高二数学绝对值三角不等式1
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1.绝对值三角不等式基础巩固1已知|a-b|=1,b=(3,4),则|a|的取值范围是()A.[3,4]B.[4,5]C.[4,6]D.[3,6]||a-b|-|b||≤|a|=|a-b+b|≤|a-b|+|b|,∴4≤|a|≤6.2已知ab>0,有如下四个不等式:①|a+b|>|a|;②|a+b|<|b|;③|a+b|<|a-b|;④|a+b|>|a|-|b|.其中正确的是()A.①和②B.①和③C.①和④D.②和④ab>0,∴a,b同号.∴|a+b|=|a|+|b|.∴①④正确.3已知实数a,b满足ab<0,则下列不等式成立的是() A.|a+b|>|a-b| B.|a+b|<|a-b|C.|a-b|<||a|-|b||D.|a-b|<|a|+|b|4已知|x-m|<ξ2,|ξ−ξ|<ξ2,则|4ξ+2ξ−4ξ−2ξ|小于()A.ξB.2ξC.3ξD.ξ25若不等式|x-2|+|x+3|<a的解集为⌀,则a的取值范围为() A.(5,+∞) B.[5,+∞)C.(-∞,5)D.(-∞,5]6已知|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=8,|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=5,则|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |的取值范围是.ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,又|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |−|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |≤|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |≤|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |+|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |,所以3≤|ξξ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |≤13.7x,y∈R,若|x|+|y|+|x-1|+|y-1|≤2,则x+y的取值范围为.8不等式|ξ+ξ||ξ|-|ξ|≥1成立的充要条件是.⇔|ξ+ξ|-(|ξ|-|ξ|)|ξ|-|ξ|≥0.∵|a+b|≥|a|-|b|,∴|a+b|-(|a|-|b|)≥0.∴|a|-|b|>0,即|a|>|b|.9设|a|≤1,函数f(x)=ax2+x-a(-1≤x≤1),证明:|f(x)|≤54.(x)|=|a(x2-1)+x|≤|a(x2-1)|+|x|≤|x2-1|+|x|=1-x2+|x|=−(|ξ|-12)2+54≤54,即|f(x)|≤54.10已知f(x)=ax2+bx+c,且当|x|≤1时,|f(x)|≤1,求证:(1)|c|≤1;(2)|b|≤1.由|f(0)|≤1,得|c|≤1.(2)由|f(1)|≤1,得|a+b+c|≤1,由|f(-1)|≤1,得|a-b+c|≤1,故|b|=|ξ+ξ+ξ+(-ξ+ξ-ξ)|2≤12(|ξ+ξ+ξ|+|ξ−ξ+ξ|)≤1.能力提升1已知x 为实数,且|x-5|+|x-3|<m 有解,则m 的取值范围是( )A.m>1B.m ≥1C.m>2D.m ≥2|x-5|+|x-3|≥|x-5+3-x|=2, ∴|x-5|+|x-3|的最小值为2. ∴要使|x-5|+|x-3|<m 有解,则m>2.2已知h>0,a ,b ∈R ,命题甲:|a-b|<2h ;命题乙:|a-1|<h ,且|b-1|<h ,则甲是乙的( ) 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a 与b 的距离可以很近,满足|a-b|<2h ,但此时a ,b 与1的距离可以很大,因此甲不能推出乙;若|a-1|<h ,|b-1|<h ,则|a-b|=|a-1+1-b|≤|a-1|+|b-1|<2h ,故乙可以推出甲.因此甲是乙的必要不充分条件.3已知|a|≠|b|,m =|ξ|-|ξ||ξ-ξ|,ξ=|ξ|+|ξ||ξ+ξ|,则ξ,ξ之间的大小关系是( )A.m>nB.m<nC.m=nD.m ≤n,知|a|-|b|≤|a ±b|≤|a|+|b|,则|ξ|-|ξ||ξ-ξ|≤1≤|ξ|+|ξ||ξ+ξ|.4设|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是( ) A.|a+b|+|a-b|>2 B.|a+b|+|a-b|<2 C.|a+b|+|a-b|=2 D.不能比较大小(a+b )(a-b )≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b )+(a-b )|=2|a|<2, 当(a+b )(a-b )<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b )-(a-b )|=2|b|<2.综上可知,|a+b|+|a-b|<2.5下列不等式恒成立的个数是()①x+1ξ≥2(x≠0);②ξξ<ξξ(ξ>ξ>ξ>0);③ξ+ξξ+ξ>ξξ(ξ,ξ,ξ>0,ξ<ξ);④|a+b|+|b-a|≥2a.A.4B.3C.2D.1,当x<0时不等式不成立;②成立,a>b>c>0⇒ξξξ>ξξξ即1ξ>1ξ,又由于c>0,故有ξξ>ξξ;③成立,因为ξ+ξξ+ξ−ξξ=(ξ-ξ)ξξ(ξ+ξ)>0(ξ,ξ,ξ>0,ξ<ξ),所以ξ+ξξ+ξ>ξξ;④成立,由绝对值不等式的性质可知|a+b|+|b-a|≥|(a+b)-(b-a)|=|2a|≥2a,故选B.6已知函数f(x)=|x-3|-|x-a|.若存在实数x,使得不等式f(x)≥a成立,则实数a的取值范围为.-∞,32]7函数y=|x-4|+|x-6|的最小值为.4|+|x-6|≥|x-4+6-x|=2,当且仅当4≤x≤6时,等号成立.★8下列四个不等式:①log x10+lg x≥2(x>1);②|a-b|<|a|+|b|;③|ξξ+ξξ|≥2(ab≠0);④|x-1|+|x-2|≥1.其中恒成立的是(只填序号).x>1,∴log x10+lg x=1lgξ+lg x≥2,①正确;当ab ≤0时,|a-b|=|a|+|b|,②不正确; ∵ab ≠0,ξξ与ξξ同号,∴|ξξ+ξξ|=|ξξ|+|ξξ|≥2,③正确; 由|x-1|+|x-2|的几何意义知|x-1|+|x-2|≥1恒成立,④也正确;综上可知,①③④正确.★9对定义在区间[-1,1]上的函数f (x ),若存在常数A>0,使得对任意x 1,x 2∈[-1,1],都有|f (x 1)-f (x 2)|≤A|x 1-x 2|,则称f (x )具有性质L .问函数f (x )=x 2+3x+5与g (x )=√|ξ|是否具有性质L ?试证明.f (x )具有性质L,函数g (x )不具有性质L . 证明如下:(1)对于函数f (x )=x 2+3x+5,任取x 1,x 2∈[-1,1],|f (x 1)-f (x 2)|=|ξ12−ξ22+3(ξ1−ξ2)|=|(x 1-x 2)(x 1+x 2+3)| =|x 1-x 2||x 1+x 2+3|≤|x 1-x 2|(|x 1|+|x 2|+3)≤5|x 1-x 2|. 故存在A=5,使f (x )具有性质L . (2)对于函数g (x )=√|ξ|,设它具有性质L,任取x 1,x 2∈[-1,1],当x 1,x 2不同时为0时, 则|g (x 1)-g (x 2)|=|√|ξ1|−√|ξ2||=√|ξ12≤√|ξ12≤A|x 1-x 2|,得A ≥√|ξ121ξ≤√|ξ1|+√|ξ2|≤2.得1ξ∈(0,2]. 取x 1=14ξ2≤1,x 2=116ξ2≤14,有√|ξ1|+√|ξ2|=12ξ+14ξ=34ξ<1ξ, 与√|ξ1|+√|ξ2|≥1ξ矛盾, 故函数g (x )=√|ξ|不具有性质L .。
二绝对值不等式1绝对值三角不等式1.理解定理1及其几何说明,理解定理2.2.会用定理1、定理2解决比较简单的问题.1.代数式|x+2|+|x-3|的几何意义是什么?提示表示数轴上的点x到点-2与3的距离之和.2.定理2的几何解释是什么?提示在数轴上,a,b,c所对应的点分别为A,B,C,当点B在点A,C之间时,|a-c|=|a-b|+|b-c|;当点B不在点A,C之间时,|a-c|<|a-b|+|b-c|.1.绝对值的几何意义如图(1),|a|表示数轴上坐标为a的点A到原点的距离.如图(2),|a-b|的几何意义是数轴上A,B两点之间的距离.2.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.3.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.要点一绝对值三角不等式的性质例1设a,b∈R,且|a+b+1|≤1,|a+2b+4|≤4,求|a|+|b|的最大值.解|a+b|=|(a+b+1)-1|≤|a+b+1|+|-1|≤1+1=2,|a-b|=|3(a+b+1)-2(a+2b+4)+5|≤3|a+b+1|+2|a+2b+4|+5≤3×1+2×4+5=16.①当ab≥0时,|a|+|b|=|a+b|≤2;②当ab<0时,则a(-b)>0,|a|+|b|=|a|+|-b|=|a+(-b)|≤16.总之,恒有|a|+|b|≤16.而a=8,b=-8时,满足|a+b+1|=1,|a+2b+4|=4,且|a|+|b|=16.因此|a|+|b|的最大值为16.规律方法|a+b|≤|a|+|b|,等号成立的条件为ab≥0,应用时要注意与以前学过的知识的联系与区别.a-c的变形要记住:a-c=(a-b)+(b-c),从而不等式|a +b|≤|a|+|b|可以变形为|a-c|=|(a-b)+(b-c)|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.跟踪演练1若|a-c|<b,则下列不等式不成立的是()A.|a|<|b|+|c|B.|c|<|a|+|b|C.b>||c|-|a||D.b<|a|-|c|解析由|a-c|<b,知b>0,∴b=|b|.∵|a|-|c|≤|a-c|,∴|a|-|c|<b,则|a|<b+|c|=|b|+|c|.故A成立.同理由|c|-|a|≤|a-c|得|c|-|a|<b,∴|c|<|a|+b=|a|+|b|.故B成立.而由A 成立,得|c |-|a |>-|b |,由B 成立,得|c |-|a |<|b |,∴-|b |<|c |-|a |<|b |.即||c |-|a ||<|b |=b .故C 成立.由A 成立知D 不成立,故选D.答案 D要点二 用绝对值三角不等式的性质证明不等式例2 设m 等于|a |,|b |和1中最大的一个,当|x |>m 时,求证:⎪⎪⎪⎪⎪⎪a x +b x 2<2. 证明 ∵|x |>m ≥|a |,|x |>m ≥|b |,|x |>m ≥1,∴|x |2>|b |,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a x +b x 2≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪a x +⎪⎪⎪⎪⎪⎪b x 2 =|a ||x |+|b ||x |2<|x ||x |+|x |2|x |2=2.∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a x +b x 2<2.故原不等式成立. 规律方法 分析题目时,题目中的语言文字是我们解题信息的重要来源与依据,而解题时的数学符号语言也往往需要从文字语言“翻译”转化而来,那么准确理解题目中的文字语言,适时准确地进行转化也就成了解题的关键,如本题题设条件中的文字语言“m 等于|a |,|b |和1中最大的一个”转化为符号语言“m ≥|a |,m ≥|b |,m ≥1”是证明本题的关键.跟踪演练2 证明不等式:|a +b |1+|a +b |≤|a |1+|a |+|b |1+|b |. 证明 当a +b =0时,不等式显然成立.当a +b ≠0时,∵|a +b |≤|a |+|b |,∴1 |a+b|≥1|a|+|b|.于是|a+b|1+|a+b|=11+1|a+b|≤11+1|a|+|b|=|a|+|b|1+|a|+|b|=|a|1+|a|+|b|+|b|1+|a|+|b|≤|a|1+|a|+|b|1+|b|,∴|a+b|1+|a+b|≤|a|1+|a|+|b|1+|b|.要点三绝对值三角不等式在生活中的应用例3在平面直角坐标系xOy中,将从点M出发沿纵、横方向到达点N的任一路径成为M到N的一条“L路径”.如图所示的路径MM1M2M3N与路径MN1N 都是M到N的“L路径”.某地有三个新建的居民区,分别位于平面xOy内三点A(3,20),B(-10,0),C(14,0)处.现计划在x轴上方区域(包含x轴)内的某一点P处修建一个文化中心.(1)写出点P到居民区A的“L路径”长度最小值的表达式(不要求证明);(2)若以原点O为圆心,半径为1的圆的内部是保护区,“L路径”不能进入保护区,请确定点P的位置,使其到三个居民区的“L路径”长度值和最小值.解设点P(x,y),且y≥0.(1)点P到点A(3,20)的“L路径”的最短距离d,等于水平距离+垂直距离,即d=|x-3|+|y-20|,其中y≥0,x∈R.(2)点P到A,B,C三点的“L路径”长度之和的最小值d=水平距离之和的最小值h+垂直距离之和的最小值v.且h和v互不影响.当20≥y≥1时,v=20-y+2y=20+y≥21,当y=1时取“=”.∵x ∈时,水平距离之和h =|x -(-10)|+|14-x |+|x -3|≥|x +10+14-x |+|x -3|≥24,且当x =3时, h =24.因此,当P (3,1)时,d =21+24=45.当0≤y <1时,v =20-y +(1-y )+1+y =22-y >21,水平距离之和h 不变,所以d >45.所以,当点P (x ,y )满足P (3,1)时,点P 到A ,B ,C 三点的“L 路径”长度之和d 的最小值为45.规律方法 数轴上两点间的距离或者平面直角坐标系中平行于坐标轴的直线上的两点间的距离为:d =|x 1-x 2|或d =|y 1-y 2|,如果已知两个变量x 1,x 2的大小关系,则不用加绝对值.跟踪演练3 两个施工队分别被安排在公路沿线的两个地点施工,这两个地点分别位于公路路牌的第10 km 和第20 km 处.现要在公路沿线建两个施工队的共同临时生活区,每个施工队每天在生活区和施工地点之间往返一次.要使两个施工队每天往返的路程之和最小,生活区应该建于何处?解 设生活区应该建于公路路牌的第x km 处,两个施工队每天往返的路程之和为s (x )km ,则s (x )=2(|x -10|+|x -20|).因为|x -10|+|x -20|=|x -10|+|20-x |≥10,当且仅当(x -10)(20-x )≥0时取等号.解得10≤x ≤20.所以,生活区建于两个施工地点之间的任何一个位置时,都能使两个施工队每天往返的路之和最小.要点四 绝对值三角不等式的综合应用例4 已知函数f (x )=lg x 2-x +1x 2+1. (1)判断f (x )在上的单调性,并给出证明;(2)若t ∈R ,求证:lg 710≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -16-⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16≤lg 1310. (1)解 f (x )在上是减函数.证明:令u =x 2-x +1x 2+1=1-xx 2+1.取-1≤x 1<x 2≤1,则u 1-u 2=(x 2-x 1)(1-x 1x 2)(x 21+1)(x 22+1). ∵|x 1|≤1,|x 2|≤1,x 1<x 2,∴u 1-u 2>0,即u 1>u 2.又在上u >0,故lg u 1>lg u 2,得f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在上是减函数.(2)证明 ∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -16-⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫t -16-⎝ ⎛⎭⎪⎫t +16=13, ⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16-⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -16≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -16=13. ∴-13≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -16-⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16≤13. 由(1)的结论,有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -16-⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13. 而f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=lg 710,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=lg 1310, ∴lg 710≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪t -16-⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +16≤lg 1310. 规律方法 此类题目综合性强,不仅用到绝对值不等式的性质、推论及已知条件,还要用到配方等等价变形.在应用绝对值不等式的放缩性质求最值时要注意等号成立的条件,这也是关键.跟踪演练4设f(x)=x2-x+13,实数a满足|x-a|<1.求证:|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).证明|f(x)-f(a)|=|(x-a)·(x+a-1)|<|x+a-1|≤|x|+|a|+1.∵|x|-|a|≤|x-a|<1,∴|x|<|a|+1.∴|x|+|a|+1<2(|a|+1).∴|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).1.求含绝对值的代数式的最值问题综合性较强,直接求|a|+|b|的最大值比较困难,可采用|a+b|,|a-b|的最值,及ab≥0时,|a|+|b|=|a+b|,ab<0时,|a|+|b|=|a-b|的定理,达到目的.2.求y=|x+m|+|x+n|和y=|x+m|-|x+n|的最值,其主要方法有:(1)借助绝对值的定义,即零点分段;(2)利用绝对值几何意义;(3)利用绝对值不等式性质定理.1.若|x-a|<h,|y-a|<k,则下列不等式一定成立的是()A.|x-y|<2hB.|x-y|<2kC.|x-y|<h+kD.|x-y|<|h-k|解析|x-y|=|(x-a)+(a-y)|≤|x-a|+|a-y|<h+k.答案C2.已知|a|≠|b|,m=|a|-|b||a-b|,n=|a|+|b||a+b|,则m,n之间的大小关系是()A.m>nB.m<nC.m=nD.m≤n解析由绝对值三角不等式,知|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.∴|a|-|b||a-b|≤1≤|a|+|b||a+b|.答案D3.函数y=|x-4|+|x-6|的最小值为________.解析y=|x-4|+|x-6|≥|x-4+6-x|=2,当且仅当4≤x≤6时,等号成立.答案24.已知f(x)=ax2+bx+c,且当|x|≤1时,|f(x)|≤1,求证:(1)|c|≤1;(2)|b|≤1.证明(1)由|f(0)|≤1,得|c|≤1.(2)由|f(1)|≤1,得|a+b+c|≤1,由|f(-1)|≤1,得|a-b+c|≤1,故|b|=|a+b+c+(-a+b-c)|2≤12(|a+b+c|+|a-b+c|)≤1.。