含绝对值不等式
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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⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭。
含绝对值的不等式在数学的世界里,不等式是一个非常重要的概念,而含绝对值的不等式更是让很多同学感到头疼。
但别担心,让我们一起来揭开它神秘的面纱,看看它到底是怎么回事。
首先,咱们得搞清楚绝对值的含义。
简单来说,绝对值就是一个数到 0 点的距离。
比如说,|3|就是 3 到 0 的距离,是 3;|-3|呢,也是 3,因为-3 到 0 的距离同样是 3。
那含绝对值的不等式又是什么呢?比如说,|x| < 5,这就表示 x 到 0 的距离小于 5,那 x 就在-5 和 5 之间,也就是-5 < x < 5。
再比如,|x| > 3,这意味着 x 到 0 的距离大于 3,所以 x 要么小于-3,要么大于 3,即 x <-3 或 x > 3。
接下来,咱们看看更复杂一点的情况。
如果是|2x 1| < 3,这该怎么解呢?我们可以把它分成两种情况来看。
第一种情况,当 2x 1 是非负数,也就是2x 1 ≥ 0 时,不等式就变成了 2x 1 < 3。
解这个不等式,先移项得到 2x < 4,再除以 2 得到 x < 2。
同时别忘了,因为前提是2x 1 ≥ 0,所以还得解这个不等式,得到x ≥ 1/2。
综合起来,就是1/2 ≤ x < 2。
第二种情况,当 2x 1 是负数,也就是 2x 1 < 0 时,不等式变成了(2x 1) < 3。
去括号得到-2x + 1 < 3,移项得到-2x < 2,除以-2 时要注意,不等号方向要改变,得到 x >-1。
又因为前提是 2x 1 < 0,解这个不等式得到 x < 1/2。
综合起来,就是-1 < x < 1/2。
把这两种情况综合起来,不等式|2x 1| < 3 的解集就是-1 < x< 2。
再来看一个例子,|3x + 2| ≥ 4。
同样分成两种情况。
第一种情况,当 3x +2 ≥ 0 时,不等式变成 3x +2 ≥ 4。
解这个不等式,移项得到3x ≥ 2,除以 3 得到x ≥ 2/3。
第二种情况,当 3x + 2 < 0 时,不等式变成(3x +2) ≥ 4。