2、绝对值不等式的解法
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【高中数学】绝对值不等式一、基础知识1.绝对值三角不等式定理1:如果a,b是实数,则|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当ab≥0时,等号成立.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.↓|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,当且仅当|a|≥|b|且ab≥0时,左边等号成立,当且仅当ab≤0时,右边等号成立.2.绝对值不等式的解法(1)|x|<a与|x|>a型不等式的解法不等式a>0a=0a<0|x|<a{x|-a<x<a}∅∅|x|>a{x|x>a或x<-a}{x|x∈R且x≠0}R(2)|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法:①|ax+b|≤c⇔-c≤ax+b≤c;②|ax+b|≥c⇔ax+b≥c或ax+b≤-c.|x-a|+|x-b|≥c和|x-a|+|x-b|≤c型不等式的解法及体现数学思想①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;②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.考点一绝对值不等式的解法[典例](2016·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=|x+1|-|2x-3|.(1)画出y =f (x )的图象;(2)求不等式|f (x )|>1的解集.[解](1)由题意得f (x )-4,x ≤-1,x -2,-1<x ≤32,x +4,x >32,故y =f (x )的图象如图所示.(2)由f (x )的函数表达式及图象可知,当f (x )=1时,可得x =1或x =3;当f (x )=-1时,可得x =13或x =5.故f (x )>1的解集为{x |1<x <3},f (x )<-1|x <13或x>5所以|f (x )|>1|x <13或1<x <3或x>5[题组训练]1.解不等式|x +1|+|x -1|≤2.解:当x <-1时,原不等式可化为-x -1+1-x ≤2,解得x ≥-1,又因为x <-1,故无解;当-1≤x ≤1时,原不等式可化为x +1+1-x =2≤2,恒成立;当x >1时,原不等式可化为x +1+x -1≤2,解得x ≤1,又因为x >1,故无解;综上,不等式|x +1|+|x -1|≤2的解集为[-1,1].2.(2019·沈阳质检)已知函数f (x )=|x -a |+3x ,其中a ∈R .(1)当a =1时,求不等式f (x )≥3x +|2x +1|的解集;(2)若不等式f (x )≤0的解集为{x |x ≤-1},求a 的值.解:(1)当a =1时,f (x )=|x -1|+3x .法一:由f (x )≥3x +|2x +1|,得|x -1|-|2x +1|≥0,当x >1时,x -1-(2x +1)≥0,得x ≤-2,无解;当-12≤x ≤1时,1-x -(2x +1)≥0,得-12≤x ≤0;当x <-12时,1-x -(-2x -1)≥0,得-2≤x <-12.∴不等式的解集为{x |-2≤x ≤0}.法二:由f (x )≥3x +|2x +1|,得|x -1|≥|2x +1|,两边平方,化简整理得x 2+2x ≤0,解得-2≤x ≤0,∴不等式的解集为{x |-2≤x ≤0}.(2)由|x -a |+3x ≤0≥a ,x -a ≤0<a ,x +a ≤0,≥a ,≤a 4<a ,≤-a 2.当a >0|x ≤-a 2由-a2=-1,得a =2.当a =0时,不等式的解集为{x |x ≤0},不合题意.当a <0|x ≤a 4由a4=-1,得a =-4.综上,a =2或a =-4.考点二绝对值不等式性质的应用[典例](2019·湖北五校联考)已知函数f (x )=|2x -1|,x ∈R .(1)解不等式f (x )<|x |+1;(2)若对x ,y ∈R,有|x -y -1|≤13,|2y +1|≤16,求证:f (x )<1.[解](1)∵f (x )<|x |+1,∴|2x -1|<|x |+1,≥12,x -1<x +1x <12,-2x <x +1≤0,-2x <-x +1,得12≤x <2或0<x <12或无解.故不等式f (x )<|x |+1的解集为{x |0<x <2}.(2)证明:f (x )=|2x -1|=|2(x -y -1)+(2y +1)|≤|2(x -y -1)|+|2y +1|=2|x -y -1|+|2y +1|≤2×13+16=56<1.故不等式f (x )<1得证.[解题技法]绝对值不等式性质的应用利用不等式|a +b |≤|a |+|b |(a ,b ∈R )和|a -b |≤|a -c |+|c -b |(a ,b ∈R),通过确定适当的a ,b ,利用整体思想或使函数、不等式中不含变量,可以求最值或证明不等式.[题组训练]1.求函数f (x )=|x +2019|-|x -2018|的最大值.解:因为f (x )=|x +2019|-|x -2018|≤|x +2019-x +2018|=4037,所以函数f (x )=|x +2019|-|x -2018|的最大值为4037.2.若x ∈[-1,1],|y |≤16,|z |≤19,求证:|x +2y -3z |≤53.证明:因为x ∈[-1,1],|y |≤16,|z |≤19,所以|x +2y -3z |≤|x |+2|y |+3|z |≤1+2×16+3×19=53,所以|x +2y -3z |≤53成立.考点三绝对值不等式的综合应用[典例](2018·合肥质检)已知函数f (x )=|2x -1|.(1)解关于x 的不等式f (x )-f (x +1)≤1;(2)若关于x 的不等式f (x )<m -f (x +1)的解集不是空集,求m 的取值范围.[解](1)f (x )-f (x +1)≤1⇔|2x -1|-|2x +1|≤1,≥12,x -1-2x -1≤1-12<x <12,-2x -2x -1≤1≤-12,-2x +2x +1≤1,解得x ≥12或-14≤x <12,即x ≥-14,所以原不等式的解集为-14(2)由条件知,不等式|2x -1|+|2x +1|<m 有解,则m >(|2x -1|+|2x +1|)min 即可.由于|2x -1|+|2x +1|=|1-2x |+|2x +1|≥|1-2x +(2x +1)|=2,当且仅当(1-2x )(2x +1)≥0,即x ∈-12,12时等号成立,故m >2.所以m 的取值范围是(2,+∞).[解题技法]两招解不等式问题中的含参问题(1)转化①把存在性问题转化为求最值问题;②不等式的解集为R 是指不等式的恒成立问题;③不等式的解集为∅的对立面也是不等式的恒成立问题,此类问题都可转化为最值问题,即f (x )<a 恒成立⇔a >f (x )max ,f (x )>a 恒成立⇔a <f (x )min .(2)求最值求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种:①利用绝对值的几何意义;②利用绝对值三角不等式,即|a |+|b |≥|a ±b |≥||a |-|b ||;③利用零点分区间法.[题组训练]1.(2018·全国卷Ⅱ)设函数f (x )=5-|x +a |-|x -2|.(1)当a =1时,求不等式f (x )≥0的解集;(2)若f (x )≤1,求a 的取值范围.解:(1)当a =1时,f (x )x +4,x <-1,,-1≤x ≤2,2x +6,x >2.当x <-1时,由2x +4≥0,解得-2≤x <-1,当-1≤x ≤2时,显然满足题意,当x >2时,由-2x +6≥0,解得2<x ≤3,故f (x )≥0的解集为{x |-2≤x ≤3}.(2)f (x )≤1等价于|x +a |+|x -2|≥4.而|x +a |+|x -2|≥|a +2|,且当x =2时等号成立.故f (x )≤1等价于|a +2|≥4.由|a +2|≥4可得a ≤-6或a ≥2.所以a 的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞).2.(2018·广东珠海二中期中)已知函数f (x )=|x +m |+|2x -1|(m ∈R ),若关于x 的不等式f (x )≤|2x +1|的解集为A ,且34,2⊆A ,求实数m 的取值范围.解:∵34,2⊆A ,∴当x ∈34,2时,不等式f (x )≤|2x +1|恒成立,即|x +m |+|2x -1|≤|2x +1|在x ∈34,2上恒成立,∴|x +m |+2x -1≤2x +1,即|x +m |≤2在x ∈34,2上恒成立,∴-2≤x +m ≤2,∴-x -2≤m ≤-x +2在x ∈34,2上恒成立,∴(-x -2)max ≤m ≤(-x +2)min ,∴-114≤m ≤0,故实数m 的取值范围是-114,0.[课时跟踪检测]1.求不等式|2x -1|+|2x +1|≤6的解集.解:<-12,-2x -2x -1≤6-12≤x ≤12,-2x +2x +1≤6>12,x -1+2x +1≤6.解得-32≤x ≤32,|-32≤x ≤322.已知函数f (x )=|x -4|+|x -a |(a ∈R )的最小值为a .(1)求实数a 的值;(2)解不等式f (x )≤5.解:(1)f (x )=|x -4|+|x -a |≥|a -4|=a ,从而解得a =2.(2)由(1)知,f (x )=|x -4|+|x -2|2x +6,x ≤2,,2<x ≤4,x -6,x >4.故当x ≤2时,由-2x +6≤5,得12≤x ≤2;当2<x ≤4时,显然不等式成立;当x >4时,由2x -6≤5,得4<x ≤112,故不等式f (x )≤5|12≤x ≤1123.(2018·全国卷Ⅰ)已知f (x )=|x +1|-|ax -1|.(1)当a =1时,求不等式f (x )>1的解集;(2)若x ∈(0,1)时不等式f (x )>x 成立,求a 的取值范围.解:(1)当a =1时,f (x )=|x +1|-|x -1|,即f (x )2,x ≤-1,x ,-1<x <1,,x ≥1.故不等式f (x )>1|x >12(2)当x ∈(0,1)时|x +1|-|ax -1|>x 成立等价于当x ∈(0,1)时|ax -1|<1成立.若a ≤0,则当x ∈(0,1)时,|ax -1|≥1;若a >0,则|ax -1|<1|0<x <2a 所以2a ≥1,故0<a ≤2.综上,a 的取值范围为(0,2].4.设函数f (x )=|3x -1|+ax +3.(1)若a =1,解不等式f (x )≤4;(2)若f (x )有最小值,求实数a 的取值范围.解:(1)当a =1时,f (x )=|3x -1|+x +3≤4,即|3x -1|≤1-x ,x -1≤3x -1≤1-x ,解得0≤x ≤12,所以f(x)≤4的解集为0,12.(2)因为f(x)3+a)x+2,x≥13,a-3)x+4,x<13,所以f(x)+3≥0,-3≤0,解得-3≤a≤3,即实数a的取值范围是[-3,3].5.(2019·贵阳适应性考试)已知函数f(x)=|x-2|-|x+1|.(1)解不等式f(x)>-x;(2)若关于x的不等式f(x)≤a2-2a的解集为R,求实数a的取值范围.解:(1)原不等式等价于f(x)+x>0,不等式f(x)+x>0可化为|x-2|+x>|x+1|,当x<-1时,-(x-2)+x>-(x+1),解得x>-3,即-3<x<-1;当-1≤x≤2时,-(x-2)+x>x+1,解得x<1,即-1≤x<1;当x>2时,x-2+x>x+1,解得x>3,即x>3,综上所述,不等式f(x)+x>0的解集为{x|-3<x<1或x>3}.(2)由不等式f(x)≤a2-2a可得|x-2|-|x+1|≤a2-2a,∵|x-2|-|x+1|≤|x-2-x-1|=3,当且仅当x∈(-∞,-1]时等号成立,∴a2-2a≥3,即a2-2a-3≥0,解得a≤-1或a≥3.∴实数a的取值范围为(-∞,-1]∪[3,+∞).6.已知函数f(x)=|x-a|+|x+1|.(1)若a=2,求不等式f(x)>x+2的解集;(2)如果关于x的不等式f(x)<2的解集不是空集,求实数a的取值范围.解:(1)当a=2时,f(x)2x+1,x<-1,,-1≤x<2,x-1,x≥2,不等式f(x)>x+2<-1,2x+1>x+21≤x<2,>x+2≥2,x-1>x+2,解得x<1或x>3,故原不等式的解集为{x|x<1或x>3}.(2)∵f(x)=|x-a|+|x+1|≥|(x-a)-(x+1)|=|a+1|,当(x-a)(x+1)≤0时取等号.∴若关于x的不等式f(x)<2的解集不是空集,只需|a+1|<2,解得-3<a<1,即实数a的取值范围是(-3,1).7.已知函数f(x)=|2x-a|+a.(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;(2)设函数g (x )=|2x -1|.当x ∈R 时,f (x )+g (x )≥3,求a 的取值范围.解:(1)当a =2时,f (x )=|2x -2|+2.解不等式|2x -2|+2≤6,得-1≤x ≤3.因此f (x )≤6的解集为{x |-1≤x ≤3}.(2)当x ∈R 时,f (x )+g (x )=|2x -a |+a +|1-2x |≥3,即|x -a 2|+|12-x |≥3-a2.又x -a 2|+|12-x=|12-a 2|,所以|12-a2|≥3-a2,解得a ≥2.所以a 的取值范围是[2,+∞).8.(2018·福州质检)设函数f (x )=|x -1|,x ∈R .(1)求不等式f (x )≤3-f (x -1)的解集;(2)已知关于x 的不等式f (x )≤f (x +1)-|x -a |的解集为M M ,求实数a 的取值范围.解:(1)因为f (x )≤3-f (x -1),所以|x -1|≤3-|x -2|⇔|x -1|+|x -2|≤3<1,-2x ≤3≤x ≤2,≤3或>2,x -3≤3,解得0≤x <1或1≤x ≤2或2<x ≤3,所以0≤x ≤3,故不等式f (x )≤3-f (x -1)的解集为[0,3].(2)M ,所以当x f (x )≤f (x +1)-|x -a |恒成立,而f (x )≤f (x +1)-|x -a |⇔|x -1|-|x |+|x -a |≤0⇔|x -a |≤|x |-|x -1|,因为x |x -a |≤1,即x -1≤a ≤x +1,由题意,知x -1≤a ≤x +1对于任意的x 所以12≤a ≤2,故实数a 的取值范围为12,2.。
绝对值不等式平方法绝对值不等式平方法引言绝对值不等式是初中数学教学中重要的一部分,解绝对值不等式平方法是解决此类问题的关键。
本文将介绍几种常用的解绝对值不等式的方法,帮助读者更好地理解和应用这一概念。
一、绝对值不等式定义绝对值表示一个数到0的距离,即绝对值的定义如下:1.当x≥0时,|x|=x;2.当x<0时,|x|=-x。
二、绝对值不等式基本性质绝对值不等式的解集总是由一些区间组成,其基本性质有:1.若a≤b,则|a|≤|b|;2.若a≥0,则|a|≥0;3.若a≤0,则|a|≥0;4.若a≠0,则|a|>0。
三、解绝对值不等式的方法解绝对值不等式的方法有多种,下面列举几种常用方法:1. 分类讨论法对于绝对值不等式 |x|<a 或 |x|>a,我们可以分成以下几种情况来讨论:1.当a>0时,|x|<a 的解集为 (-a, a);2.当a<0时,|x|<a 无解;3.当a>0时,|x|>a 的解集为 (-∞, -a) ∪ (a, +∞);4.当a<0时,|x|>a 的解集为 (-a, a)。
我们需要根据具体的不等式,分类讨论得出解集。
2. 符号法当遇到带有绝对值的不等式,我们可以利用符号的正负来进行分析和求解。
对于绝对值不等式 |x|<a 或 |x|>a,我们可以分成以下几种情况来讨论:1.若a>0,则|x|<a 的解集为 (-a, a);2.若a<0,则|x|<a 无解;3.若a>0,则|x|>a 的解集为 (-∞, -a) ∪ (a, +∞);4.若a<0,则|x|>a 的解集为 (-a, a)。
我们需要根据符号的正负将不等式拆解,然后分类讨论得出解集。
3. 化简法当不等式中含有绝对值时,我们可以通过消去绝对值的方式来进行化简,从而求解不等式。
对于绝对值不等式 |x+c|<a 或 |x+c|>a,我们可以进行以下步骤来进行化简:1.当|x+c|<a 时,转化为 -a<x+c<a;2.当|x+c|>a 时,转化为 x+c<a 或 x+c>a。