高中一轮复习__含绝对值的函数
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高考数学一轮复习考点知识专题讲解绝对值不等式考点要求1.理解绝对值的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(a,b,c∈R).2.会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c .知识梳理1.绝对值不等式的解法(1)含绝对值的不等式|x|<a与|x|>a的解集不等式a>0a=0a<0|x|<a (-a,a)∅∅|x|>a(-∞,-a)∪(a,+∞)(-∞,0)∪(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.(3)|x-a|+|x-b|≥c(c>0)和|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法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. 2.含有绝对值的不等式的性质(1)如果a ,b 是实数,则||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |.(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. 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (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ab ≤0时等号成立.(√) 教材改编题1.不等式3≤|5-2x |<9的解集为() A .[-2,1)∪[4,7) B.(-2,1]∪(4,7] C .(-2,-1]∪[4,7) D.(-2,1]∪[4,7) 答案D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,∴不等式的解集为(-2,1]∪[4,7).2.不等式|x-1|-|x-5|<2的解集为______.答案(-∞,4)解析①当x≤1时,原不等式可化为1-x-(5-x)<2,∴-4<2,不等式恒成立,∴x≤1;②当1<x<5时,原不等式可化为x-1-(5-x)<2,∴x<4,∴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(-∞,4).3.设a,b∈R,|a-b|>2,则关于实数x的不等式|x-a|+|x-b|>2的解集是________.答案R解析∵|x-a|+|x-b|≥|(x-a)-(x-b)|=|b-a|=|a-b|.又∵|a-b|>2,∴|x-a|+|x-b|>2恒成立,即该不等式的解集为R.题型一绝对值不等式的解法例1(2021·全国乙卷)已知函数f(x)=|x-a|+|x+3|.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥6的解集;(2)若f(x)>-a,求a的取值范围.解(1)当a=1时,f(x)=|x-1|+|x+3|,即求|x-1|+|x+3|≥6的解集,当x ≥1时,2x +2≥6,得x ≥2;当-3<x <1时,4≥6,此时没有x 满足条件; 当x ≤-3时,-2x -2≥6,得x ≤-4. 综上,不等式f (x )≥6的解集为 {x |x ≤-4或x ≥2}.(2)f (x )=|x -a |+|x +3|≥|(x -a )-(x +3)|=|a +3|, 当且仅当(x -a )(x +3)≤0时,等号成立. 所以f (x )min =|a +3|>-a , 当a <-3时,-a -3>-a ,无解; 当a ≥-3时,a +3>-a ,解得a >-32,综上所述,a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,+∞.教师备选已知f (x )=|x +1|+|x -1|. (1)求不等式f (x )<4的解集;(2)若不等式f (x )-|a +1|<0有解,求a 的取值范围.解(1)f (x )=|x +1|+|x -1|=⎩⎨⎧-2x ,x ≤-1,2,-1<x ≤1,2x ,x >1,∵f (x )<4, ∴⎩⎨⎧-2x <4,x ≤-1或⎩⎨⎧2<4,-1<x ≤1或⎩⎨⎧2x <4,x >1,∴-2<x ≤-1或-1<x ≤1或1<x <2,故不等式的解集为(-2,2). (2)∵f (x )=|x +1|+|x -1| ≥|(x +1)-(x -1)|=2,∴f (x )min =2,当且仅当(x +1)(x -1)≤0时取等号, ∵f (x )-|a +1|<0有解, ∴|a +1|>f (x )min =2, ∴|a +1|>2,∴a +1<-2或a +1>2,即a <-3或a >1, 故a 的取值范围是(-∞,-3)∪(1,+∞). 思维升华 解绝对值不等式的基本方法(1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式. (2)当不等式两端均为正数时,可通过两边平方的方法,转化为不含绝对值符号的普通不等式.(3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解.跟踪训练1(2021·全国甲卷)已知函数f (x )=|x -2|,g (x )=|2x +3|-|2x -1|. (1)画出y =f (x )和y =g (x )的图象; (2)若f (x +a )≥g (x ),求a 的取值范围. 解(1)f (x )=⎩⎨⎧x -2,x ≥2,2-x ,x <2,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-4,x <-32,4x +2,-32≤x <12,4,x ≥12,作出图象,如图所示.(2)由(1)得f (x )=⎩⎨⎧x -2,x ≥2,2-x ,x <2,函数f (x +a )的图象即为将函数f (x )的图象向左或向右平移|a |个单位长度,当a ≤0时,即为将函数f (x )的图象向右平移|a |个单位长度得到f (x +a )的图象,此时函数f (x +a )的图象始终有部分图象位于函数g (x )的图象下方,无法满足f (x +a )≥g (x ),则要满足f (x +a )≥g (x ), 需a >0,f (x +a )=|x +a -2|,当函数y =|x +a -2|的图象过点⎝⎛⎭⎪⎫12,4时,⎪⎪⎪⎪⎪⎪12+a -2=4, 解得a =112或a =-52(舍去), 根据图象可得若f (x +a )≥g (x ),则a ≥112,即a ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫112,+∞.题型二 利用绝对值不等式的性质求最值 例2已知函数f (x )=|2x +1|+|x -4|. (1)解不等式f (x )≤6;(2)若不等式f (x )+|x -4|<a 2-8a 有解,求实数a 的取值范围.解(1)由已知得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x +3,x <-12,x +5,-12≤x ≤4,3x -3,x >4,当x <-12时,-3x +3≤6,即x ≥-1,∴-1≤x <-12;当-12≤x ≤4时,x +5≤6,即x ≤1,∴-12≤x ≤1;当x >4时,3x -3≤6,即x ≤3(舍去). 综上得f (x )≤6的解集为[-1,1].(2)f (x )+|x -4|=|2x +1|+|2x -8|≥9,⎝⎛⎭⎪⎫当且仅当-12≤x ≤4时取等号 ∵f (x )+|x -4|<a 2-8a 有解, ∴a 2-8a >9,(a -9)(a +1)>0,a <-1或a >9,∴实数a 的取值范围是(-∞,-1)∪(9,+∞). 教师备选已知f (x )=|x -3|,g (x )=|x -k |(其中k ≥2). (1)若k =4,求f (x )+g (x )<9的解集;(2)∀x ∈[1,2],不等式f (x )-g (x )≥k -x 恒成立,求实数k 的值. 解(1)若k =4,则f (x )+g (x )<9,即|x -3|+|x -4|<9, 即⎩⎨⎧x <3,3-x +4-x <9或⎩⎨⎧3≤x ≤4,x -3+4-x <9或⎩⎨⎧x >4,x -3+x -4<9,解得-1<x <3或3≤x ≤4或4<x <8, ∴原不等式的解集为{x |-1<x <8}. (2)∵k ≥2,且x ∈[1,2], ∴x -3<0,x -k ≤0,∴f (x )=|x -3|=3-x ,g (x )=|x -k |=k -x , 则∀x ∈[1,2],不等式f (x )-g (x )≥k -x 恒成立, 即∀x ∈[1,2],x +3≥2k 恒成立, ∴4≥2k ,即k ≤2, 又k ≥2,∴k =2.思维升华 求含绝对值函数的最值时,常用的方法有三种 (1)利用绝对值的几何意义.(2)利用绝对值的三角不等式,即|a |+|b |≥|a ±b |≥||a |-|b ||. (3)利用零点分区间法,转化为分段函数求最值. 跟踪训练2已知f (x )=|x +1|-|2x -1|. (1)求不等式f (x )>0的解集;(2)若x ∈R 时,不等式f (x )≤a +x 恒成立,求a 的取值范围. 解(1)由题意得|x +1|>|2x -1|, 所以|x +1|2>|2x -1|2,整理可得x 2-2x <0,解得0<x <2, 故原不等式的解集为{x |0<x <2}. (2)由已知可得,a ≥f (x )-x 恒成立, 设g (x )=f (x )-x ,则g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2,x <-1,2x ,-1≤x ≤12,-2x +2,x >12,由g (x )的单调性可知,当x =12时,g (x )取得最大值,且最大值为1,所以a 的取值范围是[1,+∞). 题型三 绝对值不等式的综合应用 例3设函数f (x )=|2x +1|+|x -1|. (1)画出y =f (x )的图象;(2)当x ∈[0,+∞)时,f (x )≤ax +b ,求a +b 的最小值.解(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x ,x <-12,x +2,-12≤x <1,3x ,x ≥1.y =f (x )的图象如图所示.(2)由(1)知,y =f (x )的图象与y 轴交点的纵坐标为2,且各部分所在直线斜率的最大值为3,故当且仅当a ≥3且b ≥2时,f (x )≤ax +b 在[0,+∞)上恒成立,因此a +b 的最小值为5. 教师备选(2020·全国Ⅱ)已知函数f (x )=|x -a 2|+|x -2a +1|. (1)当a =2时,求不等式f (x )≥4的解集; (2)若f (x )≥4,求a 的取值范围. 解(1)当a =2时,f (x )=|x -4|+|x -3|=⎩⎨⎧7-2x ,x ≤3,1,3<x <4,2x -7,x ≥4.当x ≤3时,令7-2x ≥4,解得x ≤32;当3<x <4时,1≥4,无解;当x ≥4时,令2x -7≥4,解得x ≥112. 因此,不等式f (x )≥4的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ x ≤32或x ≥112. (2)将题目转化为f (x )≥4恒成立,即f (x )min ≥4.因为f (x )=|x -a 2|+|x -2a +1|≥|a 2-2a +1|=(a -1)2,所以(a -1)2≥4,即|a -1|≥2.解得a ≥3或a ≤-1. 所以a 的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).思维升华 (1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决.(2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法.跟踪训练3(2022·白山联考)已知函数f (x )=|x -2|-a |x +1|.(1)当a =1时,求不等式f (x )<x 的解集;(2)当a =2时,若关于x 的不等式f (x )>m +1恰有2个整数解,求实数m 的取值范围. 解(1)由已知不等式|x -2|-|x +1|<x ,得|x -2|<x +|x +1|,当x ≥2时,不等式为x -2<x +x +1,解得x >-3,所以x ≥2;当-1<x <2时,不等式为2-x <x +x +1,解得x >13,所以13<x <2; 当x ≤-1时,不等式为2-x <x -x -1,解得x >3,此时无解.综上,原不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫13,+∞. (2)由题意,函数f (x )=|x -2|-2|x +1|,可得f (x )=⎩⎨⎧ x +4,x ≤-1,-3x ,-1<x <2,-x -4,x ≥2,f (x )的图象如图.f (-3)=1,f (-2)=2,f (-1)=3,f (0)=0,因为关于x 的不等式f (x )>m +1恰有2个整数解,由图可知,1≤m +1<2,所以0≤m <1,故m 的取值范围为[0,1).课时精练1.已知函数f (x )=|x -1|+|x -a |.(1)若函数f (x )的值域为[2,+∞),求实数a 的值;(2)若f (2-a )≥f (2),求实数a 的取值范围.解(1)∵|x -1|+|x -a |≥|(x -1)-(x -a )|=|a -1|,∴|a -1|=2,解得a =3或a =-1.(2)由f (2-a )≥f (2),得3|a -1|-|a -2|≥1,则⎩⎨⎧ a ≤1,3(1-a )-(2-a )≥1或⎩⎨⎧ 1<a ≤2,3(a -1)-(2-a )≥1或⎩⎨⎧ a >2,3(a -1)-(a -2)≥1,解得a ≤0或32≤a ≤2或a >2, 综上,实数a 的取值范围是(-∞,0]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. 2.已知函数f (x )=|x +1|-|x |+a .(1)若a =0,求不等式f (x )≥0的解集;(2)若方程f (x )=x 有三个不同的解,求实数a 的取值范围.解(1)当a =0时,f (x )=|x +1|-|x |=⎩⎨⎧ -1,x <-1,2x +1,-1≤x <0,1,x ≥0.所以当x <-1时,f (x )=-1<0,不符合题意;当-1≤x <0时,f (x )=2x +1≥0,解得-12≤x <0;当x ≥0时,f (x )=1>0,符合题意.综上可得f (x )≥0的解集为⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞. (2)设u (x )=|x +1|-|x |,y =u (x )的图象和y =x 的图象如图所示.易知y =u (x )的图象向下平移1个单位长度内(不包括1个单位长度),与y =x 的图象始终有3个交点,从而-1<a <0.所以实数a 的取值范围为(-1,0).3.已知函数f (x )=|2x +a |-|x -3|(a ∈R ).(1)若a =-1,求不等式f (x )+1>0的解集;(2)已知a >0,若f (x )+3a >2对于任意x ∈R 恒成立,求a 的取值范围.解(1)因为a =-1,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x -2,x <12,3x -4,12≤x ≤3,x +2,x >3,所以不等式f (x )+1>0等价于 ⎩⎨⎧ x <12,-x -2+1>0或⎩⎨⎧ 12≤x ≤3,3x -4+1>0或⎩⎨⎧x >3,x +2+1>0,解得x <-1或x >1.所以不等式f (x )+1>0的解集为{x |x <-1或x >1}.(2)因为a >0,所以f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -x -a -3,x <-a 2,3x +a -3,-a 2≤x ≤3,x +a +3,x >3.根据函数的单调性可知函数f (x )的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=-a 2-3, 因为f (x )+3a >2恒成立,所以-a 2-3+3a >2,解得a >2. 所以实数a 的取值范围是(2,+∞).4.(2022·郑州模拟)已知函数f (x )=|2x +a |+1.(1)当a =2时,解不等式f (x )+x <2;(2)若存在a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,1,使得不等式f (x )≥b +|2x +a 2|的解集非空,求b 的取值范围. 解(1)当a =2时,函数f (x )=|2x +2|+1,解不等式f (x )+x <2化为|2x +2|+1+x <2,即|2x +2|<1-x ,∴x -1<2x +2<1-x (x <1),解得-3<x <-13,∴不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ -3<x <-13. (2)由f (x )≥b +|2x +a 2|, 得b ≤|2x +a |-|2x +a 2|+1,设g (x )=|2x +a |-|2x +a 2|+1,则不等式的解集非空,等价于b ≤g (x )max ,由g (x )≤|(2x +a )-(2x +a 2)|+1=|a 2-a |+1,∴b ≤|a 2-a |+1.由题意知存在a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,1,使得上式成立, 而函数h (a )=|a 2-a |+1在a ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,1上的最大值为h ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=139, ∴b ≤139, 即b 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,139. 5.设f (x )=|x +1|-|2x -1|.(1)求不等式f (x )≤x +2的解集;(2)若不等式f (x )≤12|x |(|a -2|+|a +1|)对任意实数x (x ≠0)恒成立,求实数a 的取值范围.解(1)根据题意可知,原不等式为|x +1|-|2x -1|≤x +2,等价于⎩⎨⎧ x <-1,-x -1+2x -1≤x +2或⎩⎨⎧ -1≤x ≤12,x +1+2x -1≤x +2或⎩⎨⎧ x >12,x +1-2x +1≤x +2,解得x <-1或-1≤x ≤12或x >12. 综上可得不等式f (x )≤x +2的解集为R .(2)不等式f (x )≤12|x |(|a -2|+|a +1|)等价于|x +1|-|2x -1||x |≤12(|a -2|+|a +1|), 因为⎪⎪⎪⎪⎪⎪|x +1|-|2x -1||x | =⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪1+1x -⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-1x ≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪1+1x +2-1x =3, 当且仅当⎝⎛⎭⎪⎫1+1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-1x ≤0时取等号, 因为|x +1|-|2x -1||x |≤12(|a -2|+|a +1|), 所以|a -2|+|a +1|≥6,解得a ≤-52或a ≥72, 故实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-52∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫72,+∞.。
专题08:函数值域的常见求法精讲温故知新一 求函数值:特别是分段函数求值例1 已知函数11,1()2,1x f x xx a x ⎧->⎪=⎨⎪-+≤⎩在R 上满足:对任意12x x ≠,都有()()12f x f x ≠,则实数a 的取值范围是( )A .(,2]-∞B .(,2]-∞-C .[2,)+∞D .[2,)-+∞【答案】C 【分析】根据题意,得到11,1()2,1x f x x x a x ⎧->⎪=⎨⎪-+≤⎩在R 上单调递减,进而可求出结果.【详解】由题意,得到11,1()2,1x f x x x a x ⎧->⎪=⎨⎪-+≤⎩在R 上单调递减,因此只需112a -≤-+,解得2a ≥. 故选:C. 【点睛】本题主要考查由分段函数单调性求参数,属于基础题型.二、值域是函数y=f(x)中y 的取值范围。
常用的求值域的方法: (1)直接法 (2)图象法(数形结合) (3)函数单调性法 (4)配方法 (5)换元法 (包括三角换元)(6)反函数法(逆求法) (7)分离常数法 (8)判别式法 (9)复合函数法 (10)不等式法 (11)平方法等等 这些解题思想与方法贯穿了高中数学的始终。
1.利用常见函数的值域来求(直接法)一次函数y=ax+b(a ≠0)的定义域为R ,值域为R ;反比例函数)0(≠=k x ky 的定义域为{x|x ≠0},值域为{y|y ≠0};二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f 的定义域为R ,当a>0时,值域为{a b ac y y 4)4(|2-≥};当a<0时,值域为{a b ac y y 4)4(|2-≤}.例2 求下列函数的值域① y=3x+2(-1≤x ≤1) ②)(3x 1x32)(≤≤-=x f ③ xx y 1+=(记住图像) 解:①∵-1≤x ≤1,∴-3≤3x ≤3,∴-1≤3x+2≤5,即-1≤y ≤5,∴值域是[-1,5] ②略③ 当x>0,∴x x y 1+==2)1(2+-x x 2≥, 当x<0时,)1(x x y -+--==-2)1(2----xx -≤ ∴值域是 ]2,(--∞[2,+∞).(此法也称为配方法) 函数xx y 1+=的图像为: 2.二次函数在区间上的值域(最值):例3 求下列函数的最大值、最小值与值域:①142+-=x x y ; ②;]4,3[,142∈+-=x x x y ③]1,0[,142∈+-=x x x y ; ④]5,0[,142∈+-=x x x y ;解:∵3)2(1422--=+-=x x x y ,∴顶点为(2,-3),顶点横坐标为2. ①∵抛物线的开口向上,函数的定义域R ,∴x=2时,ymin=-3 ,无最大值;函数的值域是{y|y ≥-3 }. ②∵顶点横坐标2∉[3,4],当x=3时,y= -2;x=4时,y=1;∴在[3,4]上,min y =-2,m ax y =1;值域为[-2,1]. ③∵顶点横坐标2∉ [0,1],当x=0时,y=1;x=1时,y=-2, ∴在[0,1]上,min y =-2,m ax y =1;值域为[-2,1].④∵顶点横坐标2∈ [0,5],当x=0时,y=1;x=2时,y=-3, x=5时,y=6, ∴在[0,1]上,min y =-3,m ax y =6;值域为[-3,6].注:对于二次函数)0()(2≠++=a c bx ax x f , ⑴若定义域为R 时, ①当a>0时,则当a bx 2-=时,其最小值a b ac y 4)4(2min -=; ②当a<0时,则当a bx 2-=时,其最大值ab ac y 4)4(2max -=; ⑵若定义域为x ∈ [a,b],则应首先判定其顶点横坐标x0是否属于区间[a,b]. ①若0x ∈[a,b],则)(0x f 是函数的最小值(a>0)时或最大值(a<0)时, 再比较)(),(b f a f 的大小决定函数的最大(小)值.②若0x ∉[a,b],则[a,b]是在)(x f 的单调区间内,只需比较)(),(b f a f 的大小即可决定函数的最大(小)值.注:①若给定区间不是闭区间,则可能得不到最大(小)值;②当顶点横坐标是字母时,则应根据其对应区间特别是区间两端点的位置关系进行讨论. 3. 单调性法例4 求函数y=4x -x 31-(x ≤1/3)的值域。
含绝对值的函数的解答题类型一简单的前面系数确定的绝对值函数1.(1)用分段函数的形式表示该函数;(2)在所给的坐标系中画出该函数的图象;(3)写出该函数的定义域、值域、单调增区间、单调减区间(不要求证明).2.(1)用分段函数的形式表示该函数;(2)在右边所给的坐标第中画出该函数的图象;(3)写出该函数的定义域、值域、单调区间(不要求证明).3.(1(2.(回答上述3个小题都只需直接写出结果,不需给出演算步骤)4.(1(2.5.(1)指出函数的单调区间并求出函数最小值;(2)若0)(>+x f a 恒成立,求a 的取值范围.6. 设函数|4||12|)(--+=x x x f .(1)解不等式2)(>x f ;(2)求函数)(x f y =的值域.7. 设函数a x x x f -+++=|2||1|)(.(1)当5=a 时,求函数)(x f 的定义域;(2)若函数)(x f 的定义域为R ,试求a 的取值范围.8. 已知函数ax x x f ++=|1|)((R a ∈).(1)画出当2=a 时的函数)(x f 的图象;(2)若函数)(x f 在R 上具有单调性,求a 的取值范围. 9. 对a 、R b ∈,记⎪⎩⎪⎨⎧<≥=ba b b a a b a , ,},max{,函数)( |}2| |,1max{|)(R x x x x f ∈-+=. (1)作出)(x f 的图像,并写出)(x f 的解析式;(2)若函数)()(2x f x x h λ-=在(]1,-∞-上是单调函数,求λ的的取值范围.10. 已知函数)4(||)(-=x x x f .(1)画出的图象;(2)利用图象写出函数的单调区间;(3)若关于x 的方程k x f =)(有三个不同的根,求k 的取值集合.11. 已知函数)1(||)(+=x x x f ,试画出函数)(x f 的图象,并根据图象解决下列两个问题.(1)写出函数)(x f 的单调区间;(2)求函数)(x f 在区间]21 ,1[-的最大值. 12. 已知函数)33( 1||2)(2<<-++-=x x x x f .(1)画出函数)(x f 的图象,并根据图象写出)(x f 的单调区间;(2.13.(1(2.14.(1(2(3.15. ).(1(2.(316. ”:(1R上的”?(2R上的”?若存在,求(31)中的”.17.(1(2(3围.18.(1.(219.(1(2围;(3.20.(1(2.21.(1)求满足2)(=x f 的x 值;(2)是否存在实数a 、b ,且10<<<b a ,使得函数)(x f y =在区间],[b a 上的值域为]2 ,[b a ,若存在,求出a 、b 的值;若不存在,请说明理由.22. 设函数)0( 11)(>-=x xx f . (1)求)(x f 的单调区间;(2)是否存在正实数a 、b (b a <),使函数)(x f 的定义域为],[b a 时值域为]6,6[b a ?若存在,求a 、b 的值,若不存在,请说明理由.23. 已知函数)0( 11)(>-=x xx f . (1)判断函数的单调性;(2)当b a <<0,且)()(b f a f =时,求ba 11+的值; (3)是否存在实数a 、b (b a <),使得函数)(x f y =的定义域、值域都是] ,[b a ?若存在,请求出a 、b的值,若不存在,请说明理由.24. 已知函数31)(-=xx f ,),0(+∞∈x . (1)画出)(x f y =的大致图象,并根据图像写出函数)(x f y =的单调区间;(2)设910<<a ,31>b ,试比较)(a f 、)(b f 的大小. (3)是否存在实数a 、b ,使得函数)(x f y =在],[b a 上的值域也是],[b a ?若存在,求出a 、b 的值,若不存在,说明理由.25. 已知函数|12|)(-=x x f .(1)求函数零点;(2;(3.26.(1(2.27. 如果满足:(1明理由;(2.28. 如果满足:(1)请说明理由;(2(33为上界的有界函数,29. 如果满足:(1理由;(2(3.类型二绝对值前有常系数1.(1(2(3......,不需给出演算步骤........).2.(1(2(3.类型三绝对值内有参数、绝对值外系数确定1. .(1(2.2.(1(2(3.3.(1(2(3.4.(1(2(3.5.(1(2.6.相等.(1(2(37..(1(28. ).(1(2.9..(1类型四其他1.(1(2(3(4.2.(1(23.(1(2(3.4.(1(2(35.(1(2.6.(1(2(3明理由.7.(1(2(3.8.(1(2.9.(1m的取值范围;(2m的取值范围.10.(1(2(3.11.(1(2(3.12.(1(2(3.13.(1(2)(ⅰ)(ⅱ)14.(1(2.15.(1(2(3....(不需给出演算步骤).16.(1(2.(317.(1(2(3.18.(1的值域;(2的最大值;(3.19.(1(2(3)对于(2取值范围.20.(13接近0(2(3.明).。
第3讲绝对值不等式1.绝对值不等式(1)定理如果a,b是实数,那么|a+b|≤□01|a|+|b|,当且仅当□02ab≥0时,等号成立.(2)如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|.当且仅当□03(a-b)(b-c)≥0时,等号成立,即b落在a,c之间.(3)由绝对值不等式定理还可以推得以下几个不等式①|a1+a2+…+a n|≤|a1|+|a2|+…+|a n|.②||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.2.绝对值不等式的解法(1)形如|ax+b|≥|cx+d|的不等式,可以利用两边平方的形式转化为二次不等式求解.(2)①绝对值不等式|x|>a与|x|<a的解集.②|ax+b|≤c(c>0)和|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法.|ax+b|≤c⇔□03-c≤ax+b≤c(c>0),|ax+b|≥c⇔□04ax+b≤-c或ax+b≥c(c>0).1.概念辨析(1)不等式|x-1|+|x+2|<2的解集为∅.( )(2)若|x|>c的解集为R,则c≤0.( )(3)|ax+b|≤c(c≥0)的解集,等价于-c≤ax+b≤c.( )(4)对|a-b|≤|a|+|b|当且仅当ab≤0时等号成立.( )答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ 2.小题热身(1)设a ,b 为满足ab <0的实数,那么( ) A .|a +b |>|a -b | B .|a +b |<|a -b | C .|a -b |<||a |-|b || D .|a -b |<|a |+|b | 答案 B解析 ∵ab <0,∴|a -b |=|a |+|b |>|a +b |.(2)若不等式|kx -4|≤2的解集为{x |1≤x ≤3},则实数k =________. 答案 2解析 由|kx -4|≤2⇔2≤kx ≤6.∵不等式的解集为{x |1≤x ≤3},∴k =2. (3)函数y =|x -3|+|x +3|的最小值为________. 答案 6解析 因为|x -3|+|x +3|≥|(x -3)-(x +3)|=6,当-3≤x ≤3时,|x -3|+|x +3|=6,所以函数y =|x -3|+|x +3|的最小值为6.(4)不等式|x -1|-|x -5|<2的解集是________. 答案 (-∞,4)解析 |x -1|-|x -5|表示数轴上对应的点x 到1和5的距离之差.而数轴上满足|x -1|-|x -5|=2的点的数是4,结合数轴可知,满足|x -1|-|x -5|<2的解集是(-∞,4).题型 一 解绝对值不等式设函数f (x )=|2x +1|-|x -4|. (1)解不等式f (x )>2; (2)求函数y =f (x )的最小值.解 (1)解法一:令2x +1=0,x -4=0分别得x =-12,x =4.原不等式可化为:⎩⎪⎨⎪⎧x <-12,-x -5>2或⎩⎪⎨⎪⎧-12≤x <4,3x -3>2或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥4,x +5>2.∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-7或x >53. 解法二:f (x )=|2x +1|-|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧-x -5,x <-12,3x -3,-12≤x <4,x +5,x ≥4.画出f (x )的图象,如图所示.求得y =2与f (x )图象的交点为(-7,2),⎝ ⎛⎭⎪⎫53,2. 由图象知f (x )>2的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-7或x >53. (2)由(1)的解法二知,f (x )min =-92.条件探究 把举例说明中函数改为“f (x )=|x +1|-|2x -3|”,解不等式|f (x )|>1.解 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≤-1,3x -2,-1<x ≤32,-x +4,x >32,y =f (x )的图象如图所示.由f (x )的表达式及图象,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的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或x >5.所以|f (x )|>1的解集为{|x x <13或1<x <3或x >5.解|x -a |+|x -b |≥c 或|x -a |+|x -b |≤c 的一般步骤 (1)零点分段法①令每个含绝对值符号的代数式为零,并求出相应的根;②将这些根按从小到大排序并以这些根为端点把实数集分为若干个区间; ③由所分区间去掉绝对值符号组成若干个不等式,解这些不等式,求出解集; ④取各个不等式解集的并集求得原不等式的解集. (2)利用|x -a |+|x -b |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.见举例说明.提醒:易出现解集不全的错误.对于含绝对值的不等式,不论是分段去绝对值号还是利用几何意义,都要不重不漏.1.求不等式|x -1|+|x +2|≥5的解集.解 当x <-2时,不等式等价于-(x -1)-(x +2)≥5,解得x ≤-3;当-2≤x <1时,不等式等价于-(x -1)+(x +2)≥5,即3≥5,无解; 当x ≥1时,不等式等价于x -1+x +2≥5,解得x ≥2. 综上,不等式的解集为{x |x ≤-3或x ≥2}.2.若关于x 的不等式|ax -2|<3的解集为{|x -53<x <13,求a 的值.解 ∵|ax -2|<3,∴-1<ax <5. 当a >0时,-1a <x <5a ,-1a =-53,且5a =13无解; 当a =0时,x ∈R ,与已知条件不符; 当a <0时,5a <x <-1a ,5a =-53,且-1a =13,解得a =-3.题型 二 绝对值不等式性质的应用角度1 用绝对值不等式的性质求最值 1.设函数f (x )=|2x -3|.(1)求不等式f (x )>5-|x +2|的解集;(2)若g (x )=f (x +m )+f (x -m )的最小值为4,求实数m 的值. 解 (1)∵f (x )>5-|x +2|可化为|2x -3|+|x +2|>5, ∴当x ≥32时,原不等式化为(2x -3)+(x +2)>5,解得x >2,∴x >2;当-2<x <32时,原不等式化为(3-2x )+(x +2)>5,解得x <0,∴-2<x <0;当x ≤-2时,原不等式化为(3-2x )-(x +2)>5,解得x <-43,∴x ≤-2.综上,不等式f (x )>5-|x +2|的解集为(-∞,0)∪(2,+∞). (2)∵f (x )=|2x -3|,∴g (x )=f (x +m )+f (x -m )=|2x +2m -3|+|2x -2m -3|≥|(2x +2m -3)-(2x -2m -3)|=|4m |,∴依题意有4|m |=4,解得m =±1.角度2 用绝对值不等式的性质证明不等式 (多维探究)2.设a >0,|x -1|<a 3,|y -2|<a3,求证:|2x +y -4|<a .证明 因为|x -1|<a 3,|y -2|<a3, 所以|2x +y -4|=|2(x -1)+(y -2)| ≤2|x -1|+|y -2|<2×a 3+a3=a .即|2x +y -4|<a .结论探究 举例说明条件不变,求证:|x -2y +1|<a +2. 证明 |x -2y +1|=|(x -1)-2(y -1)|<|x -1|+|2(y -1)|=|x -1|+|2(y -2)+2|<|x -1|+2|y -2|+2a 3+2·a3+2=a +2.1.证明绝对值不等式的三种主要方法(1)利用绝对值的定义去掉绝对值符号,转化为普通不等式再证明. (2)利用三角不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |进行证明. (3)转化为函数问题,利用数形结合进行证明. 2.用绝对值不等式的性质求最值的方法利用不等式|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.(2018·江西南昌模拟)已知函数f (x )=|2x -a |+|x -1|. (1)若不等式f (x )≤2-|x -1|有解,求实数a 的取值范围; (2)当a <2时,函数f (x )的最小值为3,求实数a 的值. 解 (1)由题意f (x )≤2-|x -1|,即为⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+|x -1|≤1.而由绝对值的几何意义知⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a2+|x -1|≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪a2-1, 由不等式f (x )≤2-|x -1|有解,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a2-1≤1,即0≤a ≤4.∴实数a 的取值范围是[0,4].(2)由2x -a =0得x =a2,由x -1=0得x =1, 由a <2知a2<1,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x +a +1⎝ ⎛⎭⎪⎫x <a 2,x -a +1⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2≤x ≤1,3x -a -x函数的图象如图所示.∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=-a2+1=3,解得a =-4.题型 三 与绝对值不等式有关的参数范围问题(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 ≤-1,2x ,-1<x <1,2,x ≥1.故不等式f (x )>1的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪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,不符合题意;若a >0,|ax -1|<1的解集为0<x <2a ,所以2a≥1,故0<a ≤2.综上,a 的取值范围为(0,2].条件探究 把举例说明函数改为“f (x )=|2x -1|-|x -a |”,若x ∈(-1,0)时,f (x )>1有解,求a 的取值范围.解 当x ∈(-1,0)时,f (x )>1有解⇔|x -a |<-2x 有解⇔2x <x -a <-2x 有解⇔3x <a <-x 有解,∵3x >-3,-x <1,∴-3<a <1,即实数a 的取值范围是(-3,1).两招解不等式问题中的含参问题(1)第一招是转化.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)第二招是求最值.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.已知f (x )=|x -a |,a ∈R .(1)当a =1时,求不等式f (x )+|2x -5|≥6的解集;(2)若函数g (x )=f (x )-|x -3|的值域为A ,且[-1,2]⊆A ,求实数a 的取值范围. 解 (1)当a =1时,不等式为|x -1|+|2x -5|≥6. 当x ≤1时,不等式可化为-(x -1)-(2x -5)≥6, 解得x ≤0,所以x ≤0;当1<x <52时,不等式可化为(x -1)-(2x -5)≥6,解得x ≤-2,所以x ∈∅;当x ≥52时,不等式可化为(x -1)+(2x -5)≥6,解得x ≥4,所以x ≥4.综上所述,原不等式的解集为{x |x ≤0或x ≥4}. (2)因为|g (x )|=||x -a |-|x -3|| ≤|x -a -(x -3)|=|a -3|, 所以g (x )∈[-|a -3|,|a -3|],所以函数g (x )的值域A =[-|a -3|,|a -3|], 因为[-1,2]⊆A ,所以⎩⎪⎨⎪⎧-|a -3|≤-1,|a -3|≥2,解得a ≤1或a ≥5.所以实数a 的取值范围是(-∞,1]∪[5,+∞).。
例1 不等式|8-3x|>0的解集是 [ ]A B RC {x|x }D {83}...≠.∅83分析∵->,∴-≠,即≠.|83x|083x 0x 83答 选C .例2 绝对值大于2且不大于5的最小整数是[ ]A .3B .2C .-2D .-5分析 列出不等式.解 根据题意得2<|x|≤5.从而-5≤x <-2或2<x ≤5,其中最小整数为-5,答 选D .例3 不等式4<|1-3x|≤7的解集为________.分析 利用所学知识对不等式实施同解变形.解 原不等式可化为4<|3x -1|≤7,即4<3x -1≤7或-7≤-<-解之得<≤或-≤<-,即所求不等式解集为-≤<-或<≤.3x 14x 2x 1{x|2x 1x }53835383例4 已知集合A ={x|2<|6-2x|<5,x ∈N},求A .分析 转化为解绝对值不等式.解 ∵2<|6-2x|<5可化为2<|2x -6|<5即-<-<,->或-<-,52x 652x 622x 62⎧⎨⎩即<<,>或<,12x 112x 82x 4⎧⎨⎩解之得<<或<<.4x x 211212因为x ∈N ,所以A ={0,1,5}.说明:注意元素的限制条件.例5 实数a ,b 满足ab <0,那么[ ]A .|a -b|<|a|+|b|B .|a +b|>|a -b|C .|a +b|<|a -b|D .|a -b|<||a|+|b||分析 根据符号法则及绝对值的意义.解 ∵a 、b 异号,∴ |a +b|<|a -b|.答 选C .例6 设不等式|x -a|<b 的解集为{x|-1<x <2},则a ,b 的值为[ ]A .a =1,b =3B .a =-1,b =3C .a =-1,b =-3D a b .=,=1232 分析 解不等式后比较区间的端点.解 由题意知,b >0,原不等式的解集为{x|a -b <x <a +b},由于解集又为{x|-1<x <2}所以比较可得.a b 1a b 2a b -=-+=,解之得=,=.⎧⎨⎩1232答 选D .说明:本题实际上是利用端点的位置关系构造新不等式组.例7 解关于x 的不等式|2x -1|<2m -1(m ∈R)分析 分类讨论.解若-≤即≤,则-<-恒不成立,此时原不等 2m 10m |2x 1|2m 112式的解集为;∅若->即>,则--<-<-,所以-<2m 10m (2m 1)2x 12m 11m 12x <m .综上所述得:当≤时原不等式解集为;当>时,原不等式的解集为m m 1212∅{x|1-m <x <m}.说明:分类讨论时要预先确定分类的标准.例解不等式-+≥.8 3212||||x x分析 一般地说,可以移项后变形求解,但注意到分母是正数,所以能直接去分母. 解 注意到分母|x|+2>0,所以原不等式转化为2(3-|x|)≥|x|+2,整理得|x|x {x|x }≤,从而可以解得-≤≤,解集为-≤≤.4343434343说明:分式不等式常常可以先判定一下分子或者分母的符号,使过程简便.例9 解不等式|6-|2x+1||>1.分析以通过变形化简,把该不等式化归为|ax+b|<c或|ax+b|>c型的不等式来解.解事实上原不等式可化为6-|2x+1|>1①或 6-|2x+1|<-1②由①得|2x+1|<5,解之得-3<x<2;由②得|2x+1|>7,解之得x>3或x<-4.从而得到原不等式的解集为{x|x<-4或-3<x<2或x>3}.说明:本题需要多次使用绝对值不等式的解题理论.例10 已知关于x的不等式|x+2|+|x-3|<a的解集是非空集合,则实数a的取值范围是________.分析可以根据对|x+2|+|x-3|的意义的不同理解,获得多种方法.解法一当x≤-2时,不等式化为-x-2-x+3<a即-2x+1<a有解,而-2x+1≥5,∴a>5.当-2<x≤3时,不等式化为x+2-x+3<a即a>5.当x>3是,不等式化为x+2+x-3<a即2x-1<a有解,而2x-1>5,∴a>5.综上所述:a>5时不等式有解,从而解集非空.解法二 |x+2|+|x-3|表示数轴上的点到表示-2和3的两点的距离之和,显然最小值为3-(-2)=5.故可求a的取值范围为a>5.解法三利用|m|+|n|>|m±n|得|x+2|+|x-3|≥|(x+2)-(x-3)|=5.所以a>5时不等式有解.说明:通过多种解法锻炼思维的发散性.例11 解不等式|x+1|>2-x.分析一对2-x的取值分类讨论解之.解法一原不等式等价于:①-≥+>-或+<-2x0x12x x1x2⎧⎨⎩或②-<∈2x0 x R⎧⎨⎩由①得≤>或<-x2x1212⎧⎨⎪⎩⎪即≤>,所以<≤;x2x x21212⎧⎨⎪⎩⎪由②得x>2.综合①②得>.所以不等式的解集为>.x {x|x }1212分析二 利用绝对值的定义对|x +1|进行分类讨论解之.解法二 因为 |x 1| x 1x 1x 1x 1+=+,≥---,<-⎧⎨⎩ 原不等式等价于:①≥>或②<>x x x x x x ++-⎧⎨⎩+---⎧⎨⎩10121012由①得≥>即>;x x -⎧⎨⎪⎩⎪11212x由②得<-->即∈.x 112 x ⎧⎨⎩∅所以不等式的解集为>.{x|x }12例12 解不等式|x -5|-|2x +3|<1.分析 设法去掉绝对值是主要解题策略,可以根据绝对值的意义分区间讨论,事实上,由于=时,-=,=-时+=.x 5|x 5|0x |2x 3|032所以我们可以通过-,将轴分成三段分别讨论.325x解当≤-时,-<,+≤所以不等式转化为x x 502x 3032-(x -5)+(2x +3)<1,得x <-7,所以x <-7;当-<≤时,同理不等式化为32x 5-(x -5)-(2x +3)<1,解之得>,所以<≤;x x 51313当x >5时,原不等式可化为x -5-(2x +3)<1,解之得x >-9,所以x >5.综上所述得原不等式的解集为>或<-.{x|x x 7}13说明:在含有绝对值的不等式中,“去绝对值”是基本策略.例13 解不等式|2x -1|>|2x -3|.分析 本题也可采取前一题的方法:采取用零点分区间讨论去掉绝对值,但这样比较复杂.如果采取两边平方,即根据>>解|a||b|a b 22 之,则更显得流畅,简捷.解 原不等式同解于(2x -1)2>(2x -3)2,即4x2-4x +1>4x2-12x +9,即8x >8,得x >1.所以原不等式的解集为{x|x >1}.说明:本题中,如果把2x 当作数轴上的动坐标,则|2x -1|>|2x -3|表示2x 到1的距离大于2x 到3的距离,则2x 应当在2的右边,从而2x >2即x >1.。
第三节 绝对值不等式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.2.绝对值不等式的解法(1)含绝对值不等式|x |<a 与|x |>a 的解法: 不等式 a >0 a =0a <0|x |<a {}x |-a <x <a ∅∅ |x |>a{}x |x >a 或x <-a{}x |x ∈R 且x ≠0R(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 . [小题体验]1.不等式|2x -1|>3的解集为________. 答案:{x |x <-1或x >2}2.不等式|x +1|-|x -2|≥1的解集为________. 答案:{}x |x ≥13.函数y =|x -4|+|x +4|的最小值为________. 解析:∵|x -4|+|x +4|≥|(x -4)-(x +4)|=8, 即函数y 的最小值为8. 答案:81.对形如|f (x )|>a 或|f (x )|<a 型的不等式求其解集时,易忽视a 的符号直接等价转化造成失误.2.绝对值不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |中易忽视等号成立的条件.如|a -b |≤|a |+|b |,当且仅当ab ≤0时等号成立,其他类似推导.[小题纠偏]1.设a ,b 为满足ab <0的实数,那么( )A .|a +b |>|a -b |B .|a +b |<|a -b |C .|a -b |<||a |-|b ||D .|a -b |<|a |+|b |解析:选B ∵ab <0, ∴|a -b |=|a |+|b |>|a +b |.2.若存在实数x 使|x -a |+|x -1|≤3成立,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵|x -a |+|x -1|≥|(x -a )-(x -1)|=|a -1|, 要使|x -a |+|x -1|≤3有解,可使|a -1|≤3, ∴-3≤a -1≤3,∴-2≤a ≤4. 答案:[-2,4]考点一 绝对值不等式的解法基础送分型考点——自主练透[题组练透]1.若关于x 的不等式|ax -2|<3的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-53,13,则实数a =________. 解析:由|ax -2|<3,得-1<ax <5, ∵-53<x <13,∴a =-3.答案:-32.解不等式|2x -1|+|2x +1|≤6.解:法一:当x >12时,原不等式转化为4x ≤6⇒12<x ≤32;当-12≤x ≤12时,原不等式转化为2≤6,恒成立;当x <-12时,原不等式转化为-4x ≤6⇒-32≤x <-12.综上知,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32. 法二:原不等式可化为⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -12+⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +12≤3,其几何意义为数轴上到12,-12两点的距离之和不超过3的点的集合,数形结合知,当x=32或x =-32时,到12,-12两点的距离之和恰好为3,故当-32≤x ≤32时,满足题意,则原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x ≤32.3.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 )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≤-1,3x -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的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或x >5. 所以|f (x )|>1的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <13或1<x <3或x >5. [谨记通法]解绝对值不等式的基本方法(1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式; (2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式;(3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解.考点二 绝对值不等式的证明重点保分型考点——师生共研[典例引领](2019·成都外国语学校模拟)已知函数f (x )=|x -1|. (1)解不等式f (2x )+f (x +4)≥8; (2)若|a |<1,|b |<1,a ≠0,求证:f ab |a |>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a . 解:(1)f (2x )+f (x +4)=|2x -1|+|x +3|=⎩⎪⎨⎪⎧-3x -2,x <-3,-x +4,-3≤x <12,3x +2,x ≥12,当x <-3时,由-3x -2≥8,解得x ≤-103;当-3≤x <12时,-x +4≥8无解;当x ≥12时,由3x +2≥8,解得x ≥2.所以不等式f (2x )+f (x +4)≥8的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≤-103或x ≥2. (2)证明:f ab |a |>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 等价于f (ab )>|a |f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a ,即|ab -1|>|a -b |. 因为|a |<1,|b |<1,所以|ab -1|2-|a -b |2=(a 2b 2-2ab +1)-(a 2-2ab +b 2)=(a 2-1)(b 2-1)>0, 所以|ab -1|>|a -b |.故所证不等式成立.[由题悟法]证明绝对值不等式主要的3种方法(1)利用绝对值的定义去掉绝对值符号,转化为普通不等式再证明. (2)利用三角不等式||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |进行证明. (3)转化为函数问题,数形结合进行证明.[即时应用]已知x ,y ∈R ,且|x +y |≤16,|x -y |≤14,求证:|x +5y |≤1.证明:∵|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|.∴由绝对值不等式的性质,得|x +5y |=|3(x +y )-2(x -y )|≤|3(x +y )|+|2(x -y )|=3|x +y |+2|x -y |≤3×16+2×14=1.即|x +5y |≤1.考点三 绝对值不等式的综合应用重点保分型考点——师生共研[典例引领]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-a 2.又⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-x min =⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-a 2,所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-a 2≥3-a 2,解得a ≥2. 所以a 的取值范围是[2,+∞).[由题悟法](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,将原函数转化为分段函数,然后利用数形结合解决问题,这是常用的思想方法.(2)f (x )<a 恒成立⇔f (x )max <a .f (x )>a 恒成立⇔f (x )min >a .[即时应用]已知定义域为R 的奇函数f (x )=x |x +m |. (1)解不等式f (x )≥x ;(2)若对任意的x 1,x 2∈[1,1+a ],恒有|f (x 1)-f (x 2)|≤2成立,求实数a 的取值范围. 解:因为f (x )=x |x +m |是定义域为R 的奇函数, 所以m =0,即f (x )=x |x |.(1)由x |x |≥x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x 2≥x 或⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,-x 2≥x ,即x ≥1或-1≤x ≤0,所以不等式f (x )≥x 的解集为[-1,0]∪[1,+∞).(2)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≥0,-x 2,x <0,则f (x )在R 上单调递增,所以f (x )在[1,1+a ]上单调递增,所以f (1+a )-f (1)≤2,即(1+a )|1+a |-1≤2,又1+a >1,故可得0<a ≤ 3-1,所以实数a 的取值范围是(0,3-1].一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.已知a ,b ∈R ,则使不等式|a +b |<|a |+|b |一定成立的条件是( ) A .a +b >0 B .a +b <0 C .ab >0D .ab <0解析:选D 当ab >0时,|a +b |=|a |+|b |,当ab <0时,|a +b |<|a |+|b |,故选D.2.设集合A ={x ||4x -1|<9,x ∈R},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪xx +3≥0,x ∈R ,则(∁R A )∩B =( ) A .(-∞,-3)∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞B .(-3,-2]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,52C .(-∞,-3]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞ D .(-3,-2]解析:选A 由题意得A =⎝⎛⎭⎪⎫-2,52,B =(-∞,-3)∪[0,+∞),∴(∁R A )∩B =(-∞,-3)∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫52,+∞.3.不等式|x +2|>3x +145的解集是( )A .(-3,-2)B .(-2,0)C .(0,2)D .(-∞,-3)∪(2,+∞)解析:选D 不等式即为5(x +2)>3x +14或5(x +2)<-(3x +14),解得x >2或x <-3,故选D.4.不等式|x -1|-|x -5|<2的解集为____________. 解析:不等式|x -1|-|x -5|<2等价于⎩⎪⎨⎪⎧x <1,-x -1+x -5<2或⎩⎪⎨⎪⎧1≤x ≤5,x -1+x -5<2或⎩⎪⎨⎪⎧x >5,x -1-x -5<2,即⎩⎪⎨⎪⎧x <1,-4<2或⎩⎪⎨⎪⎧1≤x ≤5,2x <8或⎩⎪⎨⎪⎧x >5,4<2,故原不等式的解集为{x |x <1}∪{x |1≤x <4}∪∅={x |x <4}. 答案:{x |x <4}5.不等式|x (x -2)|>x (x -2)的解集为________.解析:不等式|x (x -2)|>x (x -2)的解集即x (x -2)<0的解集,解得0<x <2. 答案:{x |0<x <2}二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·台州联考)不等式(1+x )(1-|x |)>0的解集是( ) A .{x |0≤x <1} B .{x |x <0且x ≠-1} C .{x |-1<x <1}D .{x |x <1且x ≠-1}解析:选D 不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,1-x 2>0或⎩⎪⎨⎪⎧x <0,1+x 2>0,解得0≤x <1或x <0且x ≠-1.故选D.2.已知a ,b ∈R ,则“|a |+|b |>1”是“b <-1”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解析:选B 令a =0,b =2,则|a |+|b |>1成立,但推不出b <-1;反之,若b <-1,则|b |>1,又|a |≥0,所以|a |+|b |>1.所以“|a |+|b |>1”是“b <-1”的必要不充分条件.3.不等式|x -5|+|x +3|≥10的解集是( ) A .[-5,7]B .[-4,6]C. (-∞,-5]∪[7,+∞)D. (-∞,-4]∪[6,+∞)解析:选D 当x ≤-3时,|x -5|+|x +3|=5-x -x -3=2-2x ≥10,即x ≤-4,∴x ≤-4.当-3<x <5时,|x -5|+|x +3|=5-x +x +3=8≥10,不成立,∴无解.当x ≥5时,|x -5|+|x +3|=x -5+x +3=2x -2≥10,即x ≥6,∴x ≥6.综上可知,不等式的解集为(-∞,-4]∪[6,+∞).4.不等式x 2-|x -1|-1≤0的解集为( ) A .{x |-2≤x ≤1} B .{x |-1≤x ≤2} C .{x |1≤x ≤2}D .{x |-1≤x ≤1}解析:选A 当x -1≥0时,原不等式化为x 2-x ≤0,解得0≤x ≤1.∴x =1; 当x -1<0时,原不等式化为x 2+x -2≤0, 解得-2≤x ≤1.∴-2≤x <1. 综上,-2≤x ≤1.所以原不等式的解集为{x |-2≤x ≤1},故选A.5.(2018·长沙六校联考)设f (x )=1ax 2-bx +c ,不等式f (x )<0的解集是(-1,3),若f (7+|t |)>f (1+t 2),则实数t 的取值范围为( )A .(-3,1)B .(-3,3)C .(-1,3)D .(-1,1)解析:选B ∵f (x )<0的解集是(-1,3), ∴a >0,f (x )的对称轴是x =1,且ab =2. ∴f (x )在[1,+∞)上单调递增. 又∵7+|t |≥7,1+t 2≥1,∴由f (7+|t |)>f (1+t 2),得7+|t |>1+t 2. ∴|t |2-|t |-6<0,解得-3<t <3. 故选B.6.已知函数f (x )=|x +6|-|m -x |(m ∈R),若不等式f (x )≤7对任意实数x 恒成立,则m 的取值范围为________.解析:由绝对值三角不等式得f (x )=|x +6|-|m -x |≤|x +6+m -x |=|m +6|,由题意得|m +6|≤7,则-7≤m +6≤7,解得-13≤m ≤1,故m 的取值范围为[-13,1].答案:[-13,1]7.设|x -2|<a 时,不等式|x 2-4|<1成立,则正数a 的取值范围为____________. 解析:由|x -2|<a 得2-a <x <a +2, 由|x 2-4|<1,得3<x 2<5, 所以-5<x <-3或3<x < 5. 因为a >0,所以由题意得⎩⎨⎧3≤2-a ,a +2≤ 5.解得 0<a ≤5-2,故正数a 的取值范围为(0,5-2]. 答案:(0,5-2]8.(2018·杭州五校联考)已知不等式|x 2-4x +a |+|x -3|≤5的x 的最大值为3,则实数a 的值是____________.解析:∵x ≤3,∴|x -3|=3-x .若x 2-4x +a <0,则原不等式化为x 2-3x +a +2≥0. 此不等式的解集不可能是集合{x |x ≤3}的子集, ∴x 2-4x +a <0不成立. 于是,x 2-4x +a ≥0,则原不等式化为x 2-5x +a -2≤0.∵x ≤3,令x 2-5x +a -2=(x -3)(x -m )=x 2-(m +3)x +3m ,比较系数,得m =2,∴a=8.答案:89.已知|2x -3|≤1的解集为[m ,n ]. (1)求m +n 的值;(2)若|x -a |<m ,求证:|x |<|a |+1.解:(1)不等式|2x -3|≤1可化为-1≤2x -3≤1, 解得1≤x ≤2,所以m =1,n =2,m +n =3.(2)证明:若|x -a |<1,则|x |=|x -a +a |≤|x -a |+|a |<|a |+1.即|x |<|a |+1. 10.(2018·杭州质检)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 ≤2,2,2<x ≤4,2x -6,x >4.故当x ≤2时,令-2x +6≤5,得12≤x ≤2,当2<x ≤4时,显然不等式成立, 当x >4时,令2x -6≤5,得4<x ≤112,故不等式f (x )≤5的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12≤x ≤112. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·金丽衢十二校联考)设a ,b 为实数,则“|a -b 2|+|b -a 2|≤1”是“⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+⎝ ⎛⎭⎪⎫b -122≤32”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解析:选 A ⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+⎝ ⎛⎭⎪⎫b -122≤32⇔a 2-a +14+b 2-b +14≤32⇔a 2-a +b 2-b ≤1⇔b 2-a+a 2-b ≤1,令b 2-a =x ,a 2-b =y ,则|x |+|y |≥|x +y |≥x +y ,所以|x |+|y |≤1⇒x +y ≤1,故充分性成立,必要性不成立,故选A.2.已知函数f (x )=|x -1|+|x -a |(a >1).(1)若不等式f (x )≥2的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≤12或x ≥52,求a 的值; (2)若对任意的x ∈R ,都有f (x )+|x -1|≥1,求实数a 的取值范围. 解:(1)f (x )=|x -1|+|x -a |=⎩⎪⎨⎪⎧2x -a -1,x ≥a ,a -1,1≤x <a ,-2x +a +1,x <1,当x ≥a 时,由2x -a -1≥2,解得x ≥a +32=52;当x <1时,由-2x +a +1≥2,解得x ≤a -12=12. 综上得a =2.(2)由x ∈R ,f (x )+|x -1|≥1,可得2|x -1|+|x -a |≥1.当x ≥a 时,只需3x -2-a ≥1恒成立即可,此时只需3a -2-a ≥1⇒a ≥32;当1≤x <a 时,只需x -2+a ≥1恒成立即可,此时只需1-2+a ≥1⇒a ≥2;当x <1时,只需-3x +2+a ≥1恒成立即可,此时只需-3+2+a ≥1⇒a ≥2.综上可得,a 的取值范围为[2,+∞).。
学案17 含绝对值的函数
一、课前准备:
【自主梳理】含绝对值的函数本质上是分段函数,往往需要先去绝对值再结合函数图像进行研究,主要有以下3类:
1.形如)(x f y =的函数,由于0
)(0)()()()(<≥⎩⎨⎧-==x f x f x f x f x f y ,因此研究此类函数往往结合函数图像,可以看成由)(x f y =的图像在x 轴上方部分不变,下方部分关于x 轴对称得到;
2.形如)(x f y =的函数,此类函数是偶函数,因此可以先研究0≥x 的情况,0<x 的情况可以根据对称性得到;
3.函数解析式中部分含有绝对值,如a x x y a x y -+=+-=2,1等,这种函数是普通的分段函数,一般先去绝对值,再做出图像进行研究.
【自我检测】
1.函数13-=x y 的单调增区间为 _.
2.函数x y lg =的单调减区间为_______.
3.方程a x =-1有两个不同的实数根,则实数a 的取值范围是___________.
4. 函数x
a y =在)0,(-∞上是增函数,则a 的取值范围是___________.
5.函数11++-=x x y 的值域为___________.
6.函数q px x x x f ++=)(是奇函数的充要条件是___________.
二、课堂活动:
【例1】填空题:
(1)已知函数f (x )=log a | x |在(0,+∞)上单调递增,则f (-2) f (a +1).(填写“<”,
“=”,“>”之一).
(2)函数2ln -=x y 的图像与函数1=y 的图像的所有交点的横坐标之和为________.
(3)函数x y 21log =的定义域为],[b a ,值域为[0,2],则b -a 的最小值为_______.
(4)关于函数)0(1lg )(2≠+=x x
x x f ,有下列命题:①其图像关于y 轴对称;②)(x f 的最小值为lg2;③)(x f 的递增区间为(-1,0);④)(x f 没有最大值.其中正确的是_____________(把正确的命题序号都填上).
【例2】设a 为实数,函数R x a x x x f ∈+-+=,1)(2
(1)若函数)(x f 是偶函数,试求a 的值;
(2)在(1)的条件下,求)(x f 的最小值.
【例3】 设函数a R x a x x x f ,(2)(2∈-+=为常数)
(1) a =2时,讨论函数)(x f 的单调性;
(2) 若a >-2,函数)(x f 的最小值为2,求a 的值.
三、课后作业
1.函数12+=x y 关于直线___________对称.
2.函数b a x x x f ++=||)(是奇函数,则=a ________;=b __ _.
3.关于x 的方程a x x =+-232有4个不同实数解,则a 的取值范围是__________.
4.函数2x x y -=的递减区间是_ ______.
5.函数)4(log )(2+-=x x f 的值域为__________.
6.函数x
x x x y cos cos sin sin +=的值域是___________. 7.已知01a <<,则方程|||log |x a a x =的实数解的个数是___________.
8.关于x 的方程0121=++-m x 有唯一实数解,则m 的值为___________.
9.已知()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≥时,()21x f x x -=+,若对任意实数1,22t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦
,都有()()10f t a f t +-->恒成立,则实数a 的取值范围是 .
10.已知函数)1,0(1log )(≠>-=a a x x f a ,若1234x x x x <<<,
且12()()f x f x =34()()f x f x ==,则1234
1111x x x x +++= . 11.已知函数12)(,)(2++=-=ax x x g a x x f (a 为正常数),且函数)(x f 与)(x g 的图像在y 轴上的截距相等.
(1) 求a 的值;
(2) 求函数)(x f +)(x g 的单调递增区间.
12.已知函数2
|43|y x x =-+.
(1)研究函数的单调性;(2)求函数在[0,]t 上的值域(t>0).
13.(已知函数b ax ax x g ++-=12)(2
(0>a )在区间[2,3]上有最大值4和最小值1.设()()g x f x x
=. (1)求a 、b 的值;
(2)若不等式02)2(≥⋅-x x k f 在]1,1[-∈x 上恒成立,求实数k 的取值范围;
(3)若()03|
12|2|12|=--⋅+-k k f x x 有三个不同的实数解,求实数k 的取值范围.
参考答案:
【自我检测】 1.⎪⎭
⎫⎢⎣⎡+∞,31 2.)0,(-∞ 3.),0(+∞ 4.(0,1) 5.),2[+∞ 6.0=q .
课堂活动 例1.(1)< ;(2)4 ;(3)
4
3;(4)①②④ . 例2.(1)由R x x f x f ∈∀=-对)()(成立得0=a ;(2)0≥x 时,1)(2++=x x x f 是增函
数,最小值为1)0(=f ,由)(x f 是偶函数,关于y 轴对称可知,函数)(x f 在R 上的最小值为1)0(=f . 例3.(1)2=a 时,1
1222222)(222
<≥⎩⎨⎧+--+=-+=x x x x x x x x x f ,结合图像知,函数)(x f y =的单调增区间为),1[+∞,减区间为]1,(-∞;
(2)2
222)(22a
x a x a x x a x x x f <≥⎩⎨⎧+--+=,12,2->∴->a a ,结合图像可得 当2≥a 时函数)(x f y =的最小值为1)1(-=a f =2,解得a =3符合题意; 当22<<-a 时函数)(x f y =的最小值为24
)2(2
==a a f ,无解; 综上,a =3.
课后作业 1.21-=x ; 2. 0,0; 3.)41,0(;4.),2
1[]0,21[+∞-和; 5.]2,(-∞;6.{2,0,-2};7.2 ;8.-2; 9.()
(),30,-∞-+∞ 10.2 11.(1)1=a ;(2)减区间]21
,(--∞,增区间),2
1[+∞- 12.(1)增区间)
,和∞+3[]2,1[,减区间]3,2[]1,(和-∞; (2)10≤<t 时,值域为]3,34[2+-t t ;41≤<t ,时,值域为]3,0[;
4≥t 时,值域为]34,0[2
+-t t .
13.解:(1)a b x a x g -++-=1)1()(2,
因为0>a ,所以)(x g 在区间]3,2[上是增函数, 故⎩
⎨⎧==4)3(1)2(g g ,解得⎩⎨⎧==01b a . (2)由已知可得21)(-+
=x x x f , 所以02)2(≥⋅-x x k f 可化为x x x k 22212⋅≥-+
, 化为k x x ≥⋅-⎪⎭
⎫ ⎝⎛+2122112,令x t 21=,则122+-≤t t k , 因]1,1[-∈x ,故⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∈2,21t , 记=)(t h 122+-t t ,因为⎥⎦⎤⎢
⎣⎡∈1,21t ,故()min 0h t =, 所以k 的取值范围是(],0-∞.
(3)原方程可化为0)12(|12|)23(|12|2=++-⋅+--k k x
x ,
令t x =-|12|,则),0(∞+∈t , 0)12()23(2=+++-k t k t 有两个不同的实数解1t ,2t ,
其中101<<t ,12>t ,或101<<t ,12=t .
记)12()23()(2+++-=k t k t t h ,则⎩⎨⎧<-=>+0)1(012k h k ① 或⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧<+<=-=>+122300)1(012k k h k ②
解不等组①,得0>k ,而不等式组②无实数解.所以实数k 的取值范围是),0(∞+.。