号成立。
绝对值不等式一、绝对值三角不等式1.定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.2.定理2:如果a,b,c是实数,则|a-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.二、绝对值不等式的解法(1)|a x+b|≤c⇔-c≤a x+b≤c ;(2)|a x+b|≥c⇔a x+b≥c或a x+b≤-c .3.|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法方法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想.方法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;方法三:通过构造函数,利用函数的图像求解,体现了函数与方程的思想.二、绝对值不等式的解法(1)|a x+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c ;(2)|a x+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c .3.|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法方法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想.方法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;方法三:通过构造函数,利用函数的图像求解,体现了函数与方程的思想.1.不等式|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|,右侧“=”成立的条件是ab≥0,左侧“=”成立的条件是ab≤0且|a|≥|b|;不等式|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,右侧“=”成立的条件是ab≤0,左侧“=”成立的条件是ab≥0且|a|≥|b|.2.|x-a|+|x-b|≥c表示到数轴上点A(a),B(b)距离之和大于或等于c的所有点,只要在数轴上确定出具有上述特点的点的位置,就可以得出不等式的解.例4:若不等式|x+1|+|x-2|≥a对任意x∈R恒成立,则a的取值范围是________.解:由于|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,所以只需a≤3即可.若本题条件变为“∃x∈R使不等式|x+1|+|x-2|<a成立为假命题”,求a的范围.解:由条件知其等价命题为对∀x∈R,|x+1|+|x-2|≥a恒成立,故a≤(|x+1|+|x-2|)min,又|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,∴a≤3.例5:不等式log3(|x-4|+|x+5|)>a对于一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是________.解:由绝对值的几何意义知:|x-4|+|x+5|≥9,则log3(|x-4|+|x+5|)≥2所以要使不等式log3(|x-4|+|x+5|)>a对于一切x∈R恒成立,则需a<2.例6:某地街道呈现东——西,南——北向的网络状,相邻街距都为1,两街道相交的点称为格点.若以相互垂直的两条街道为轴建立直角坐标系,现有下述格点(-2,2),(3,1),(3,4),(-2,3),(4,5),(6,6)为报刊零售点,请确定一个格点(除零售点外)________为发行站,使6个零售点沿街道到发行站之间的路程的和最短.解:设格点(x,y)(其中x,y∈Z)为发行站,使6个零售点沿街道到发行站之间的路程的和最短,即使(|x+2|+|y-2|+(|x-3|+|y-1|)+(|x-3|+|y-4|)+(|x+2|+|y-3|)+(|x-4|+|y-5|)+(|x-6|+|y-6|)=[(|x+2|+|x-6|)+(|x+2|+|x-4|)+2|x-3|]+[|y-1|+|y-2|+|y-3|+|y-4|+|y-5|+|y-6|]取得最小值的格点(x,y)(其中x,y∈Z).注意到[(|x+2|+|x-6|)+(|x+2|+|x-4|) +2|x-3|]≥|(x+2)-(x-6)|+|(x+2)-(x-4)|+0=14,当且仅当x=3取等号;|y-1|+|y-2|+|y-3|+|y-4|+|y-5|+|y-6|=(|y-1|+|y-6|)+(|y-2|+|y-5|+(|y-3|+|y-4|)≥|(y-1)-(y-6)|+|(y-2)-(y-5)|+|(y-3)-(y-4)|=9,当且仅当y=3或y=4时取等号.因此,应确定格点(3,3)或(3,4)为发行站.又所求格点不能是零售点,所以应确定格点(3,3)为发行站.1.对绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|中等号成立的条件要深刻理解,特别是用此定理求函数的最值时.2.该定理可以强化为:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,它经常用于证明含绝对值的不等式.3.对于求y=|x-a|+|x-b|或y=|x+a|-|x-b|型的最值问题利用绝对值三角不等式更简洁、方便.例7:设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>0.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集;(2)若不等式f(x)≤0的例9:已知关于x的不等式|2x+1|+|x-3|>2a-32恒成立,求实数a的取值范围.y =⎩⎪⎨⎪⎧ -3x +2,x <-12,x +4,-12≤x <3,3x -2,x ≥3,∴当x =-12时,y =|2x +1|+|x -3|取最小值72,∴72>2a -32,即得a <52. 例10:已知f (x )=1+x 2,a ≠b ,求证:|f (a )-f (b )|<|a -b |.解:∵|f (a )-f (b )|=|1+a 2-1+b 2|=|a 2-b 2|1+a 2+1+b 2=|a -b ||a +b |1+a 2+1+b 2, 又|a +b |≤|a |+|b |=a 2+b 2<1+a 2+1+b 2,∴|a +b |1+a 2+1+b 2<1.∵a ≠b ,∴|a -b |>0.∴|f (a )-f (b )|<|a -b |.例11:已知a ,b ∈R 且a ≠0,求证:|a |2|a |≥|a |2-|b |2. 证明:①若|a |>|b |,则左边=|a +b |·|a -b |2|a |=|a +b |·|a -b ||a +b +a -b |≥|a +b |·|a -b ||a +b |+|a -b |=11|a +b |+1|a -b |. ∵1|a +b |≤1|a |-|b |,1|a -b |≤1|a |-|b |,∴1|a +b |+1|a -b |≤2|a |-|b |.∴左边≥|a |-|b |2=右边,∴原不等式成立. ②若|a|=|b|,则a 2=b 2,左边=0=右边,∴原不等式成立.③若|a|<|b|,则左边>0,右边<0,原不等式显然成立.综上可知原不等式成立.证明:|f(x)-f(a)|=|x 2-x +43-a 2+a -43|=|(x -a)(x +a -1)|=|x -a|·|x +a -1|.∵|x -a|<1, ∴|x|-|a|≤|x -a|<1.∴|x|<|a|+1.∴|f(x)-f(a)|=|x -a|·|x +a -1|<|x +a -1|≤|x|+|a|+1<2(|a|+1). 例13:已知函数f (x )=log 2(|x -1|+|x -5|-a ).(1)当a =2时,求函数f (x )的最小值;(2)当函数f (x )的定义域为R 时,求实数a 的取值范围.解:函数的定义域满足|x -1|+|x -5|-a >0,即|x -1|+|x -5|>a .(1)当a =2时,f (x )=log 2(|x -1|+|x -5|-2),设g (x )=|x -1|+|x -5|,则g (x )=|x -1|+|x -5|=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -6,x ≥5,4,1<x <5,6-2x ,x ≤1,g (x )min =4,f (x )min =log 2(4-2)=1.(2)由(1)知,g (x )=|x -1|+|x -5|的最小值为4,|x -1|+|x -5|-a >0,∴a <4.∴a 的取值范围是(-∞,4). x -4|-|x -2|>1.解:(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -2, x >4,-2x +6, 2≤x ≤4,2, x <2.则函数y =f (x )的图像如图所示.(2)由函数y =f (x )的图像容易求得不等式|x -4|-|x -2|>1的解集为5,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭。
含绝对值符号的不等式的解法与证明————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:[本周内容]含绝对值符号的不等式的解法与证明[重点难点]1.实数绝对值的定义:|a|=这是去掉绝对值符号的依据,是解含绝对值符号的不等式的基础。
2.最简单的含绝对值符号的不等式的解。
若a>0时,则|x|<a -a<x<a;|x|>a x<-a或x>a。
注:这里利用实数绝对值的几何意义是很容易理解上式的,即|x|可看作是数轴上的动点P(x)到原点的距离。
3.常用的同解变形|f(x)|<g(x) -g(x)<f(x)<g(x);|f(x)|>g(x) f(x)<-g(x)或f(x)>g(x);|f(x)|<|g(x)| f2(x)<g2(x)。
4.三角形不等式:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|。
例题选讲:例1.解不等式|x2+4x-1|<4.............①解:①-4<x2+4x-1<4-5<x<-3或-1<x<1。
即原不等式的解集是(-5,-3)∪(-1,1)。
例2.解不等式|x2-3|>2x...........①解:①x2-3<-2x或x2-3>2x x2+2x-3<0或x2-2x-3>0-3<x<1或x<-1或x>3 x<1或x>3。
即原不等式的解集(-∞,1)∪(3,+∞)。
例3.解不等式||≤1...........①解:①(2) |2x+3|2≤|x-1|2(2x+3)2-(x-1)2≤0 (2x+3-x+1)(2x+3+x-1)≤0(x+4)(3x+2)≤0,-4≤x≤-。
(3) x≠1。
不等式·含绝对值符号的不等式证明·教案一、教学目标:1. 让学生掌握含绝对值符号的不等式的基本性质和证明方法。
2. 培养学生运用不等式解决实际问题的能力。
3. 提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学内容:1. 绝对值符号的基本性质2. 含绝对值符号的不等式的证明方法3. 实际应用举例三、教学重点与难点:1. 教学重点:含绝对值符号的不等式的证明方法。
2. 教学难点:绝对值符号在不等式中的运用。
四、教学方法:1. 采用讲解、示范、练习、讨论相结合的方法。
2. 利用多媒体辅助教学,直观展示概念和证明过程。
3. 引导学生主动探究、合作交流,提高解决问题的能力。
五、教学过程:1. 导入新课:复习绝对值符号的基本性质,引导学生思考如何证明含绝对值符号的不等式。
2. 讲解与示范:讲解含绝对值符号的不等式的证明方法,示例演示。
3. 练习与讨论:学生独立完成练习题,分组讨论解题思路和方法。
4. 应用拓展:结合实际例子,让学生运用所学知识解决实际问题。
5. 总结与反馈:对本节课的内容进行总结,收集学生反馈,布置作业。
六、课后作业:1. 巩固所学知识,完成课后练习题。
2. 搜集含有绝对值符号的实际问题,尝试运用所学知识解决。
3. 预习下一节课内容,准备参与课堂讨论。
七、教学评价:1. 学生课堂参与度:观察学生在课堂上的发言、提问和互动情况。
2. 学生作业完成情况:检查课后作业的完成质量和解题思路。
3. 学生实际应用能力:评估学生在解决实际问题中的表现。
4. 学生反馈:收集学生的学习心得和建议,不断优化教学方法。
六、教学策略与资源:1. 教学策略:采用问题驱动的教学方法,引导学生通过解决实际问题来理解和掌握含绝对值符号的不等式证明。
利用图形和案例来直观展示绝对值符号的作用和影响。
提供多样化的练习题,涵盖不同类型的证明题目,以巩固学生的理解和应用能力。
鼓励学生之间进行讨论和合作,通过小组活动来促进知识的交流和深化理解。
第5讲 绝对值不等式1.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式|x |<a 与|x |>a 的解集 a >0 a =0 a <0 |x |<a {x |-a <x <a } ∅∅ |x |>a{x |x >a 或x <-a }{x |x ∈R 且x ≠0}R①|ax +b |≤c ⇔-c ≤ax +b ≤c ; ②|ax +b |≥c ⇔ax +b ≥c 或ax +b ≤-c . 2.绝对值三角不等式定理1:如果a ,b 是实数,那么|a +b |≤|a |+|b |.当且仅当ab ≥0时,等号成立. 定理2:如果a ,b ,c 是实数,那么|a -c |≤|a -b |+|b -c |.当且仅当(a -b )(b -c )≥0时,等号成立.上述定理还可以推广得到以下几个不等式: (1)|a 1+a 2+…+a n |≤|a 1|+|a 2|+…+|a n |; (2)||a |-|b ||≤|a +b |≤|a |+|b |; (3)||a |-|b ||≤|a -b |≤|a |+|b |.[疑误辨析]判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若|x |>c 的解集为R ,则c ≤0.( ) (2)不等式|x -1|+|x +2|<2的解集为∅.( )(3)对|a +b |≥|a |-|b |当且仅当a >b >0时等号成立.( ) (4)对|a |-|b |≤|a -b |当且仅当|a |≥|b |时等号成立.( ) (5)对|a -b |≤|a |+|b |当且仅当ab ≤0时等号成立.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ [教材衍化]1.(选修4-5P20T7改编)不等式3≤|5-2x |<9的解集为________.解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧|2x -5|<9,|2x -5|≥3,即⎩⎪⎨⎪⎧-9<2x -5<9,2x -5≥3或2x -5≤-3, 解得⎩⎪⎨⎪⎧-2<x <7,x ≥4或x ≤1,所以不等式的解集为(-2,1]∪[4,7). 答案:(-2,1]∪[4,7)2.(选修4-5P20T8改编)不等式|x -1|-|x -5|<2的解集是________.解析:①当x ≤1时,原不等式可化为1-x -(5-x )<2,所以-4<2,不等式恒成立,所以x ≤1;②当1<x <5时,原不等式可化为x -1-(5-x )<2,所以x <4,所以1<x <4; ③当x ≥5时,原不等式可化为x -1-(x -5)<2,该不等式不成立. 综上,原不等式的解集为{x |x <4}. 答案:{x |x <4} [易错纠偏](1)含参数的绝对值不等式讨论不清; (2)存在性问题不能转化为最值问题求解.1.若不等式|kx -4|≤2的解集为{x |1≤x ≤3},则实数k =________.解析:因为|kx -4|≤2,所以-2≤kx -4≤2,所以2≤kx ≤6.因为不等式的解集为{x |1≤x ≤3},所以k =2.答案:22.若关于x 的不等式|a |≥|x +1|+|x -2|存在实数解,则实数a 的取值范围是________. 解析:由于|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,所以|x +1|+|x -2|的最小值为3.要使原不等式有解,只需|a |≥3,则a ≥3或a ≤-3. 答案:(-∞,-3]∪[3,+∞)绝对值不等式的解法(1)(2020·嘉兴市高考模拟)已知f (x )=x -2,g (x )=2x -5,则不等式|f (x )|+|g (x )|≤2的解集为________;|f (2x )|+|g (x )|的最小值为________.(2)解不等式|x +3|-|2x -1|<x2+1.【解】 (1)因为f (x )=x -2,g (x )=2x -5, 所以|f (x )|+|g (x )|≤2, 即|x -2|+|2x -5|≤2,x ≥52时,x -2+2x -5≤2,解得52≤x ≤3, 2<x <52时,x -2+5-2x ≤2,解得x ≥1,即2<x <52,x ≤2时,2-x +5-2x ≤2,解得x ≥53,即53≤x ≤2.综上,不等式的解集是[53,3];|f (2x )|+|g (x )|=|2x -2|+|2x -5|≥|2x -2-2x +5|=3,故|f (2x )|+|g (x )|的最小值是3. 故填[53,3],3.(2)①当x <-3时,原不等式化为-(x +3)-(1-2x )<x2+1,解得x <10,所以x <-3.②当-3≤x <12时,原不等式化为(x +3)-(1-2x )<x 2+1,解得x <-25,所以-3≤x <-25.③当x ≥12时,原不等式化为(x +3)-(2x -1)<x2+1,解得x >2,所以x >2.综上可知,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-25或x >2.|x -a |+|x -b |≥c (或≤c )型不等式的解法(1)分段讨论法:利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(-∞,a ],(a ,b ],(b ,+∞)(此处设a <b )三个部分,在每个部分上去掉绝对值号分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集.(2)几何法:利用|x -a |+|x -b |>c (c >0)的几何意义:数轴上到点x 1=a 和x 2=b 的距离之和大于c 的全体,|x -a |+|x -b |≥|x -a -(x -b )|=|a -b |.(3)图象法:作出函数y 1=|x -a |+|x -b |和y 2=c 的图象,结合图象求解.设函数f (x )=|x -a |.(1)当a =2时,解不等式f (x )≥7-|x -1|;(2)若f (x )≤1的解集为[0,2],求a 的值. 解:(1)当a =2时,不等式为|x -2|+|x -1|≥7,所以⎩⎪⎨⎪⎧x <1,2-x +1-x ≥7或⎩⎪⎨⎪⎧1≤x ≤2,2-x +x -1≥7或⎩⎨⎧x >2x -2+x -1≥7, 所以不等式的解集为(-∞,-2]∪[5,+∞). (2)f (x )≤1即|x -a |≤1,解得a -1≤x ≤a +1,而f (x )≤1的解集是[0,2],所以⎩⎪⎨⎪⎧a -1=0a +1=2,解得a =1.绝对值不等式性质的应用(1)(2020·宁波市九校联考)已知f (x )=|x +1x -a |+|x -1x-a |+2x -2a (x >0)的最小值为32,则实数a =________.(2)(2020·宁波效实中学高三模拟)确定“|x -a |<m 且|y -a |<m ”是“|x -y |<2m ”(x ,y ,a ,m ∈R )的什么条件.【解】 (1)f (x )=|x +1x -a |+|x -1x -a |+2x -2a ≥|(x +1x -a )-(x -1x -a )|+2x -2a=|2x |+2x -2a =2x +2x -2a ≥22x·2x -2a =4-2a . 当且仅当2x =2x ,即x =1时,上式等号成立.由4-2a =32,解得a =54.故填54.(2)因为|x -y |=|(x -a )-(y -a )|≤|x -a |+|y -a |<m +m =2m , 所以“|x -a |<m 且|y -a |<m ”是“|x -y |<2m ”的充分条件.取x =3,y =1,a =-2,m =2.5,则有|x -y |=2<5=2m ,但|x -a |=5,不满足|x -a |<m=2.5,故“|x-a|<m且|y-a|<m”不是“|x-y|<2m”的必要条件.故为充分不必要条件.两数和与差的绝对值不等式的性质(1)对绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|中等号成立的条件要深刻理解,特别是用此定理求函数的最值时.(2)该定理可强化为||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,它经常用于证明含绝对值的不等式.1.若不等式|x+1|+|x-2|≥a对任意x∈R恒成立,则a的取值范围是________.解析:由于|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,所以只需a≤3即可.故a的取值范围为(-∞,3].答案:(-∞,3]2.(2020·温州模拟)已知a,b,c∈R,若|a cos2x+b sin x+c|≤1对x∈R成立,则|a sin x +b|的最大值为________.解析:由题意,设t=sin x,t∈[-1,1],则|at2-bt-a-c|≤1恒成立,不妨设t=1,则|b+c|≤1;t=0,则|a+c|≤1,t=-1,则|b-c|≤1,若a,b同号,则|a sin x+b|的最大值为|a+b|=|a+c+b-c|≤|a+c|+|b-c|≤2;若a,b异号,则|a sin x+b|的最大值为|a-b|=|a+c-b-c|≤|a+c|+|b+c|≤2;综上所述,|a sin x+b|的最大值为2.答案:2绝对值不等式的综合应用与证明(2020·杭州学军中学高三模拟)已知函数f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R),当x∈[-1,1]时,|f(x)|≤1.(1)求证:|b|≤1;(2)若f(0)=-1,f(1)=1,求实数a的值.【解】(1)证明:由题意知f(1)=a+b+c,f (-1)=a -b +c , 所以b =12[f (1)-f (-1)].因为当x ∈[-1,1]时,|f (x )|≤1, 所以|f (1)|≤1,|f (-1)|≤1, 所以|b |=12|f (1)-f (-1)|≤12[|f (1)|+|f (-1)|]≤1. (2)由f (0)=-1,f (1)=1可得c =-1,b =2-a , 所以f (x )=ax 2+(2-a )x -1.当a =0时,不满足题意,当a ≠0时, 函数f (x )图象的对称轴为x =a -22a ,即x =12-1a. 因为x ∈[-1,1]时,|f (x )|≤1,即|f (-1)|≤1,所以|2a -3|≤1,解得1≤a ≤2. 所以-12≤12-1a ≤0,故|f ⎝⎛⎭⎫12-1a |= |a ⎝⎛⎭⎫12-1a 2+(2-a )⎝⎛⎭⎫12-1a -1|≤1. 整理得|(a -2)24a+1|≤1,所以-1≤(a -2)24a +1≤1,所以-2≤(a -2)24a ≤0,又a >0,所以(a -2)24a ≥0,所以(a -2)24a=0,所以a =2.(1)研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后数形结合解决是常用的思维方法.(2)对于求y =|x -a |+|x -b |或y =|x -a |-|x -b |型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.形如y =|x -a |+|x -b |的函数只有最小值,形如y =|x -a |-|x -b |的函数既有最大值又有最小值.(3)证明含有绝对值的不等式的思路:①充分利用含绝对值的不等式的性质;②证题过程还应考虑添、拆项的技巧,以上两步骤用活,此类问题可快速破解.1.设不等式|x -2|<a (a ∈N *)的解集为A ,且32∈A ,12∉A .(1)求a 的值;(2)求函数f (x )=|x +a |+|x -2|的最小值. 解:(1)因为32∈A ,且12∉A .所以⎪⎪⎪⎪32-2<a , 且⎪⎪⎪⎪12-2≥a , 解得12<a ≤32,又因为a ∈N *,所以a =1.(2)因为f (x )=|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3. 当且仅当(x +1)(x -2)≤0即-1≤x ≤2时取到等号, 所以f (x )的最小值为3.2.设f (x )=x 2-x +b ,|x -a |<1,求证:|f (x )-f (a )|<2(|a |+1). 证明:f (x )-f (a )=x 2-x -a 2+a =(x -a )(x +a -1),所以|f (x )-f (a )|=|(x -a )(x +a -1)|=|x -a |·|x +a -1|<|x +a -1|=|x -a +2a -1|≤|x -a |+|2a -1|≤|x -a |+2|a |+1<2|a |+2=2(|a |+1).所以|f (x )-f (a )|<2(|a |+1).[基础题组练]1.(2020·嘉兴期中)不等式1≤|2x -1|<2的解集为( ) A.⎝⎛⎭⎫-12,0∪⎣⎡⎭⎫1,32 B.⎝⎛⎭⎫-12,32 C.⎝⎛⎦⎤-12,0∪⎣⎡⎭⎫1,32 D .(-∞,0]∪[1,+∞)解析:选C.由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧-2<2x -1<22x -1≥1或2x -1≤-1,解得:-12<x ≤0或1≤x <32,故不等式的解集是⎝⎛⎦⎤-12,0∪⎣⎡⎭⎫1,32,故选C. 2.(2020·温州高三第二次适应性考试)不等式|x -1|+|x +1|<4的解集是( ) A .{x |x >-2} B .{x |x <2} C .{x |x >0或x <-2}D .{x |-2<x <2}解析:选D.根据题意,原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-1,1-x -x -1<4或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x ≤1,1-x +x +1<4或⎩⎪⎨⎪⎧x >1,x -1+x +1<4,解之取并集即得原不等式的解集为{x |-2<x <2}.3.(2020·绍兴高三质量检测)对任意实数x ,若不等式|x +2|+|x +1|>k 恒成立,则实数k 的取值范围是( )A .(-∞,0)∪[2,+∞)B .[-2,-1]∪(0,+∞)C .(-∞,1)D .(-∞,1]解析:选C.因为|x +2|+|x +1|≥|x +2-x -1|=1,所以当且仅当k <1时,不等式|x +2|+|x +1|>k 恒成立.4.(2020·绍兴市诸暨市高考模拟)已知f (x )=x 2+3x ,若|x -a |≤1,则下列不等式一定成立的是( )A .|f (x )-f (a )|≤3|a |+3B .|f (x )-f (a )|≤2|a |+4C .|f (x )-f (a )|≤|a |+5D .|f (x )-f (a )|≤2(|a |+1)2解析:选B.因为f (x )=x 2+3x ,所以f (x )-f (a )=x 2+3x -(a 2+3a )=(x -a )(x +a +3),所以|f (x )-f (a )|=|(x -a )(x +a +3)|=|x -a ||x +a +3|,因为|x -a |≤1,所以a -1≤x ≤a +1,所以2a +2≤x +a +3≤2a +4,所以|f (x )-f (a )|=|x -a ||x +a +3|≤|2a +4|≤2|a |+4,故选B.5.(2020·绍兴市柯桥区高三期中)已知x ,y ∈R ,( ) A .若|x -y 2|+|x 2+y |≤1,则(x +12)2+(y -12)2≤32B .若|x -y 2|+|x 2-y |≤1,则(x -12)2+(y -12)2≤32C .若|x +y 2|+|x 2-y |≤1,则(x +12)2+(y +12)2≤32D .若|x +y 2|+|x 2+y |≤1,则(x -12)2+(y +12)2≤32解析:选B.对于A ,|x -y 2|+|x 2+y |≤1,由(x +12)2+(y -12)2≤32化简得x 2+x +y 2-y ≤1,二者没有对应关系;对于B ,由(x 2-y )+(y 2-x )≤|x 2-y |+|y 2-x |=|x -y 2|+|x 2-y |≤1,所以x 2-x +y 2-y ≤1,即(x -12)2+(y -12)2≤32,命题成立;对于C ,|x +y 2|+|x 2-y |≤1,由(x +12)2+(y +12)2≤32化简得x 2+x +y 2+y ≤1,二者没有对应关系;对于D ,|x +y 2|+|x 2+y |≤1,化简(x -12)2+(y +12)2≤32得x 2-x +y 2+y ≤1,二者没有对应关系.故选B.6.不等式|x -1|+|x +2|≥5的解集为________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-2,-(x -1)-(x +2)≥5得x ≤-3;由⎩⎪⎨⎪⎧-2<x <1,-(x -1)+(x +2)≥5得无解; 由⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,(x -1)+(x +2)≥5得x ≥2. 即所求的解集为{x |x ≤-3或x ≥2}. 答案:{x |x ≤-3或x ≥2}7.对于实数x ,y ,若|x -1|≤1,|y -2|≤1,则|x -2y +1|的最大值为________. 解析:|x -2y +1|=|(x -1)-2(y -1)|≤|x -1|+|2(y -2)+2|≤1+2|y -2|+2≤5,即|x -2y +1|的最大值为5.答案:58.(2020·温州市高三高考模拟)若关于x 的不等式|x |+|x +a |<b 的解集为(-2,1),则实数对(a ,b )=________.解析:因为不等式|x |+|x +a |<b 的解集为(-2,1),所以⎩⎪⎨⎪⎧2+|-2+a |=b 1+|1+a |=b,解得a =1,b =3.答案:(1,3)9.(2020·绍兴市柯桥区高三模拟)对任意x ∈R 不等式x 2+2|x -a |≥a 2恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:因为不等式x 2+2|x -a |≥a 2对任意的x ∈R 恒成立, ①x ≥a 时,(x +a )(x -a )+2(x -a )≥0, (x -a )(x +a +2)≥0,因为x -a ≥0,因此只需x +a +2≥0,x ≥-(a +2), -(a +2)≤a ,解得a ≥-1. ②x <a 时,(x +a )(x -a )-2(x -a )≥0, (x -a )(x -2+a )≥0,因为x -a <0,只需x ≤2-a ,2-a ≥a ,解得a ≤1. 综上所述:-1≤a ≤1. 答案:[-1,1]10.(2020·宁波市六校联盟模拟)已知函数f (x )=|x +a |+|x -2|.当a =-4时,不等式f (x )≥6的解集为________;若f (x )≤|x -3|的解集包含[0,1],则实数a 的取值范围是________.解析:当a =-4时,f (x )≥6,即|x -4|+|x -2|≥6,即⎩⎨⎧x ≤24-x +2-x ≥6或⎩⎨⎧2<x <44-x +x -2≥6或⎩⎨⎧x ≥4x -4+x -2≥6,解得x ≤0或x ≥6.所以原不等式的解集为(-∞,0]∪[6,+∞). 由题可得f (x )≤|x -3|在[0,1]上恒成立. 即|x +a |+2-x ≤3-x 在[0,1]上恒成立,即-1-x ≤a ≤1-x 在[0,1]上恒成立.即-1≤a ≤0. 答案:(-∞,0]∪[6,+∞) [-1,0]11.若函数f (x )=|x +1|+2|x -a |的最小值为5,求实数a 的值.解:由于f (x )=|x +1|+2|x -a |,当a >-1时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x +2a -1,x <-1,-x +2a +1,-1≤x ≤a ,3x -2a +1,x >a .作出f (x )的大致图象如图所示,由函数f (x )的图象可知f (a )=5,即a +1=5,所以a =4.同理,当a ≤-1时,-a -1=5,所以a =-6.所以实数a 的值为4或-6.12.已知函数f (x )=|x -3|-|x -a |.(1)当a =2时,解不等式f (x )≤-12; (2)若存在实数x ,使得不等式f (x )≥a 成立,求实数a 的取值范围.解:(1)因为a =2,所以f (x )=|x -3|-|x -2|=⎩⎪⎨⎪⎧1,x ≤2,5-2x ,2<x <3,-1,x ≥3,所以f (x )≤-12等价于 ⎩⎪⎨⎪⎧x ≤2,1≤-12或⎩⎪⎨⎪⎧2<x <3,5-2x ≤-12或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥3,-1≤-12,解得114≤x <3或x ≥3,所以不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≥114. (2)由不等式的性质可知f (x )=|x -3|-|x -a |≤|(x -3)-(x -a )|=|a -3|,所以若存在实数x ,使得不等式f (x )≥a 成立,则|a -3|≥a ,解得a ≤32,所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,32. [综合题组练]1.已知a ∈R ,函数f (x )=⎪⎪⎪⎪x +4x -a +a 在区间[1,4]上的最大值是5,则a 的取值范围是________.解析:因为x ∈[1,4],所以x +4x ∈[4,5],①当a ≤92时,f (x )max =|5-a |+a =5-a +a =5,符合题意;②当a >92时,f (x )max =|4-a |+a =2a -4=5,所以a =92(矛盾),故a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,92. 答案:⎝⎛⎦⎤-∞,92 2.(2020·浙江省五校协作体联考)已知函数f (x )=|2x -a |+a .(1)若不等式f (x )≤6的解集为{x |-2≤x ≤3},求实数a 的值;(2)在(1)的条件下,若存在实数t ,使f ⎝⎛⎭⎫t 2≤m -f (-t )成立,求实数m 的取值范围.解:(1)由|2x -a |+a ≤6,得|2x -a |≤6-a ,所以a -6≤2x -a ≤6-a ,即a -3≤x ≤3,所以a -3=-2,所以a =1.(2)因为f ⎝⎛⎭⎫t 2≤m -f (-t ),所以|t -1|+|2t +1|+2≤m ,令y =|t -1|+|2t +1|+2,则y =⎩⎨⎧-3t +2,t ≤-12,t +4,-12<t <1,3t +2,t ≥1.所以y min =72,所以m ≥72. 3.(2020·杭州高考科目教学质检)已知函数f (x )=|x -4|+|x -a |(a <3)的最小值为2.(1)解关于x 的方程f (x )=a ;(2)若存在x ∈R ,使f (x )-mx ≤1成立,求实数m 的取值范围.解:(1)由f (x )=|x -4|+|x -a |≥|x -4-(x -a )|=|a -4|(当(x -4)(x -a )≤0时取等号),知|a -4|=2,解得a =6(舍去)或a =2.方程f (x )=a 即|x -4|+|x -2|=2,由绝对值的几何意义可知2≤x ≤4.(2)不等式f (x )-mx ≤1即f (x )≤mx +1,由题意知y =f (x )的图象至少有一部分不在直线y=mx +1的上方,作出对应的图象观察可知,m ∈(-∞,-2)∪⎣⎡⎭⎫14,+∞.4.(2020·温州校级月考)已知函数f (x )=x 2+|x -t |.(1)当t =1时,求不等式f (x )≥1的解集;(2)设函数f (x )在[0,2]上的最小值为h (t ),求h (t )的表达式.解:(1)当t =1时,f (x )=x 2+|x -1|.因为f (x )≥1,所以当x ≥1时,x 2+x -1≥1,所以x ≥1或x ≤-2.所以x ≥1.当x <1时,x 2-x +1≥1,所以x ≥1或x ≤0.所以x ≤0.综上,不等式的解集为{x |x ≥1或x ≤0}.(2)因为f (x )=x 2+|x -t |,x ∈[0,2],所以当t ≥2时,f (x )=x 2-x +t ,h (t )=f ⎝⎛⎭⎫12=t -14, 当t ≤0时,f (x )=x 2+x -t ,h (t )=f (0)=-t ,当0<t <2时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x +t ,x ∈[0,t ]x 2+x -t ,x ∈(t ,2]. 所以h (t )=⎩⎨⎧t -14,12≤t <2t 2,0<t <12. 所以h (t )=。
绝对值函数和绝对值不等式Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998绝对值函数和绝对值不等式11n n ii i i z z .【方法概论】遇到绝对值的问题时,方法主要以下几种:分类讨论:即去掉绝对值;这种方法是解决绝对值问题的基本办法。
一般说典型例题:【过关习题4】1.【2018年学考选考十校联盟,☆☆】已知a,b是实数,则“|a|≤1且|b|≤1”是“|a+b|+|a-b|≤2”的.A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件2.【2018年绍兴高三适应性考试,,☆☆】已知a>0,函数f(x)=|x2+|x-a|-3|在区间[-1,1]上的最大值是2,则a=.3.【2018年温州二模,17,,☆☆☆】已知f(x)=x2-ax,|f(f(x))|≤1在[1,2]上恒成立,则实数a的最大值为.4.【2017年绍兴诸暨二模,,☆☆☆☆】已知函数f(x)=|x2+ax+b|在区间[0,c]内的最大值为M(a,b∈R,c>0为常数)且存在实数a,b,使得M取最小值2,则a+b+c=.5.【☆☆】设正实数x,y,则|x-y|+的最小值为.6.【2017年杭州二模,10,☆☆】设函数f(x)=x2+ax+b(a、b∈R)的两个零点为x1、x2,若|x1|+|x2|≤2,则.A.|a|≥1B.|b|≤1C.|a+2b|≥2D.|a+2b|≤27.【2017年浙江4月份学考,☆☆】已知a,b∈R,a≠1,则|a+b|+的最小值为.8.【2017年浙江绍兴市柯桥中学5月质检,8,☆☆】已知x,y∈R,则.A.若|x2+y|+|x-y2|≤1,则B.若|x2-y|+|x-y2|≤1,则C.若|x+y2|+|x2-y|≤1,则D.若|x+y2|+|x2+y|≤1,则9.【2016年浙江高考,8,☆☆☆】已知实数a、b、c,下面四个选项中正确的是.A.若|a2+b+c|+|a+b2+c|≤1,则a2+b2+c2<100B.若|a2+b+c|+|a2+b-c|≤1,则a2+b2+c2<100C.若|a+b+c2|+|a+b-c2|≤1,则a2+b2+c2<100D.若|a2+b+c|+|a+b2-c|≤1,则a2+b2+c2<10010.【2017年杭州高级中学最后一模,17,☆☆】设实数x,y,z满足则|x|+|y|+|z|的最大值为.11.【2017年浙江名校协作体,7,☆】设f(x)=|2x-1|,若f(x)≥对任意的a≠0恒成立,则x的取值范围为.12.【2016年浙江样卷,☆】已知f(x)=ax2+bx+c,a、b、c∈R,且a≠0,记M(a,b,c)为|f(x)|在[0,1]上的最大值,则的最大值是.13.【☆☆】设函数f(x)=|x2+ax+b|,若对任意的实数a、b,总存在x0∈[0,4]使得f(x0)≥m成立,则实数m的取值范围是.14.【2017年浙江缙云、富阳、长兴联考,☆☆☆】已知函数f(x)=-x3-3x2+x,记M(a,b)为函数g(x)=|ax+b-f(x)|(a>0,b∈R)在[-2,0]上的最大值,则M(a,b)的最小值为.15.【2017年杭州一模,9,☆☆☆】设函数f(x)=x2+ax+b,记M为函数y=|f(x)|在[-1,1]上的最大值,N为|a|+|b|的最大值,则.A.若M=,则N=3B.若M=,则N=3C.若M=2,则N=3D.若M=3,则N=316.【2017年诸暨,☆☆☆】设函数f(x)=|ax+2+b|,若对任意的x∈[0,4],函数f(x)≤恒成立,则a+2b=.17.【浙江省绍兴市2017届高三二模,17,☆☆☆】已知对任意实数x都有|a cos2x+b sin x+c|≤1恒成立,则|a sin x+b|的最大值为.18.【浙江省嘉兴市2016届高三教学质量测试(二),14,☆☆】设max{a,b}=,已知x,y∈R,m+n=6,则F=max的最小值为.19.【☆☆】已知f(x)=ax2+bx+c(a≠0),若对任意的|x|≤1,都有|f(x)|≤1,则|a|+|b|+|c|的最大值为.20.【2014年湖南高考,☆☆】在直角平面坐标系xOy中,O为原点,A(-1,0),B(0,),C(3,0),动点D满足||=1,则|++|的最大值为.21.【浙江省2017年预赛,10,☆☆☆】已知f(x)=若方程f(x)+2+|f(x)-2|-2ax -4=0有三个不等的实数根x1,x2,x3,且x1<x2<x3,若x3-x2=2(x2-x1),则a=.22.【2006年辽宁,☆】已知函数f(x)=(sin x+cos x)-|sin x-cos x|,则f(x)的值域为.23.【2008年江西,☆】函数y=tan x+sin x-|tan x-sin x|在区间内的图像是.24.【浙江省绍兴市2015年高三教学质量调测,15,☆☆☆】当且仅当x∈(a,b)∪(c,d)(b≤c)时,函数f(x)=2x2+x+2的图像在函数g(x)=|2x+1|+|x-t|的下方,则b-a+d-c的取值范围为.25.【2016高考浙江文数,☆☆】已知平面向量a,b,|a|=1,|b|=2,a·b=1.若e为平面单位向量,则|a·e|+|b·e|的最大值是______.26.【2014年四川预赛,9,☆☆】已知a、b为实数,对任何满足0≤x≤1的实数x,都有|ax+b|≤1成立,则|20a+14b|+|20a-14b|的最大值是.27.【2014年黑龙江预赛,14,☆☆】已知f(x)=g(x)=|x-k|+|x-1|,若对任意的x1,x2∈R,都有f(x1)≤g(x2)成立,则实数k的取值范围为.28.【2014年全国联赛,3,☆☆】若函数f(x)=x2+a|x-1|在[0,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是.29.【2015年湖北预赛,1,☆☆】若对任意实数x,|x+a|+|x+1|≤2a恒成立,则实数a的最小值为.30.【2016年山东预赛,1,☆☆☆】方程x=|x-|x-6||的解为.31.【2016年陕西预赛,12,☆☆】设x∈R,则函数f(x)=|2x-1|+|3x-2|+|4x-3|+|5x-4|的最小值为.32.【2016年浙江预赛,11,☆☆☆】设a∈R,方程||x-a|-a|=2恰有三个不同的实数根,则a=.33.【1982年全国,4,☆☆】由曲线|x-1|+|y-1|=1确定的曲线所围成的图形的面积是.【2017年江苏预赛,5,,☆☆】定义区间[x1,x2]的长度为x2-x1.若函数y=|log2x|的定义域为[a,b],值域为[0,2],则区间[a,b]的长度的最大值和最小值的差为.35.【2018年浙江预赛,8,☆】设f(x)=|x+1|+|x|-|x-2|,则f(f(x))+1=0有个不同的解.36.【2015年全国,6,☆☆】在平面直角坐标系xOy中,点集K={(x,y)|(|x|+3|y|-6)(3|x|+|y|-6)≤0}所对应的平面区域的面积为.37.【2008年湖南预赛,9,☆☆☆】在平行直角坐标系中,定义点P(x1,y1),Q(x2,y2)之间的“直角距离”为d(P,Q)=|x1-x2|+|y1-y2|.若C(x,y)到点A(1,3)、B(6,9)的“直角距离”相等,其中实数x、y满足0≤x≤10,0≤y≤10,则所有满足条件点C的轨迹的长度之和为.38.【2014年湖北预赛,4,☆☆】在直角坐标系中,曲线|x-1|+|x+1|+|y|=3围成的图形的面积是.39.【2017年金华十校期末调研考试,9,☆☆】设x、y∈R,下列不等式成立的是.+|x+y|+|xy|≥|x|+|y|+2|x+y|≥|x|+|y|+2|xy|≥|x|+|y|D.|x+y|+2|xy|≥|x|+|y|40.【2017年绍兴市高三教学质量调测,9,☆☆☆】记min{x,y}=设f(x)=min{x2,x3},则.A.存在t>0,|f(t)+f(-t)|>f(t)-f(-t)B.存在t>0,|f(t)-f(-t)|≥f(t)-f(-t)C.存在t>0,|f(1+t)+f(1-t)|>f(1+t)+f(1-t)D.存在t>0,|f(1+t)-f(1-t)|>f(1+t)-f(1-t)41.【浙江省2016届高三下学期第二次五校联考(理),18,☆☆☆】已知函数f(x)=ax2+bx+c,g(x)=c|x|+bx+a,对任意x∈[-1,1],|f(x)|≤.(I)求|f(2)|的取值范围;(II)证明:对任意的x∈[-1,1],都有|g(x)|≤142.【浙江省嘉兴市2016届高三期末考试,20,☆☆☆】已知函数f(x)=-x2+2bx+c,,设函数g(x)=|f(x)|在区间[-1,1]上的最大值为M.(I)若b=2,试求出M;(II)若M≥k对任意的b,c恒成立,试求出k的最大值.43.【2016四川预赛,16,☆☆☆☆】已知a为实数,函数f(x)=|x2-ax|-ln x,请讨论函数f(x)的单调性.。