探究含绝对值函数问题
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绝对值函数的应用与问题解决绝对值函数是一种常见的数学函数,它有着广泛的应用和解决问题的能力。
本文将探讨绝对值函数的应用,并讨论如何应对与绝对值函数相关的问题。
一、绝对值函数的定义和性质绝对值函数是一个以0为中心的对称函数,表示一个数到0的距离。
它的定义如下:对于任意实数x,绝对值函数|x|的值为:当x≥0时,|x|=x;当x<0时,|x|=-x。
绝对值函数具有以下基本性质:1. 非负性质:对于任何实数x,|x|≥0。
2. 正负交替性质:如果x≠0,则有|−x|=|x|。
3. 三角不等式:对于任何实数x和y,有|x+y|≤|x|+|y|。
二、绝对值函数的应用1. 距离计算由于绝对值函数表示距离,它可以应用于计算两点之间的距离。
例如,在平面坐标系中,点A(x1, y1)和点B(x2, y2)之间的距离可以表示为:d = |x2 - x1| + |y2 - y1|2. 绝对值方程和不等式绝对值函数常用于解决与绝对值相关的方程和不等式。
一般来说,解绝对值方程或不等式的关键是根据定义对绝对值进行分析,并根据不同情况给出解的表达式。
例如,对于绝对值方程|2x - 1| = 3,可以分别考虑2x - 1的正值和负值进行求解,得到x的两组解。
3. 函数图像的变换绝对值函数还可以用于描述函数图像的变换情况。
当对函数进行平移、伸缩和翻转等操作时,绝对值函数的图像也会相应地进行变换。
例如,通过对函数y = |x|进行变换,可以得到y = |x - a|、y = a|x|等相关函数的图像。
三、与绝对值函数相关的问题解决1. 寻找极值点在一些优化问题中,绝对值函数经常和极值点相关。
我们可以利用绝对值函数的非负性质,配合求导等方法,来确定绝对值函数在特定区间内的最大值或最小值。
2. 求解不等式解决包含绝对值函数的不等式时,可以将不等式分为两个部分,并分别去掉绝对值符号,得到一个由不等式组成的方程组。
接下来,通过对不等式的符号进行讨论,可得到不等式的解集。
含绝对值的函数方程解法
对于含有绝对值的函数方程,求解的过程需要考虑绝对值的两种情况:正数和负数。
下面将介绍两种常见的解法。
1. 正数解法
当绝对值中的变量取正数时,可以将绝对值去除,直接求解函数方程。
例如,对于方程 $f(x) = |x - a| + b = c$,其中 $a,b,c$ 都是已知的实数常数,我们可以按照以下步骤求解:
1. 当 $x - a > 0$ 时,$|x - a| = x - a$,因此方程可转化为 $f(x) = x - a + b = c$;
2. 将方程整理为 $x = c - b + a$。
因此,当 $x - a > 0$ 时,方程的解为 $x = c - b + a$。
2. 负数解法
当绝对值中的变量取负数时,可以将绝对值去除,并加上负号,再求解函数方程。
例如,对于方程 $f(x) = |x - a| + b = c$,我们可以按照以下步骤
求解:
1. 当 $x - a < 0$ 时,$|x - a| = -(x - a)$,因此方程可转化为 $f(x) = -(x - a) + b = c$;
2. 将方程整理为 $x = a + c - b$。
因此,当 $x - a < 0$ 时,方程的解为 $x = a + c - b$。
需要注意的是,在求解含有绝对值的函数方程时,我们需要分
别考虑正数和负数的情况,并得到两组解。
最后,我们可以将两组
解合并为一个解集。
以上就是含绝对值的函数方程的解法。
希望以上内容能对你有
所帮助!。
高中数学绝对值函数的应用实例及解题方法绝对值函数是高中数学中常见的一种函数形式,它在数学建模和实际问题中具有广泛的应用。
本文将通过具体的实例,来介绍绝对值函数的应用和解题方法,帮助高中学生更好地理解和掌握这一知识点。
一、求解绝对值不等式绝对值不等式是绝对值函数应用的重要形式之一。
我们以一个简单的例子开始,假设有如下的不等式:|2x - 1| < 3要求解这个不等式,我们可以将其拆分为两个不等式,即:2x - 1 < 3 和 2x - 1 > -3解得:x < 2 和 x > -1所以,原始的不等式的解集为 -1 < x < 2。
这个例子展示了如何通过拆分不等式来求解绝对值不等式,这也是解决绝对值不等式常用的方法之一。
二、求解含有绝对值的方程除了不等式,绝对值函数还常常出现在方程的解中。
我们以一个实际问题为例,来说明如何求解含有绝对值的方程。
例题:某地的温度每天都在变化,已知温度的变化规律可以用函数T(t) = |t - 5| - 3来表示,其中t表示时间(单位:小时),T(t)表示温度(单位:摄氏度)。
现在要求解在什么时间温度为0度。
解答:根据题意,我们需要求解方程|t - 5| - 3 = 0。
将绝对值函数的定义展开,得到两个方程:t - 5 - 3 = 0 或者 -(t - 5) - 3 = 0解得:t = 8 或者 t = 2所以,温度为0度的时间有两个解,分别是t = 8和t = 2。
这个例子展示了如何通过将绝对值函数的定义展开,来求解含有绝对值的方程。
这是解决这类问题常用的方法之一。
三、绝对值函数在距离和模型中的应用绝对值函数在距离和模型中的应用也是高中数学中的重要内容。
我们以一个典型的例子来说明。
例题:甲、乙两地相距200公里,甲地有一辆车以每小时50公里的速度往乙地行驶,乙地有一辆车以每小时40公里的速度往甲地行驶。
问多少小时后,两车相遇?解答:设两车相遇的时间为t小时,则甲地车行驶的距离为50t公里,乙地车行驶的距离为40t公里。
微专题24 绝对值函数问题【题型归纳目录】题型一:含一个绝对值的函数与不等式问题 题型二:含两个绝对值的和的问题 题型三:含两个绝对值的差的问题 题型四:含多个绝对值的问题 【典型例题】题型一:含一个绝对值的函数与不等式问题 例1.不等式|23|5x -<的解集为( ) A .(1,4)- B .(-∞,1)(4-⋃,)+∞C .(,4)-∞D .(1,)-+∞【解析】解:|23|5x -<, 5235x ∴-<-<,解得:14x -<<, 故选:A .例2.不等式|1|3x -<的解集是( ) A .(-∞,2)(4-⋃,)+∞ B .(2,4)-C .(1,4)D .(-∞,1)(4⋃,)+∞【解析】解:|1|3x -<,313x ∴-<-<,24x ∴-<<, 故不等式的解集是(2,4)-, 故选:B .例3.若不等式|2|3a x x -+对任意[0x ∈,2]恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(1,3)-B .[1-,3]C .(1,3)D .[1,3]【解析】解:由不等式|2|3a x x -+对任意[0x ∈,2]上恒成立,可得()|2|f x a x =-的图象在[0x ∈,2]上恒位于直线3y x =+的下方或在直线3y x =+上, 如图所示:∴02(2)|4|5af a ⎧<⎪⎨⎪=-⎩①,或02(2)|4|5(0)||3a f a f a ⎧⎪⎪=-⎨⎪=⎪⎩②.由①可得10a -<,由②可得03a ,故实数a 的取值范围是{|10a a -<,或者03}[1a =-,3],故选:B .变式1.已知t 为常数,函数2|4|y x x t =--在区间[0,6]上的最大值为10,则t = 2或6 . 【解析】解:函数22|4||(2)4|y x x t x t =--=---在区间[0,6]上的最大值为10, 故有2(62)410t ---=,或410t +=,求得2t =,或6t =, 故答案为:2或6.变式2.已知不等式|3|1x a x ->-对任意(0,2)x ∈恒成立,则实数a 的取值范围是 (,3)[7-∞,)+∞【解析】解:|3|1x a x ->-等价于31x a x ->-或31x a x -<-,解得12a x ->或14a x +<, 当1124a a -+<,即3a <时,不等式解集为R ,显然符合题意. 当3a 时,(0,2)(⊆-∞,11)(42a a +-⋃,)+∞, 所以124a +或102a -,解得7a 或1a (舍去), 综上,实数a 的取值范围是7a 或3a <. 故答案为:(,3)[7-∞,)+∞.变式3.已知a R ∈,函数4()||f x x a a x =+-+在区间[1,4]上的最大值是5,则a 的取值范围是 (-∞,9]2. 【解析】解:由题可知4||5x a a x +-+,即4||5x a a x+--,所以5a , 又因为4||5x a a x+--, 所以455a x a a x -+--, 所以4255a x x-+,又因为14x ,445x x +, 所以254a -,解得92a, 故答案为:(-∞,9]2.变式4.若函数4||y a x a x=-+-在区间[1,4]上的最小值是4,实数a 的取值范围是 [4.5,)+∞ . 【解析】解:由4y x x=+在[1,2)递减,[2,4]递增, 可得4y x x=+的最小值为4,最大值为5, 函数4||y a x a x=-+-的最值在顶点或区间的端点处取得, 若f (1)取得最小值4,即|5|4a a --=,可得 4.5a =, 即有4() 4.5| 4.5|f x x x=-+-,且此时f (1)f =(2)f =(4)取得最小值,成立; 若f (2)取得最小值4,即|4|4a a --=,即有4a ;此时f (1)|5|a a =--,f (4)|5|a a =--,f (2)4=,由f (2)f (1),解得 4.5a ; 当f (4)取得最小值4,即|5|4a a --=,解得 4.5a =,成立. 综上可得a 的范围是[4.5,)+∞. 故答案为:[4.5,)+∞.题型二:含两个绝对值的和的问题例4.不等式|1||2|4x x -++的解集是( ) A .53(,)22-B .53[,]22-C .3[2,]2-D .5[,1)2-【解析】解:令()|1||2|f x x x =-++, 则21,2()3,2121,1x x f x x x x ---⎧⎪=-<<⎨⎪+⎩,∴当2x -时,|2||1|4214x x x ++-⇔--,522x ∴--; 当21x -<<时,有34恒成立,当1x 时,|2||1|4214x x x ++-⇔+,312x∴. 综上所述,不等式|2||1|4x x ++-的解集为5[2-,3]2.故选:B .例5.不等式2|1||2|2x x a a ++--恒成立,则a 的取值范围是( ) A .(,3)-∞B .(3,)+∞C .[1-,3]D .(-∞,1][3-,)+∞【解析】解:|1||2||(1)(2)|3x x x x ++-++-=,|1||2|x x ∴++-的最小值为3,2|1||2|2x x a a ++--恒成立,∴只需223a a -,13a ∴-,a ∴的取值范围为[1-,3].故选:C .例6.若关于x 的不等式|2||1|x x a -+-在R 上恒成立,则a 的最大值是( ) A .0B .1C .1-D .2【解析】解:由绝对值的性质得()|2||1||(2)(1)|1f x x x x x =-+----=,所以()f x 最小值为1,从而1a ,解得1a , 因此a 的最大值为1. 故选:B .变式5.若关于x 的不等式|2|||x x a a -+-在R 上恒成立,则a 的最大值是( )A .0B .1C .1-D .2【解析】解:化简得:|2||||(2)()||2|x x a x x a a a -+----=-,当20a -,即2a 时,上式化为2a a -,实数a 无解;当20a -,即2a 时,上式化为2a a -,解得22a ,解得1a , 综上,实数a 的范围为1a , 则实数a 的最大值为1. 故选:B .变式6.不等式|1||24|6x x ++->的解集为 (-∞,1)(3-⋃,)+∞ . 【解析】解:由于33,1|1||24|5,1233,2x x x x x x x x -<-⎧⎪++-=--<⎨⎪-⎩,故当1x <-时,不等式即336x ->,解得1x <-. 当12x -<时,不等式即56x ->,解得x 无解.当2x 时,不等式即336x ->,解得3x >. 综上可得,不等式的解集为(-∞,1)(3-⋃,)+∞, 故答案为(-∞,1)(3-⋃,)+∞.变式7.关于x 的不等式|2||8|x x a -+-在R 上恒成立,则a 的最大值为 6 . 【解析】解:由绝对值的性质得()|2||8||(2)(8)|6f x x x x x =-+----=,所以()f x 最小值为6,从而6a ,解得6a , 因此a 的最大值为6. 故答案为:6.变式8.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当0x 时,1()(|||2|3||)2f x x a x a a =-+--.若集合{|(1)()0x f x f x -->,}x R ∈=∅,则实数a 的取值范围为 1(,]6-∞ .【解析】解:若{|(1)()0x f x f x -->,}x R ∈=∅, 则等价为(1)()0f x f x --恒成立,即(1)()f x f x -恒成立, 当0x 时,1()(|||2|3||)2f x x a x a a =-+--.若0a ,则当0x 时,1()(23)2f x x a x a a x =-+-+=,()f x 是奇函数,∴若0x <,则0x ->,则()()f x x f x -=-=-,则()f x x =,0x <,综上()f x x =,此时函数为增函数,则(1)()f x f x -恒成立, 若0a >,若0x a 时,1()[(2)3]2f x x a x a a x =-+---=-;当2a x a <时,1()[(2)3]2f x x a x a a a =----=-;当2x a >时,1()(23)32f x x a x a a x a =-+--=-.即当0x 时,函数的最小值为a -, 由于函数()f x 是定义在R 上的奇函数, 当0x <时,()f x 的最大值为a , 作出函数的图象如图: 由于x R ∀∈,(1)()f x f x -,故函数(1)f x -的图象不能在函数()f x 的图象的上方,结合图可得133a a -,即61a ,求得106a <, 综上16a, 故答案为:(-∞,1]6题型三:含两个绝对值的差的问题例7.若存在实数x 使得不等式2|1||1|3x x a a +---成立,则实数a 的取值范围为( ) A .(-∞317317][2-+,)+∞ B .(-∞,2][1-,)+∞C .[1,2]D .(-∞,1][2,)+∞【解析】解:令2,1()|1||1|2,112,1x f x x x x x x --⎧⎪=+--=-<<⎨⎪⎩,则2()2f x -,即2|1||1|2x x -+--,若存在实数x 使得不等式2|1||1|3x x a a +---成立, 则232a a --, 解得2a 或1a . 故选:D .例8.若关于x 的不等式2|1||2|2x x a a +-->+有实数解,则实数a 的取值范围为( ) A .(3,1)-B .(1,3)-C .(-∞,3)(1-⋃,)+∞D .(-∞,1)(3-⋃,)+∞【解析】解:|1||2||(1)(2)|3x x x x +--+--=,3|1||2|3x x ∴-+--,由不等式2|1||2|2x x a a +-->+有实数解, 知232a a >+,解得31a -<<.故选:A .例9.若关于x 的不等式2|1||2|4x x a a +--<-有实数解,则实数a 的取值范围为( )A .(-∞,1)(3⋃,)+∞B .(1,3)C .(-∞,3)(1--⋃,)+∞D .(3,1)--【解析】解:|1||2|x x +--表示数轴上的x 对应点到1-的距离减去它到2的距离,它的最大值为3,最小值等于3-,243a a ->-,2430a a -+>,3a ∴>,或1a <,故实数a 的取值范围为(-∞,1)(3⋃,)+∞,故选:A .变式9.对所有的x R ∈,不等式2|20||5|2x x a a ---+恒成立,实数a 的取值范围是 (-∞,5][3-,)+∞【解析】解:|20||5|15x x ---,对所有的x R ∈,不等式2|20||5|2x x a a ---+恒成立,则2215a a +,解得5a -或3a .故答案为(-∞,5][3-,)+∞.变式10.关于x 的不等式2|3||1|5x x a a +---的解集不是∅,则实数a 的取值范围为 (-∞,1][4,)+∞ .【解析】解:|3||1||(3)(1)|4x x x x +---+--=-, (|3||1|)4min x x ∴+--=-.不等式2|3||1|5x x a a +---的解集不是∅,∴只需25(|3||1|)4min a a x x -+--=-,2540a a ∴-+,4a ∴或1a ,a ∴的取值范围为(-∞,1][4,)+∞.故答案为:(-∞,1][4,)+∞. 题型四:含多个绝对值的问题例10.设函数()|1||2||2018||1||2||2018|()f x x x x x x x x R =++++⋯+++-+-+⋯+-∈,下列四个命题中真命题的序号是( ) (1)()f x 是偶函数;(2)当且仅当0x =时,()f x 有最小值; (3)()f x 在(0,)+∞上是增函数;(4)方程2(55)(2)f a a f a -+=-有无数个实根 A .(1)(4)B .(1)(2)C .(1)(2)(3)D .(2)(3)(4)【解析】解:()|1||2||2018||1||2||2018|f x x x x x x x =++++⋯+++-+-+⋯+-,()|1||2||2018||1||2||2018|f x x x x x x x ∴-=-++-++⋯+-++--+--+⋯+-- |1||2||2018||1||2||2018|()x x x x x x f x =-+-+⋯+-+++++⋯++=, ()f x ∴为偶函数,故(1)正确.根据绝对值的几何意义可得()(|1||1|)(|2||2|)(|3||3|)(|2018||2018|)f x x x x x x x x x =++-+++-+++-+⋯+++- 2018(24036)2464036201820192++++⋯+==⨯,当且仅当11x -时,取等号.故(2)错误;由于1()2f f =(1),显然函数()f x 在(0,)+∞上不是增函数,故(3)不正确;由于2(55)(2)f a a f a -+=-,且函数()f x 为偶函数,2552a a a ∴-+=-,或255(2)a a a -+=--,或21551121a a a ⎧--+⎨--⎩. 解得1a =,或3a =,或32a =或13a ,故方程2(55)(2)f a a f a -+=-有无数个实根,故(4)正确. 故答案为:(1)(4) 故选:A .例11.若|1||2||10||11|x x x x m -+-+-+-对一切x R ∈恒成立,则实数m 的取值范围为 (-∞,18] . 【解析】解:244,(1)222,(12)|1||2||10||11|18,(210)22,(1011)424,(11)x x x x x x x x x x x x x -⎧⎪-<⎪⎪-+-+-+-=<⎨⎪-<⎪->⎪⎩,可得|1||2||10||11|18x x x x -+-+-+-,若|1||2||10||11|x x x x m -+-+-+-对一切x R ∈恒成立,则实数m 的取值范围为(-∞,18]. 故答案为:(-∞,18].例12.已知函数()|1||21||31||1001|f x x x x x =-+-+-+⋯+-,则当x = 171时,()f x 取得最小值. 【解析】解:()|1||21||31||1001|f x x x x x =-+-+-+⋯+- 111|1|2||3||100||23100x x x x =-+-+-+⋯+-111111|1|||||||||||||22333100x x x x x x x =-+-+-+-+-+-+⋯+-共有1(1100)10050502+⨯⨯=项 又||||||x a x b a b -+--(注:||x a -为x 到a 的距离⋯||||x a x b -+-即为x 到a 的距离加上x 到b 的距离,当x 在a ,b 之间时,||||x a x b -+-最小且值为a 到b 的距离) 所以()f x 的5050项 前后对应每两项相加,使用公式||||||x a x b a b -+--111()(1)()1002100f x -+-+⋯+⋯当x 在每一对a ,b 之间时,等号成立 由于170(170)24852⨯+⨯= 171(711)25562⨯+⨯= 所以()f x 最中间的两项(第2525,2526项)是1||71x - 所以11111()(1)()()10021007171f x -+-+⋯+- 当171x =时等号成立 则当171x =时()f x 取得最小值 变式11.已知函数()|1||21||31|f x x x x =-+-+-.则f (2)= 9 ,()f x 的最小值为 . 【解析】解:(1)f (2)|21||221||321|9=-+⨯-+⨯-= (2)136,3111,()32141,1263,1x x x f x x x x x ⎧-⎪⎪⎪<⎪=⎨⎪-<⎪⎪⎪->⎩, 由()f x 单调性知,最小值为1.变式12.已知函数()|1||2||3||20|f x x x x x =-+-+-+⋯+-,x N +∈且120x .(1)分别计算f (1),f (5),(20)f 的值;(2)当x 为何值时,()f x 取得最小值?最小值是多少? 【解析】解:(1)由()|1||2||3||20|f x x x x x =-+-+-+⋯+-, 得f (1)19(119)012191902⨯+=+++⋯+==;f (5)15(115)43210121510101201302⨯+=+++++++⋯+=+=+=; 19(191)(20)19181732101902f ⨯+=+++⋯++++==. (2)设x 是1~20中的某一整数,则()(1)(2)321012(20)f x x x x =-+-+⋯+++++++⋯+- (1)[1(1)](20)[1(20)]22x x x x -+--+-=+222121399(242420)21210()224x x x x x =-+=-+=-+. 因为x N +∈,所以当10x =或11时,()f x 取最小值, (10)(11)100f f ==,即最小值是100.【过关测试】 一、单选题1.(2022·安徽·芜湖一中高一阶段练习)已知集合{}21A x x =-≤,{}1,2,3,4B =,则A B =( ) A .{}4 B .{}3,4 C .{}2,3,4 D .{}1,2,3【答案】D【解析】因为{}{}{}2112113A x x x x x x =-≤=-≤-≤=≤≤,故{}1,2,3A B =. 故选:D.2.(2022·江苏·扬州市邗江区蒋王中学高一阶段练习)设a ∈R ,若不等式22112480x x ax x x x-+++-+≥恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .[]1,5- B .[]1,6- C .[]2,6- D .[]2,2-【答案】C【解析】由题意可得()221142+++8a x x x x x-≤-,且0x ≠. 当0x >时,可得2211842+++a x x x x x-≤-, 由绝对值三角不等式可得222211811888++++++=2+22x x x x x x x x x x x x x x-≥-≥⋅, 当且仅当=2x 时,等号成立,所以,428a -≤,可得2a ≥-;当<0x 时,可得222211811842++a x x x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫-≥--+---=--+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为()222211811888++2228x x x x x x x x x x x x x x--≥-++-=-+≥-⋅=--, 当且仅当=2x -时,等号成立,故428a -≥-,解得6a ≤.综上所述,26a -≤≤.故选:C.3.(2022·河南·新密市第一高级中学高一阶段练习)设a ,b 是实数,集合{}1,A x x a x R =-<∈,{}|||3,B x x b x R =->∈,且A B ⊆,则a b -的取值范围为( )A . []0,2B .[]0,4C .[)2,+∞D .[)4,+∞ 【答案】D【解析】集合{}{}1,|11A x x a x R x a x a =-<∈=-<<+,{}{3,|3B x x b x R x x b =-∈=<-或}3x b >+ 又A B ⊆,所以13a b +≤-或13a b -≥+即4a b -≤-或4a b -≥,即4a b -≥所以a b -的取值范围为[)4,+∞故选:D4.(2022·浙江·温州中学高一期中)已知函数()()122021122021f x x x x x x x x R =++++⋅⋅⋅+++-+-+⋅⋅⋅+-∈,且实数a 满足()()221f a a f a --=+,则实数a 的取值范围为( )A .3a =或1a =11315a --≤≤B .3a =或1a =C .3a =或1a =-D .3a =或1a =或1a =-【答案】A【解析】因为函数()f x 的定义域为R ,而()()f x f x -=,所以函数()f x 为偶函数,又112x x ++-≥,当且仅当11x -≤≤时取等号, 224x x ++-≥,当且仅当22x -≤≤时取等号,……202120214042x x ++-≥,当且仅当20212021x -≤≤时取等号,所以()()1220211220212122021f x x x x x x x =++++⋅⋅⋅+++-+-+⋅⋅⋅+-≥+++,当且仅当11x -≤≤时取等号,当12x ≤≤时,()()122021122021=2222021f x x x x x x x x =++++⋅⋅⋅+++-+-+⋅⋅⋅+-+++,当23x ≤≤时,()()122021122021=4232021f x x x x x x x x =++++⋅⋅⋅+++-+-+⋅⋅⋅+-+++,…… 当20202021x ≤≤时,()122021122021=404022021f x x x x x x x x =++++⋅⋅⋅+++-+-+⋅⋅⋅+-+⨯, 当2021x >时,()122021122021=4042f x x x x x x x x =++++⋅⋅⋅+++-+-+⋅⋅⋅+-,故函数()f x 在[)1,+∞上递增,再根据函数()f x 为偶函数,所以()f x 在(],1-∞-上递增,因此()()221f a a f a --=+可等价于221a a a --=+或()221a a a --=-+或2121111a a a ⎧-≤--≤⎨-≤+≤⎩,解得1a =-或3a =或1a =11315a --≤≤ 故选:A .5.(2022·江苏·海安高级中学高一阶段练习)若不等式21x x a +--≤对一切x R ∈恒成立.则实数a 的取值范围为( )A .3a >B .3a <C .3a ≥D .3a ≤【答案】C 【解析】设21y x x =+--,当21x -≤≤时,()2121y x x x =++-=+;当1x >时,()()213y x x =+--=;当<2x -时,()()213y x x =-++-=-, 故21y x x =+--有最大值3. 21x x a +--≤对一切x ∈R 恒成立,则a 必大于等于21y x x =+--的最大值3.故取值范围为[)3,+∞.故选:C .6.(2022·全国·高一课时练习)已知函数()()1,f x ax b a b R x =++∈,当1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,设()f x 的最大值为(),M a b ,则(),M a b 的最小值为( )A .18B .14C .12D .1【答案】B【解析】函数()()1,f x ax b a b R x =++∈,当1[2x ∈,2]时,()f x 的最大值为(,)M a b , 可得1(,)(2)|2|2M a b f a b ≥=++,11(,)()|2|22M a b f a b ≥=++,(,)(1)|1|M a b f a b ≥=++,可得1(3M a ,2)(3b M a +,)(b M a +,211124)1336333b a b a b a b ≥++++++++ 211124113363332a b a b a b ≥+++++---=, 即()12,2M a b ≥,即有()1,4M a b ≥,则(,)M a b 的最小值为14, 故选:B 7.(2022·浙江杭州·高一期末)当[1,1]x ∈-时,不等式2||||1ax b x c ++≤恒成立,则||||||a b c ++的最大值为( )A .18B .17C .16D .15【答案】B【解析】因为[1,1]x ∈-, 所以[0,1]x ∈, 当0x =时,可得1c ≤①, 当12x =时,可得142a b c ++≤②, 当1x =时,可得1a b c ++≤③, 由①②③可得114()()84222a b a c a b c c =++-++-≤, 134()()84244a b b c a b c c =++-++-≤, 所以88117a b c ++≤++=,故选:B8.(2022·江苏省太湖高级中学高一期中)设{}|22A x x =-≥,{}|1B x x a =-<,若A B ⋂=∅,则a 的取值范围为( )A .1a <B .01a <≤C .1a ≤D .03a <≤【答案】C 【解析】由22x -≥得22x -≤-或22x -≥,解得0x ≤或4x ≥,所以(][),04,A =-∞⋃+∞, 由1x a -<得1a x a -<-<,解得11a x a -<<+,所以()1,1B a a =-+.当0a ≤时,B =∅,A B ⋂=∅,符合题意. 当0a >时,由于A B ⋂=∅,所以1014a a -≥⎧⎨+≤⎩,解得01a <≤. 综上所述,a 的取值范围是1a ≤.故选:C9.(2022·辽宁·沈阳二中高一阶段练习)已知函数()1f x mx x =--(0m >),若关于x 的不等式()0f x <的解集中的整数恰有3个,则实数m 的取值范围为( )A .01m <≤B .4332m ≤<C .312m <<D .322m ≤< 【答案】B【解析】()0f x <可化为1mx x <-,作函数y mx =与函数1y x =-的图象如下,结合图象可知,关于x 的不等式()0f x <的解集中的3个整数解为0,1-,2-; 故只需使221331m m ⎧-<--⎪⎨-≥--⎪⎩,解得4332m ≤<; 故选:B .二、多选题10.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高一期中)定义{},min ,,a a b a b b a b≤⎧=⎨>⎩,若函数{}2()min 33,|3|3f x x x x =-+--+,且()f x 在区间[,]m n 上的值域为37,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦,则区间[,]m n 长度可以是( ) A .74B .72C .114D .1【答案】AD 【解析】令23333x x x -+≤--+①,当3x ≥时,不等式可整理为2230x x --≤,解得13x -≤≤,故3x =符合要求,当3x <时,不等式可整理为2430x x -+≤,解得13x ≤≤,故13x ≤<,所以不等式①的解为13x ≤≤; 由上可得,不等式23333x x x -+>--+的解为1x <或3x >,所以()233,1333,13x x x f x x x x ⎧-+≤≤⎪=⎨--+⎪⎩或, 令23334x x -+=,解得32x =,令27334x x -+=,解得52x =或12,令3334x --+=,解得34x =或214,令7334x --+=,解得74x =或174,所以区间[],m n 的最小长度为1,最大长度为74. 故选:AD.11.(2022·江苏·靖江高级中学高一阶段练习)若R x ∃∈,使得|21||32|x x m +--<成立是假命题,则实数m 可能取值是( )A .5B .4C .4-D .5-【答案】CD【解析】因为R x ∃∈,使得|21||32|x x m +--<成立是假命题,所以R x ∀∈,都有|21||32|x x m +--≥.记()|21||32|f x x x =+--,只需()min m f x ≤. ()34,213=|2+1||32|=42,<2214,<2x f x x x x x x ≥----≤--⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩, 所以()min 4f x =-,所以4m ≤-.对照四个选项,C 、D 符合题意.故选:CD12.(2022·辽宁·沈阳市第五中学高一阶段练习)下面命题中正确的为( )A .不等式|1||2|3x x ++->的解集为RB .不等式|1||2|3x x ++-≥的解集为RC .不等式|1||2|5++->x x 的解集为(2,3)x ∈-D .不等式|1||2|5++->x x 的解集为(,2)(3,)x ∈-∞-⋃+∞【答案】BD【解析】对于A ,当0x =时,|1||2|3x x ++-=,故选项A 错误;对于B ,因为|1||2||(1)(2)|3x x x x ++-≥---=,即不等式|1||2|3x x ++-≥恒成立,所以不等式|1||2|3x x ++-≥的解集为R ,故选项B 正确;对于C ,不等式|1||2|5++->x x ,当1x <-时,则125x x --+->,解得<2x -;当12x -≤≤时,则125x x ++->,解得x ∈∅;当2x >时,则125x x ++->,解得3x >.综上所述,不等式|1||2|5++->x x 的解集为(,2)(3,)x ∈-∞-⋃+∞,故选项C 错误,D 正确.. 故选:BD.三、填空题13.(2022·天津市汇文中学高一阶段练习)关于x 的不等式|x -2|+|x +1|≤10的解集为___________.【答案】911,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】当x >2时,原不等式可化为:(x -2)+x +1≤10,解得2<x ≤112;当-1≤x ≤2时,原不等式可化为:-(x -2)+x +1≤10,即3≤10,所以-1≤x ≤2;当x <-1时,原不等式可化为:-(x -2)-(x +1)≤10,即-2x ≤9,解得92-≤x <-1. 综上所述,原不等式的解集是911,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 故答案为:911,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.14.(2022·全国·高一专题练习)不等式122x x x -+-<+的解集为_________. 【答案】153x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭ 【解析】23,2121,1223,1x x x x x x x ->⎧⎪-+-=≤≤⎨⎪-+<⎩,|1||2|2x x x ∴-+-<+化为:2232x x x >⎧⎨-<+⎩或1212x x ≤≤⎧⎨<+⎩或1232x x x <⎧⎨-+<+⎩解得:25x <<或12x ≤≤或113x <<.∴不等式|1||2|2x x x -+-<+的解集为:153x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭故答案为:153x x ⎧⎫<<⎨⎬⎩⎭15.(2022·全国·高一专题练习)设1234T x x x x =-+-+-+-,如果x 可取任意实数值,那么T 的最小值是_____.【答案】4【解析】根据绝对值的几何意义可知,可转化为在数轴上有A B C D ,,,四点,其对应的值分别为1234,,,,求一点M ,使得MA MB MC MD +++最小,当M 在线段AD 上时,MA MD +的最小值为3,当M 在线段BC 上时,MB MC +的最小值为1, 故当M 在线段BC 上时,MA MB MC MD +++的最小值是4.故答案为:4.16.(2022·全国·高一专题练习)不等式12x x m -++≥恒成立,则m 的取值范围是_________.【答案】3m ≤ 【解析】12123y x x x x =-++≥---=,即函数的最小值是3,若不等式12x x m -++≥恒成立,则3m ≤.故答案为:3m ≤四、解答题17.(2022·广东实验中学附属天河学校高一阶段练习)已知集合{}|123A x x x =-+-<,{}2|4B x x ax =+≤,A B ⋂=∅,求a 的取值范围. 【解析】123x x -+-<表示数轴上的点x 到1与2的距离之和小于3,∴03x <<,∴()0,3A =,{}2|4B x x ax =+≤,A B ⋂=∅,∴24x ax +≤在()0,3上无解,即4≥+a x x 在()0,3上无解, ∴ ()0,3x ∀∈,4a x x <+恒成立, 444x x x x+≥⋅,当且仅当2x =时,等号成立,4a <, ∴a 的取值范围为(),4-∞18.(2022·湖北武汉·高一期中)已知函数()21f x x x =-++.(1)求不等式()4f x ≥的解集;(2)当R x ∈时,若()2f x m m ≥-恒成立,求实数m 的取值范围.【解析】(1)由于()21,1213,1221,2x x f x x x x x x -+≤-⎧⎪=-++=-<<⎨⎪-≥⎩,当1x <-时,214x -+≥,解得32x ≤-,此时32x ≤-; 当12x -≤<时,34≥不成立,此时无解;当2x ≥时,214x -≥,解得52x ≥,此时52x ≥. 综上:()4f x ≥的解集为35,,22⎛⎤⎡⎫-∞-+∞ ⎪⎥⎢⎝⎦⎣⎭. (2)∵()()()21213f x x x x x =-++≥--+=,当且仅当[]1,2x ∈-时等号成立∴23m m -≤,即230m m --≤113113m -+≤≤ ∴m 的取值范围是113113⎡-+⎢⎣⎦. 19.(2022·四川·成都铁路中学高一阶段练习)已知函数()|1|||f x x x a =-+-(1)若函数()f x 的值域为[2,)+∞,求实数a 的值(2)若(2)(2)f a f -≥,求实数a 的取值范围.【解析】(1)函数()|1||||1()||1|f x x x a x x a a =-+----=-,当()()10x x a --≤时,等号成立,|1|2a ∴-=,解得=3a 或1a =-.(2)由(2)(2)f a f -≥,可得3121a a ---≥,则13(1)(2)1a a a ≤---≥⎧⎨⎩或1<23(1)(2)1a a a ≤---≥⎧⎨⎩或>23(1)(2)1a a a ⎧⎨---≥⎩, 解得:0a ≤或322a ≤≤或2a >.综上,a 的范围是:3(,0],2⎡⎫-∞+∞⎪⎢⎣⎭. 20.(2022·浙江·高一阶段练习)已知a ,b ,c ∈R ,函数2y ax bx c =++.(1)若1a =,关于x 的不等式222430ax bx c x x ++≤--对任意x ∈R 恒成立,求b ,c 的值; (2)若a ,*b ∈N ,1c =,关于x 的方程20ax bx c ++=有两个不相等的实根,且均大于1-小于0,求a b +的最小值.【解析】(1)由224300x x --=,解得5x =或3x =-,则当5x =或3x =-时,2550930a b c a b c ⎧++≤⎪⎨-+≤⎪⎩,即2550930a b c a b c ⎧++=⎪⎨-+=⎪⎩,由1a =,解得215b c =-⎧⎨=-⎩,∴2b =-,15c =-;(2)由题意得2Δ4010200b ac b a a b c c ⎧=->⎪⎪-<-<⎪⎨⎪-+>⎪>⎪⎩,∴2241ba b a a b⎧>⎪⎪⎪<⎨⎪+>⎪⎪⎩,由244b a >≥得3b ≥,若3b =,∴329413a a a ⎧>⎪⎪⎪<⎨⎪+>⎪⎪⎩,则924<<a ,无解,若4b =,∴2414aa a >⎧⎪<⎨⎪+>⎩,则34a <<,无解,若5b =,∴5225415a a a ⎧>⎪⎪⎪<⎨⎪+>⎪⎪⎩,则2544a <<,∴5a =或6a =,显然5a =时,a b +更小,为10,若6b ≥,由1a b +>,得2111a b b +>-≥,∴a b +的最小值为10,当5a =,5b =时取得.21.(2022·江苏省阜宁中学高一阶段练习)(1)求不等式2421x x x -++≥-的解集;(2)若不等式2321x x x mx ++--≥的解集包含(]0,1,求实数m 的取值范围;(3)已知2214x a x a -+-+≥在R x ∈时恒成立,求a 的取值范围.【解析】(1)①当1x ≥时不等式为2422x x x -++≥-解得:12x ≤≤②当1x <时,不等式为2422x x x -++≥-3171x -≤≤ 综上得:不等式的解集为:3172x x ⎧⎫-⎪⎪≤≤⎨⎬⎪⎪⎩⎭∣(2)2321x x x mx ++--≥的解集包含(]0,1,故原不等式转化为:231x x mx ++≥在(]0,1恒成立,即13x m x ++≥在(]0,1恒成立,而对勾函数13y x x =++在区间(]0,1上单调递减,∴当1x =时,13y x x =++有最小值5,5m ∴≤.(3)()()222212121x a x a x a x a a a -+-+≥---+=-+, 2214x a x a ∴-+-+≥恒成立化为:2214a a -+≥,解得3a ≥或1a ≤-.。
纵观近几年的高考试卷,有关含绝对值函数的问题呈现出综合性强、立意新颖、难度大等特点,正日益成为高考的热点.利用绝对值函数的图象和性质在解有关含绝对值函数的客观题时,要运用好绝对值函数的图象和性质,根据题意,利用函数y=f(x)图象的翻折和平移得到y=f(x),y=f(x),y=f(x-m)等含绝对值函数的图象,然后利用图象求解.对于常见的含绝对值的函数的图象和性质,要熟练掌握,才有利于提升解题速度.如:y=ax(a>0,a≠1),y=ax-1,y=logax,y=logax(a>0,a≠1),y=ax2+bx+c,y=,y=x+(a>0),y=ax-b,y=ax2+bx+c等.例1 函数f(x)=2xlog0.5x-1的零点个数为 .(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析:由f(x)=2xlog0.5x-1=0可得log0.5x=x,设h(x)=x,g(x)=log0.5x,在同一坐标系中分别画出函数g(x)和h(x)的图象(如图1所示),可以发现两个函数的图象有2个交点,即函数f(x)有2个零点.所以答案选B.点评:解例1的关键是作出g(x)=log0.5x的图象,然后观察它与函数h(x)=x 的图象的交点个数,交点个数即为函数f(x)零点的个数.例2 已知函数f(x)=x-4+,x∈(0,4),当x=a时,f(x)取得最小值b,则函数g(x)=x+b的图象为 .解析:f(x)=x-4+=(x+1)+-5≥2-5=1,当且仅当x+1=时函数f(x)取到最小值1,即(x+1)2=9. 因为x∈(0,4),故x=2.由题意可知:a=2,b=1,故g(x)=x+1,其图象可由函数y=x的图象先进行翻折变换得到函数y=x的图象,然后再将所得图象向左平移1个单位后得到,所以答案为B.点评:根据均值不等式及其取等条件求得a,b的值,再根据函数图象变换得出函数g (x)的图象.转化为分段函数,进行分类讨论一般地,对于y=f(x)和y=f(x)这两种最典型的含绝对值的函数,可根据f(x)或x取值的正负分类,得到分段函数:y=f(x)= f(x),f(x)≥0,-f(x),f(x)<0和y=f (x)= f(x),x≥0,f(-x),x<0.对于含有x-a的绝对值函数,可先根据x≤a和x>a进行分类,再结合函数的图象求解.对于含参数的问题,还要对参数进行分类讨论.例3 函数f(x)=2log2x-x-的大致图象为 .解析:函数f(x)的定义域为(0,+∞),其中1是log2x和x-的零点,所以可先根据零点将f(x)转化为分段函数:当0当x>1时,f(x)=2log2x-x-=.即:f(x)=,x>1,x,0点评:例3中虽有两个绝对值符号,但它们有共同的零点x=1,故可根据01这两种情况,将函数f(x)转化为分段函数进行求解.例4 函数y=的图象与函数y=kx-2的图象恰好有两个交点,则实数k的取值范围是.解析:函数y==(x≠1),其中x2-1的零点为:x=±1.当x>1时,y=x+1;当-1≤x<1时,y=-x-1;当x<-1时,y=x+1.故函数y=x+1,x>1,-x-1,-1≤x<1x+1,x<-1.,函数y=kx-2的图象为恒过定点(0,-2)的直线族.如图2所示.要使函数y=的图象与y=kx-2的图象有两个不同的交点,则直线族y=kx-2应在图中阴影所示的两个区域内.边界线l1经过点(1,2)和点(0,-2),可得l1的斜率k==4,但是x≠1,函数y=kx-2的图象不经过点F(1,2),故k≠4;l2经过点(2,0)和(0,-2),可得l2的斜率k==1,但是当k=1时直线l2与函数y=的图象只有一个交点,故k≠1.l3与x轴平行,又x≠1,故函数y=kx-2的图象不经过点E,即k≠0.综上所述,实数k的取值范围是(0,1)∪(1,4).点评:例4根据x2-1的零点将函数y=分段为x>1,-1≤x<1,x<-1这三种情形,然后画出函数图象,利用数形结合的方法求解.通过去绝对值分离参数,等价转化为求函数最值问题对于绝对值含参恒成立问题,一般可通过去绝对值、分离参数进行等价转化. 常规解题思路为:a-f(x)≤g(x)恒成立?圳-g(x)≤a-f(x)≤g(x)恒成立?圳f(x)-g(x)≤a≤f(x)+g(x)恒成立?圳a≥[f(x)-g(x)]max且a≤[f(x)+g(x)]min.a-f(x)≥g(x)恒成立?圳a-f(x)≤-g(x)恒成立或a-f(x)≥g(x)恒成立?圳a≤f (x)-g(x)恒成立或a≥f(x)+g(x)恒成立?圳a≤[f(x)-g(x)]min或a≥[f(x)+g (x)]max.例5 已知函数f(x)=1+a·x+x.(1)当a=1时,求函数f(x)在(-∞,0)上的值域.(2)若对任意x∈[0,+∞),总有f(x)≤3成立,求实数a的取值范围.解析:(1)当a=1时,f(x)=1+x+2x,令t=x,则f(t)=t+x+.因为x∈(-∞,0),所以t∈(1,+∞). 而f(t)在(1,+∞)上是增函数,又f(1)=3,所以所求值域为(3,+∞).(2)令t=x,则f(t)=1+at+t2,由x∈[0,+∞)知t∈(0,1].因此f(x)≤3在x∈[0,+∞)上恒成立等价于f(t)≤3在t∈(0,1]上恒成立,所以-3≤f(t)≤3,整理得-4-t2≤a·t≤2-t2,即--t≤a≤-t在t∈(0,1]上恒成立.令h(t)=--t,g(t)=-t,若要满足题意则h(t)max≤a≤g(t)min.因为h(t)在(0,1]上递增,g(t)在(0,1]上递减,所以h(t)max=h(1)=-5,g(t)min=g (1)=1,故-5≤a≤1,实数a的取值范围为[-5,1].点评:例5的求解过程,体现了分离参数、将问题等价转化为求相关函数最值问题的思路.例6 已知函数f(x)=x-a+(x>0).(1)当a=1时,求f(x)的最小值.(2)若对于任意的正数x,f(x)≥恒成立,求a的取值范围.解析:(1)当a=1时,f(x)=x-1+=x+-1,x≥1,1+-x,0<x<1.当x≥1时,f (x)递增,故f(x)≥f(1)=1;当0<x<1时,f(x)递减,故f(x)>1,因此f(x)的最小值为1.(2)f(x)≥恒成立可转化为:a-x≥-在x>0时恒成立.当-<0,即0<x<2时,a-x≥-恒成立,这时a∈R.当-≥0,即x≥2时,a-x≥-恒成立可转化为:a-x≥-或a-x≤--恒成立,即a≥x-+或a≤x+-在x≥2时恒成立.令h(x)=x-+,g(x)=x+-. a≥h(x)恒成立等价于a≥h(x)max,又h(x)在[2,+∞)上单调递增,并且当x→+∞时,h(x)→+∞,所以a≥h(x)max不能成立.a ≤g(x)恒成立等价于a≤g(x)min,又g(x)在[2,+∞)上单调递增,所以g(x)min=g(2)=2,因此a≤2.综上所述,当a≤2时,f(x)≥恒成立.点评:例6第(2)小题求解的主要流程就是先将原恒等式转化为求a-x≥-恒成立的形式,再通过去绝对值分离参数,最终通过求函数的最值来解题.在求解含绝对值的函数问题时,要根据绝对值的意义,结合常见的含绝对值的函数的图象和性质,充分运用分类讨论、数形结合、等价转化和函数与方程的数学思想求解.。
高一含绝对值的对数函数问题高一数学中,绝对值的对数函数是一个常见的题型。
这类题目通常涉及到对数函数的性质和图像,以及绝对值函数的性质和图像。
我将从不同角度来解答这类问题。
首先,我们来看绝对值的对数函数的定义。
绝对值的对数函数通常表示为f(x) = log |x|,其中log表示以10为底的对数。
这个函数的定义域是所有实数,而值域是负无穷到正无穷。
当x大于0时,f(x) = log x;当x小于0时,f(x) = log(-x)。
这意味着函数图像会在x轴的正半轴和负半轴分别有一条对称的分支。
其次,我们可以讨论绝对值的对数函数的性质。
由于对数函数的性质,绝对值的对数函数在x大于0时是单调递增的,在x小于0时是单调递减的。
另外,绝对值的对数函数的图像会经过点(1, 0),并且在x=1处有一个垂直渐近线。
接着,我们可以探讨绝对值的对数函数的图像特点。
由于绝对值的对数函数的特殊性质,它的图像会呈现出两条分支,分别位于x轴的正负半轴。
这两条分支会在(1, 0)这一点相交,并且在这一点有一个水平切线。
最后,我们可以考虑一些与绝对值的对数函数相关的典型问题。
比如,求函数的定义域、值域;求函数在某个区间上的增减性;求函数与坐标轴的交点等等。
这些问题需要运用对数函数和绝对值函数的性质,以及图像特点来进行分析和解答。
综上所述,高一含绝对值的对数函数问题涉及到对数函数和绝对值函数的性质、图像特点以及相关的典型问题。
在解答这类问题时,我们需要全面理解和掌握这两类函数的知识,从而能够准确地分析和解决问题。
对一道含绝对值的二次函数的变式
探究
一、定义
二次函数是在二维坐标系中,由常数a、b、c决定的曲线图形,其方程为f(x)=ax^2+bx+c(其中a≠0)。
而含有绝对值的二次函数就是其标准形式的变式,即:
y=|ax^2+bx+c|。
二、特征
含绝对值的二次函数的特点是其函数图形被一条竖直线分割成上下两部分,且上下两部分的函数图形对称。
三、变式探究
1. 如果a>0,那么前面绝对值函数的右侧函数图形会被移动到原来的位置上。
可以看出,当a>0时,绝对值函数的表达式可以化简为y=ax^2+bx+c,即为标准二次函数。
2. 如果a<0,那么前面绝对值函数的右侧函数图形会被移动到原来的位置上。
可以看出,当a<0时,绝对值函数的表达式可以写作y=-ax^2-bx-c,此时函数图形发生了翻转,即变为了以原点为对称轴的函数图形。
3. 当b>0时,可以看出,绝对值函数的函数图形会向右平移,即右侧函数图形会移动到原来的位置上。
4. 当b<0时,可以看出,绝对值函数的函数图形会向左平移,即左侧函数图形会移动到原来的位置上。
5. 当c>0时,可以看出,绝对值函数的函数图形会向上平移,即上部函数图形会移动到原来的位置上。
6. 当c<0时,可以看出,绝对值函数的函数图形会向下平移,即下部函数图形会移动到原来的位置上。
四、总结
从上述变式探究可以看出,含绝对值的二次函数的变式探究主要依靠常数a、b、c的大小来决定其函数图形的变化情况。
此外,当a、b、c变化时,含绝对值的二次函数的函数图形也会发生相应的变化。
对一类含绝对值函数最值问题的探究摘要:研究形如的一类含绝对值函数性质,需要学生很强的直观想象与逻辑推理能力。
特别是此类函数的最值问题,对学生思维的缜密度和创新意识要求非常高。
本文拟对形如一类函数最值问题进行探究,帮助学生开拓解题思路,加深数学理解,形成理性思维。
关键词:最大值中的最小值纵向距离平口单峰正文:1.问题的提出形如一类含绝对值函数的最值问题,是高中阶段较为常见的一类问题,其数学特征明显,但综合性非常强。
解决绝对值相关问题主要有两个思路:一是代数化简,另一是几何直观。
本文试从这两个思路进行探究,最终形成解决这类问题的一般方法。
引例1:已知函数 ,若对于 ,使得求实数的取值范围。
2.对问题的理解按问题所给条件,只需满足,因为M要受到参变量的影响,不妨设,因为a,b的任意性,显然须满足的最小值都要大于或等于 .综上分析,问题的本质是求函数的最大值的最小值。
3.解法探究思路1:研究绝对值问题的基本思路就是分类讨论,本例中需要考虑抛物线的对称轴不同位置,对函数的最大值的影响。
解法1:①当,即,此时函数在上单调,则有 ,所以②当,此时函数在上满足:,则有 ,所以 .③当,此时函数在上满足:,则有 ,所以 .综上:当且仅当 ,即时,函数的最大值的最小值为,所以 .思路2:对于函数,我们可以理解为函数在上的函数值的偏差值的绝对值,也可以说是这两个函数图像在上的纵向距离(或铅垂距离)。
引例1所求问题本质是求这两个函数图像在时的纵向距离最大值的最小值。
为了帮助同学的理解,我们可以先思考一个折筷子的实验:一根固定长度的筷子,从其中何处折断,才能使较长一段的的长度最短?显然从筷子中间折断,能够使较长一段最短,且最短长度就是筷子的一半。
把这个实验迁移到本题,那么函数在上的图像应该如图所示:解法2:当直线如图所示时,抛物线上的点到直线的最大距离最小。
即。
4.发现与归纳对于解法1,很大程度上是要依赖于函数的特殊性,通过函数的单调性,对最大值进行分类整理,比较。
探究含绝对值函数问题 1.(常州13届高三期末调研)已知函数
()ln f x x x a x =--.
(1)若a =1,求函数()f x 在区间[1,]e 的最大值; (2)求函数()f x 的单调区间;
(3)若()0f x >恒成立,求a 的取值范围.
【答案】解:(1)若a =1, 则
()1ln f x x x x =--.
当[1,]x e ∈时, 2
()ln f x x x x =--,2'
121
()210x x f x x x x
--=--=>,
所以()f x 在[1,]e 上单调增, 2max ()()1f x f e e e ∴==-- (2)由于()ln f x x x a x =--,(0,)x ∈+∞.
(ⅰ)当0a ≤时,则2
()ln f x x ax x =--,2'
121
()2x ax f x x a x x
--=--=,
令'
()0f x =,得00x =
>(负根舍去), 且当0(0,)x x ∈时,'()0f x <;当0(,)x x ∈+∞时,'
()0f x >,
所以()f x 在上单调减,在)+∞上单调增 (ⅱ)当0a >时,
①当x a ≥时, 2'
121
()2x ax f x x a x x
--=--=,
令'
()0f x =,得1x =x a =
<舍),
a ≤,即1a ≥, 则'()0f x ≥,所以()f x 在(,)a +∞上单调增;
若
a >,即01a <<, 则当1(0,)x x ∈时,'()0f x <;当1(,)x x ∈+∞
时,'
()0f x >,所以()f x 在区间上是单调减,在)+∞上单调增
②当0x a <<时, 2'
121
()2x ax f x x a x x
-+-=-+-=,
令'
()0f x =,得2210x ax -+-=,记28a ∆=-,
若280a ∆=-≤,即0a <≤, 则'
()0f x ≤,故()f x 在(0,)a 上单调减;
若280a ∆=->,即a >
则由'
()0f x =得3x =,4x =且340x x a <<<,
当3(0,)x x ∈时,'()0f x <;当34(,)x x x ∈时,'
()0f x >;当4(,)x x ∈+∞
时,'
()0f x >,所以()f x 在区间上是单调减,在
上单调增;在)+∞上单调减
综上所述,当1a <时,()f x 单调递减区间是 ,()f x 单调递增区间
是)+∞;
当1a ≤≤时, ()f x 单调递减区间是(0,)a ,()f x 单调的递增区间是
(,)a +∞;
当a >, ()f x 单调递减区间是)和)a ,
()f x 单调的递增区间是和(,)a +∞ (3)函数()f x 的定义域为(0,)x ∈+∞. 由()0f x >,得ln x
x a x
->
. *
(ⅰ)当(0,1)x ∈时,0x a -≥,ln 0x
x
<,不等式*恒成立,所以R a ∈; (ⅱ)当1x =时,10a -≥,
ln 0x
x
=,所以1a ≠; (ⅲ)当1x >时,不等式*恒成立等价于ln x a x x <-
恒成立或ln x
a x x
>+恒成立. 令ln ()x
h x x x
=-,则221ln ()x x h x x -+'=.
因为1x >,所以()0h x '>,从而()1h x >. 因为ln x
a x x
<-
恒成立等价于min (())a h x <,所以1a ≤. 令ln ()x
g x x x
=+,则221ln ()x x g x x +-'=.
再令2()1ln e x x x =+-,则1
()20e x x x '=->在(1,)x ∈+∞上恒成立,()e x 在(1,)x ∈+∞上
无最大值.
综上所述,满足条件的a 的取值范围是(,1)-∞
1.( 2013苏锡常镇四市高三调研(二))已知a 为正的常数,函数2
()ln f x ax x x =-+.
(1)若2a =,求函数()f x 的单调增区间; (2)设()
()f x g x x
=
,求函数()g x 在区间[]1,e 上的最小值. 【答案】
(2010全国卷1理数)(15)直线1y =与曲线2y x x a =-+有四个交点,则a 的取值范围是 .
(2010辽宁理数)(21)(本小题满分12分) 已知函数1ln )1()(2+++=ax x a x f (I )讨论函数)(x f 的单调性;
(II )设1-<a .如果对任意),0(,21+∞∈x x ,||4)()(|2121x x x f x f -≥-,求a 的取值范围。
解:
(Ⅰ)()f x 的定义域为(0,+∞). 2121
'()2a ax a f x ax x x
+++=+=. 当0a ≥时,'()f x >0,故()f x 在(0,+∞)单调增加; 当1a ≤-时,'()f x <0,故()f x 在(0,+∞)单调减少;
当-1<a <0时,令'()f x =0,解得x =
则当x ∈时,'()f x >0;)x ∈+∞时,'()f x <0.
故()f x 在单调增加,在)+∞单调减少. (Ⅱ)不妨假设12x x ≥,而a <-1,由(Ⅰ)知在(0,+∞)单调减少,从而 12,(0,)x x ∀∈+∞,1212()()4f x f x x x -≥-
等价于12,(0,)x x ∀∈+∞,2211()4()4f x x f x x +≥+ ①
令()()4g x f x x =+,则1
'()24a g x ax x
+=
++ ①等价于()g x 在(0,+∞)单调减少,即 1
240a ax x
+++≤. 从而222
222
41(21)42(21)2212121
x x x x a x x x ------≤==-+++ 故a 的取值范围为(-∞,-2]. ……12分
课标文数12.B4,B7,B8[2011·课标全国卷] 已知函数y =f (x )的周期为2,
当x ∈[-1,1]时f (x )=x 2,那么函数y =f (x )的图像与函数y =|lg x |的图像的交点共有( )
A .10个
B .9个
C .8个
D .1个 课标文数12.B4,B7,B8[2011·课标全国卷] A 【解析】 由题意做出函数图像如图,由图像知共有10个交点.。