2011高二数学选修4-5教案04-绝对值三角不等式
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1.2.2 绝对值不等式的解法一、教学目标1.理解绝对值的几何意义,掌握去绝对值的方法.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 ;|x -a |+|x -b |≤c .3.能利用绝对值不等式解决实际问题. 二、课时安排 1课时 三、教学重点理解绝对值的几何意义,掌握去绝对值的方法. 四、教学难点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 ;|x -a |+|x -b |≤c .五、教学过程 (一)导入新课解关于x 的不等式|2x -1|<2m -1(m ∈R ).【解】 若2m -1≤0,即m ≤12,则|2x -1|<2m -1恒不成立,此时,原不等式无解;若2m -1>0,即m >12,则-(2m -1)<2x -1<2m -1,所以1-m <x <m . 综上所述:当m ≤12时,原不等式的解集为∅,当m >12时,原不等式的解集为{x |1-m <x <m }.(二)讲授新课教材整理1 绝对值不等式|x |<a 与|x |>a 的解集教材整理2 |ax +b |≤c ,|ax +b |≥c (c >0)型不等式的解法 1.|ax +b |≤c ⇔ .2.|ax +b |≥c ⇔ .教材整理3 |x -a |+|x -b |≥c ,|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. 2.利用零点分段法求解.3.构造函数,利用函数的图象求解. (三)重难点精讲题型一、|ax +b|≤c 与|ax +b|≥c 型不等式的解法 例1求解下列不等式.(1)|3x -1|≤6;(2)3≤|x -2|<4;(3)|5x -x 2|<6.【精彩点拨】 关键是去绝对值符号,转化为不含绝对值符号的不等式. 【自主解答】 (1)因为|3x -1|≤6⇔-6≤3x -1≤6, 即-5≤3x ≤7,从而得-53≤x ≤73,所以原不等式的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-53≤x ≤73. (2)∵3≤|x -2|<4,∴3≤x -2<4或-4<x -2≤-3,即5≤x <6或-2<x ≤-1. 所以原不等式的解集为{x |-2<x ≤-1或5≤x <6}. (3)法一 由|5x -x 2|<6,得|x 2-5x |<6. ∴-6<x 2-5x <6.∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2-5x +6>0,x 2-5x -6<0,∴⎩⎪⎨⎪⎧(x -2)(x -3)>0,(x -6)(x +1)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧x <2或x >3,-1<x <6. ∴-1<x <2或3<x <6.∴原不等式的解集为{x |-1<x <2或3<x <6}. 法二 作函数y =x 2-5x 的图象,如图所示.|x 2-5x |<6表示函数图象中直线y =-6和直线y =6之间相应部分的自变量的集合.解方程x 2-5x =6,得x 1=-1,x 2=6.解方程x 2-5x =-6,得x ′1=2,x ′2=3.即得到不等式的解集是{x |-1<x <2或3<x <6}. 规律总结:1.形如a <|f (x )|<b (b >a >0)型不等式的简单解法是利用等价转化法,即a <|f (x )|<b (0<a <b )⇔a <f (x )<b 或-b <f (x )<-a .2.形如|f (x )|<a ,|f (x )|>a (a ∈R )型不等式的简单解法是等价命题法,即 (1)当a >0时,|f (x )|<a ⇔-a <f (x )<a . |f (x )|>a ⇔f (x )>a 或f (x )<-a . (2)当a =0时,|f (x )|<a 无解. |f (x )|>a ⇔|f (x )|≠0.(3)当a <0时,|f (x )|<a 无解. |f (x )|>a ⇔f (x )有意义. [再练一题] 1.解不等式: (1)3<|x +2|≤4; (2)|5x -x 2|≥6.【解】 (1)∵3<|x +2|≤4,∴3<x +2≤4或-4≤x +2<-3,即1<x ≤2或-6≤x <-5,所以原不等式的解集为{x |1<x ≤2或-6≤x <-5}.(2)∵|5x -x 2|≥6,∴5x -x 2≥6或5x -x 2≤-6,由5x -x 2≥6,即x 2-5x +6≤0,∴2≤x ≤3, 由5x -x 2≤-6,即x 2-5x -6≥0,∴x ≥6或x ≤-1, 所以原不等式的解集为{x |x ≤-1或2≤x ≤3或x ≥6}. 题型二、含参数的绝对值不等式的综合问题 例2已知函数f (x )=|x -a |.(1)若不等式f (x )≤3的解集为{x |-1≤x ≤5},求实数a 的值;(2)在(1)的条件下,若f (x )+f (x +5)≥m 对一切实数x 恒成立,求实数m 的取值范围. 【精彩点拨】 解f (x )≤3,由集合相等,求a →求y =f (x )+f (x +5)的最小值,确定m 的取值范围【自主解答】 (1)由f (x )≤3,得|x -a |≤3, 解得a -3≤x ≤a +3.又已知不等式f (x )≤3的解集为{x |-1≤x ≤5},所以⎩⎪⎨⎪⎧a -3=-1,a +3=5,解得a =2.(2)法一 由(1)知a =2,此时f (x )=|x -2|,设g (x )=f (x )+f (x +5)=|x -2|+|x +3|, 于是g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -1,x <-3,5,-3≤x ≤2,2x +1,x >2.利用g (x )的单调性,易知g (x )的最小值为5. 因此g (x )=f (x )+f (x +5)≥m 对x ∈R 恒成立, 知实数m 的取值范围是(-∞,5]. 法二 当a =2时,f (x )=|x -2|. 设g (x )=f (x )+f (x +5)=|x -2|+|x +3|.由|x -2|+|x +3|≥|(x -2)-(x +3)|=5(当且仅当-3≤x ≤2时等号成立),得g (x )的最小值为5.因此,若g (x )=f (x )+f (x +5)≥m 恒成立, 则实数m 的取值范围是(-∞,5]. 规律总结:1.第(2)问求解的关键是转化为求f (x )+f (x +5)的最小值,法一是运用分类讨论思想,利用函数的单调性;法二是利用绝对值不等式的性质(应注意等号成立的条件).2.将绝对值不等式与函数以及不等式恒成立交汇、渗透,这是命题的新动向.解题时应强化函数、数形结合与转化化归思想方法的灵活运用.[再练一题]2.关于x 的不等式lg(|x +3|-|x -7|)<m . (1)当m =1时,解此不等式;(2)设函数f (x )=lg(|x +3|-|x -7|),当m 为何值时,f (x )<m 恒成立?【解】 (1)当m =1时,原不等式可变为0<|x +3|-|x -7|<10,可得其解集为{x |2<x <7}. (2)设t =|x +3|-|x -7|,则由对数定义及绝对值的几何意义知0<t ≤10, 因y =lg x 在(0,+∞)上为增函数, 则lg t ≤1,当t =10,x ≥7时,lg t =1, 故只需m >1即可,即m >1时,f (x )<m 恒成立. 题型三、含两个绝对值的不等式的解法例3 (1)解不等式|x +2|>|x -1|;(2)解不等式|x +1|+|x -1|≥3.【精彩点拨】 (1)可以两边平方求解,也可以讨论去绝对值符号求解,还可以用数轴上绝对值的几何意义来求解;(2)可以分类讨论求解,也可以借助数轴利用绝对值的几何意义求解,还可以左、右两边构建相应函数,画图象求解.【自主解答】 (1)|x +2|>|x -1|,可化为(x +2)2-(x -1)2>0,即6x +3>0,解得x >-12,∴|x +2|>|x -1|的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x >-12. (2)如图,设数轴上与-1,1对应的点分别为A ,B ,那么A ,B 两点间的距离为2,因此区间[-1,1]上的数都不是不等式的解.设在A 点左侧有一点A 1到A ,B 两点的距离和为3,A 1对应数轴上的x .所以-1-x +1-x =3,得x =-32.同理设B 点右侧有一点B 1到A ,B 两点的距离和为3,B 1对应数轴上的x , 所以x -1+x -(-1)=3. 所以x =32.从数轴上可看到,点A 1,B 1之间的点到A ,B 的距离之和都小于3;点A 1的左边或点B 1的右边的任何点到A ,B 的距离之和都大于3,所以原不等式的解集是⎝⎛⎦⎤-∞,-32∪⎣⎡⎭⎫32,+∞. 规律总结:|x -a |+|x -b |≥c ,|x -a |+|x -b |≤c (c >0)型不等式的三种解法:分区间(分类)讨论法、图象法和几何法.分区间讨论的方法具有普遍性,但较麻烦;几何法和图象法直观,但只适用于数据较简单的情况.[再练一题]3.已知函数f (x )=|x -8|-|x -4|.(1)作出函数f (x )的图象;(2)解不等式f (x )>2. 【解】 (1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧4,x ≤4,12-2x ,4<x ≤8,-4,x >8.函数的图象如图所示.(2)不等式|x -8|-|x -4|>2,即f (x )>2. 由-2x +12=2,得x =5, 根据函数f (x )的图象可知, 原不等式的解集为 (-∞,5). (四)归纳小结绝对值不等式的解法—⎪⎪⎪⎪—绝对值的几何意义—|ax +b |≤c 与|ax +b |≥c 型不等式—含两个绝对值的不等式的解法—含参数的绝对值不等式问题(五)随堂检测1.不等式|x |·(1-2x )>0的解集是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,12 B .(-∞,0)∪⎝⎛⎭⎫0,12 C.⎝⎛⎭⎫12,+∞ D.⎝⎛⎭⎫0,12 【解析】 原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≠0,1-2x >0,解得x <12且x ≠0,即x ∈(-∞,0)∪⎝⎛⎭⎫0,12. 【答案】 B2.不等式|x 2-2|<2的解集是( ) A .(-1,1) B .(-2,2) C .(-1,0)∪(0,1) D.(-2,0)∪(0,2)【解析】 由|x 2-2|<2,得-2<x 2-2<2,即0<x 2<4,所以-2<x <0或0<x <2,故解集为(-2,0)∪(0,2).【答案】 D3.不等式|x +1||x +2|≥1的实数解为________.【解析】|x +1||x +2|≥1⇔|x +1|≥|x +2|,且x +2≠0. ∴x ≤-32且x ≠-2.【答案】 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≤-32且x ≠-2六、板书设计七、作业布置同步练习1.2.2:绝对值不等式的解法八、教学反思。