部编版2020学年高中数学第一讲2绝对值不等式的解法学案含解析新人教A版选修8

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2.绝对值不等式的解法
1.|ax +b |≤c ,|ax +b |≥c (c >0)型不等式的解法
只需将ax +b 看成一个整体,即化成|x |≤a ,|x |≥a (a >0)型不等式求解.
|ax +b |≤c (c >0)型不等式的解法:先化为-c ≤ax +b ≤c ,再由不等式的性质求出原不等式的解集.
不等式|ax +b |≥c (c >0)的解法:先化为ax +b ≥c 或ax +b ≤-c ,再进一步利用不等式性质求出原不等式的解集.
2.|x -a |+|x -b |≥c 和|x -a |+|x -b |≤c 型不等式的解法
①利用绝对值不等式的几何意义求解,体现数形结合思想,理解绝对值的几何意义,给绝对值不等式以准确的几何解释是解题关键.
②以绝对值的零点为分界点,将数轴分为几个区间,利用“零点分段法”求解,体现分类讨论的思想.确定各个绝对值符号内多项式的正、负性,进而去掉绝对值符号是解题关键.
③通过构造函数,利用函数的图象求解,体现函数与方程的思想,正确求出函数的零点并画出函数图象(有时需要考查函数的增减性)是解题关键.
|ax +b |≤c 与|ax +b |≥c (c >0)型的不等式的解法
(1)|5x -2|≥8;(2)2≤|x -2|≤4.
利用|x |>a 及|x |<a (a >0)型不等式的解法求解.
(1)|5x -2|≥8⇔5x -2≥8或5x -2≤-8⇔x ≥2或x ≤-65

∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪
⎫x ⎪⎪⎪
x ≥2或x ≤-
6
5. (2)原不等式价于⎩⎪⎨


|x -2|≥2, ①|x -2|≤4. ②
由①得x -2≤-2,或x -2≥2,∴x ≤0或x ≥4. 由②得-4≤x -2≤4,∴-2≤x ≤6.
∴原不等式的解集为{x |-2≤x ≤0或4≤x ≤6}.
|ax +b |≥c 和|ax +b |≤c 型不等式的解法:
①当c >0时,|ax +b |≥c ⇔ax +b ≥c 或ax +b ≤-c ,|ax +b |≤c ⇔-c ≤ax +b ≤c .
②当c =0时,|ax +b |≥c 的解集为R ,|ax +b |<c 的解集为∅. ③当c <0时,|ax +b |≥c 的解集为R ,|ax +b |≤c 的解集为∅.
1.解下列不等式:
(1)|3-2x |<9;(2)|x -x 2
-2|>x 2
-3x -4;(3)|x 2
-3x -4|>x +1. 解:(1)∵|3-2x |<9,∴|2x -3|<9.∴-9<2x -3<9. 即-6<2x <12.∴-3<x <6.
∴原不等式的解集为{x |-3<x <6}. (2)∵|x -x 2
-2|=|x 2
-x +2|,
而x 2
-x +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+74
>0,
∴|x -x 2
-2|=|x 2
-x +2|=x 2
-x +2. 故原不等式等价于x 2
-x +2>x 2
-3x -4⇔x >-3. ∴原不等式的解集为{x |x >-3}.
(3)不等式可转化为x 2
-3x -4>x +1或x 2
-3x -4<-x -1, ∴x 2
-4x -5>0或x 2
-2x -3<0. 解得x >5或x <-1或-1<x <3,
∴不等式的解集是(5,+∞)∪(-∞,-1)∪(-1,3).
2.已知常数a 满足-1<a <1,解关于x 的不等式:ax +|x +1|≤1. 解:若x ≥-1,则ax +x +1≤1, 即(a +1)x ≤0.因为-1<a <1,所以x ≤0. 又x ≥-1,所以-1≤x ≤0. 若x <-1,则ax -x -1≤1,
即(a -1)x ≤2.因为-1<a <1,所以x ≥2a -1
. 因为-1<a <1,所以2a -1-(-1)=a +1a -1
<0. 所以
2a -1≤x <-1.综上所述,2
a -1
≤x ≤0. 故不等式的解集为⎣⎢
⎡⎦

⎤2a -1,0.
|x -a |+|x -b |≥c 和|x -a |+|x -b |≤c 型不等式的解法
解该不等式,可采用三种方法:(1)利用绝对值的几何意义;(2)利用各绝对值的零点分段讨论;(3)构造函数,利用函数图象分析求解.
法一:在数轴上-1,3,x对应的点分别为A,C,P,而B
点对应的实数为
1
2
,B点到C 点的距离与到A点的距离之差为1.
由绝对值的几何意义知,当点P在射线Bx上(不含B点)时不等式成立,故不等式的解集为
⎩⎪

⎪⎧
⎭⎪

⎪⎫
x
⎪⎪
⎪x>1
2
.
法二:原不等式⇔①
⎩⎪

⎪⎧x<-1,
-x-3+x+1<1
或②
⎩⎪

⎪⎧-1≤x<3,
-x-3-x+1<1
或③
⎩⎪

⎪⎧x≥3,
x-3-x+1<1.
①的解集为∅,②的解集为
⎩⎪

⎪⎧
⎭⎪

⎪⎫
x
⎪⎪
⎪1
2
<x<3,
③的解集为{x|x≥3}.
综上所述,原不等式的解集为
⎩⎪

⎪⎧
⎭⎪

⎪⎫
x
⎪⎪
⎪x>1
2
.
法三:将原不等式转化为|x-3|-|x+1|-1<0,
构造函数y=|x-3|-|x+1|-1,
即y=
⎩⎪

⎪⎧
3,
-2x+1,
-5,
x≤-1,
-1<x<3,
x≥3.
作出函数的图象(如下图所示),它是分段函数,
函数与x轴的交点是⎝

⎭⎪

1
2
,0,由图象可知,
当x>
1
2
时,有y<0,
即|x-3|-|x+1|-1<0,
所以原不等式的解集是⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪
⎫x ⎪⎪⎪
x >
1
2
.
|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.
3.解不等式|2x -1|+|3x +2|≥8. 解:①当x ≤-2
3
时,
|2x -1|+|3x +2|≥8⇔1-2x -(3x +2)≥8⇔-5x ≥9 ⇔x ≤-95,∴x ≤-9
5

②当-23<x <1
2时,|2x -1|+|3x +2|≥8
⇔1-2x +3x +2≥8⇔x +3≥8⇔x ≥5,∴x ∈∅; ③当x ≥1
2时,|2x -1|+|3x +2|≥8⇔5x +1≥8
⇔5x ≥7⇔x ≥75,∴x ≥7
5
.
∴原不等式的解集为⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-95∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫75,+∞.
4.设函数f (x )=⎪
⎪⎪⎪
⎪⎪x +1a +|x -a |(a >0).
(1)证明:f (x )≥2;
(2)若f (3)<5,求a 的取值范围.
解:(1)证明:由a >0,得f (x )=⎪
⎪⎪⎪
⎪⎪x +1a +|x -a |≥⎪
⎪⎪⎪
⎪⎪x +1
a

x -a =1
a +a ≥2,
所以f (x )≥2.
(2)f (3)=⎪
⎪⎪⎪
⎪⎪3+1a +|3-a |.
当a >3时,f (3)=a +1a ,由f (3)<5,得3<a <5+21
2.
当0<a ≤3时,f (3)=6-a +1a ,由f (3)<5,得1+5
2
<a ≤3.
综上所述,a 的取值范围是⎝
⎛⎭⎪⎫
1+52
,5+212.
含绝对值不等式的恒成立问题
(1)若不等式有解; (2)若不等式解集为R ;
(3)若不等式解集为∅,分别求出m 的取值范围.
解答本题可以先根据绝对值|x -a |的意义或绝对值不等式的性质求出|x +2|-|x +3|的最大值和最小值,再分别写出三种情况下m 的取值范围.
法一:因|x +2|-|x +3|的几何意义为数轴上任意一点P (x )与两定点A (-2),B (-3)距离的差.
即|x +2|-|x +3|=|PA |-|PB |. 又(|PA |-|PB |)max =1, (|PA |-|PB |)min =-1. 即-1≤|x +2|-|x +3|≤1.
(1)若不等式有解,m 只要比|x +2|-|x +3|的最大值小即可,即m <1,m 的取值范围为(-∞,1);
(2)若不等式的解集为R ,即不等式恒成立,m 只要比|x +2|-|x +3|的最小值还小,即
m <-1,m 的取值范围为(-∞,-1);
(3)若不等式的解集为∅,m 只要不小于|x +2|-|x +3|的最大值即可,即m ≥1,m 的取值范围为.
6.把本例中的“-”改成“+”,即|x +2|+|x +3|>m 时,分别求出m 的取值范围. 解:|x +2|+|x +3|≥|(x +2)-(x +3)|=1,即|x +2|+|x +3|≥1. (1)若不等式有解,m 为任何实数均可,即m ∈R ; (2)若不等式解集为R ,即m ∈(-∞,1); (3)若不等式解集为∅,这样的m 不存在,即m ∈∅.
课时跟踪检测(五)
1.不等式|x +1|>3的解集是( ) A .{x |x <-4或x >2} B .{x |-4<x <2} C .{x |x <-4或x ≥2}
D .{x |-4≤x <2}
解析:选A |x +1|>3,则x +1>3或x +1<-3,因此x <-4或x >2. 2.满足不等式|x +1|+|x +2|<5的所有实数解的集合是( ) A .(-3,2)
B .(-1,3)
C .(-4,1) D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫-32,72
解析:选C |x +1|+|x +2|表示数轴上一点到-2,-1两点的距离和,根据-2,-1之间的距离为1,可得到-2,-1距离和为5的点是-4,1.因此|x +1|+|x +2|<5解集是(-4,1).
3.不等式1≤|2x -1|<2的解集为( )
A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32
B.⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,0∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32
C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,0∪⎝ ⎛⎦⎥⎤1,32
D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,0∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫1,32 解析:选D 由1≤|2x -1|<2,得1≤2x -1<2或-2<2x -1≤-1,因此-1
2<x ≤0或
1≤x <32
.
4.若关于x 的不等式|x -1|+|x +m |>3的解集为R ,则实数m 的取值范围是( ) A .(-∞,-4)∪(2,+∞) B .(-∞,-4)∪(1,+∞) C .(-4,2)
D .
解析:选A 由题意知,不等式|x -1|+|x +m |>3恒成立,即函数f (x )=|x -1|+|x +m |的最小值大于3,根据绝对值不等式的性质可得|x -1|+|x +m |≥|(x -1)-(x +m )|=|m +1|,故只要满足|m +1|>3即可,所以m +1>3或m +1<-3,解得m >2或m <-4,故实数m 的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).
5.不等式|x +2|≥|x |的解集是________.
解析:∵不等式两边是非负实数,∴不等式两边可以平方,两边平方,得(x +2)2
≥x 2
, ∴x 2
+4x +4≥x 2
,即x ≥-1, ∴原不等式的解集为{x |x ≥-1}. 答案:{x |x ≥-1}
6.不等式|2x -1|-x <1的解集是__________.
解析:原不等式等价于|2x -1|<x +1⇔-x -1<2x -1<x +1⇔⎩
⎪⎨
⎪⎧
3x >0,
x <2⇔0<x <2.
答案:{x |0<x <2}
7.已知函数f (x )=|x +1|+|x -2|-|a 2
-2a |,若函数f (x )的图象恒在x 轴上方,则实数a 的取值范围为________.
解析:因为|x +1|+|x -2|≥|x +1-(x -2)|=3, 所以f (x )的最小值为3-|a 2
-2a |. 由题意,得|a 2
-2a |<3,解得-1<a <3. 答案:(-1,3)
8.解不等式:|x 2-2x +3|<|3x -1|.
解:原不等式⇔(x 2-2x +3)2<(3x -1)2
⇔<0
⇔(x 2
+x +2)(x 2
-5x +4)<0
⇔x 2
-5x +4<0(因为x 2
+x +2恒大于0)⇔1<x <4.
所以原不等式的解集是{x |1<x <4}.
9.解关于x 的不等式|2x -1|<2m -1(m ∈R).
解:若2m -1<0,即m
≤1
2,则|2x
-1|<2m -1恒不成立,此时,原不等式无解;若2m
-1>0,即m >1
2

则-(2m -1)<2x -1<2m -1, 所以1-m <x <m . 综上所述:
当m ≤1
2
时,原不等式的解集为∅;
当m >1
2
时,原不等式的解集为{x |1-m <x <m }.
10.已知函数f (x )=|2x -1|+|2x +a |,g (x )=x +3. (1)当a =-2时,求不等式f (x )<g (x )的解集;
(2)设a >-1,且当x ∈⎣⎢⎡⎭
⎪⎫-a 2,12时,f (x )≤g (x ),求a 的取值范围. 解:(1)当a =-2时,不等式f (x )<g (x )化为|2x -1|+|2x -2|-x -3<0. 设函数y =|2x -1|+|2x -2|-x -3,则
y =⎩⎪⎨⎪⎧
-5x ,x <12

-x -2,12
≤x ≤1,
3x -6,x >1.
其图象如图所示.
从图象可知,当且仅当x ∈(0,2)时,y <0,
所以原不等式的解集是{x |0<x <2}.
(2)当x ∈⎣⎢⎡⎭
⎪⎫-a 2,12时,f (x )=1+a . 不等式f (x )≤g (x )化为1+a ≤x +3,
所以x ≥a -2对x ∈⎣⎢⎡⎭
⎪⎫-a 2,12都成立. 故-a 2≥a -2,即a ≤43
.
从而a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-1,43.
本讲高考热点解读与高频考点例析
考情分析
从近两年的高考试题来看,绝对值不等式主要考查解法及简单的应用,题目难度中档偏下,着重考查学生的分类讨论思想及应用能力.
解绝对值不等式的关键是去掉绝对值符号,化成不含绝对值的不等式,其一是依据绝对值的意义;其二是先令每一个绝对值等于零,找到分界点,通过讨论每一区间内的代数式的符号去掉绝对值.
真题体验
1.(湖南高考)若实数a ,b 满足1a +2
b
=ab ,则ab 的最小值为( )
A. 2 B .2 C .2 2
D .4
解析:选C 由1a +2
b
=ab ,知a >0,b >0,
所以ab =1a +2
b ≥2
2
ab
,即ab ≥22,
当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧
1a =2b

1a +2
b =
ab ,
即a =42,b =24
2时取“=”,所以ab 的最小值为
2 2.
2.(重庆高考)设a ,b >0,a +b =5,则a +1+b +3的最大值为________. 解析:令t =a +1+b +3,则t 2
=a +1+b +3+2a +1b +3=9+
2
a +1
b +3≤9+a +1+b +3=13+a +b =13+5=18,
当且仅当a +1=b +3时取等号,此时a =72,b =3
2.
∴t max =18=3 2. 答案:3 2
3.(重庆高考)若函数f (x )=|x +1|+2|x -a |的最小值为5,则实数a =________. 解析:由于f (x )=|x +1|+2|x -a |,当a >-1时, f (x )=⎩⎪⎨⎪

-3x +2a -1x <-1,-x +2a +1-1≤x ≤a ,
3x -2a +1x >a .
作出f (x )的大致图象如图所示,由函数f (x )的图象可知f (a )=5, 即a +1=5,∴a =4.
同理,当a ≤-1时,-a -1=5,∴a =-6. 答案:-6或4
4.(全国乙卷)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)




f (x )=错误!
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 =1
3或x =5.
故f (x )>1的解集为{x |1<x <3},
f (x )<-1的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪
⎫x ⎪⎪⎪
x <1
3
或x >5
. 所以|f (x )|>1的解集为⎩
⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪
⎫x ⎪⎪⎪
x <1
3或1<x <3或x >5
. 5.(江苏高考)设a >0,|x -1|<a 3,|y -2|<a
3,求证:|2x +y -4|<a .
证明:因为|x -1|<a 3,|y -2|<a
3

所以|2x +y -4|=|2(x -1)+(y -2)|≤2|x -1|+|y -2|<2×a 3+a
3=a .
6.(全国丙卷)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 “a +c >b +d ”是“a >b 且c >d ”
的( )
A .必要不充分条件
B .充分不必要条件
C .充分必要条件
D .既不充分也不必要条件
易得a >b 且c >d 时必有a +c >b +d .若a +c >b +d 时,则可能有a >b 且c >d . A
基本不等式的应用
值时,和有最小值,在具体应用基本不等式解题时, 一定要注意适用的范围和条件:“一正、二定、三相等”.
已知x ,y ,z ∈R +,x -2y +3z =0,则y 2
xz
的最小值为________.
由x -2y +3z =0,得y =
x +3z
2

则y 2xz =x 2+9z 2+6xz 4xz ≥6xz +6xz 4xz
=3, 当且仅当x =3z 时,等号成立.
3
设a ,b ,c 为正实数,求证:1a 3+1b 3+1c 3+abc ≥2 3. 因为a ,b ,c 为正实数,由平均不等式可得1a 3+1b 3+1c 3≥331
a 3·1
b 3·1c
3. 即1a 3+1b 3+1c 3≥3abc
, 当且仅当a =b =c 时,等号成立.
所以1a 3+1b 3+1c 3+abc ≥3abc
+abc , 而3
abc
+abc ≥23abc ·abc =2 3. 所以1a 3+1b 3+1c
3+abc ≥23,当且仅当abc =3时,等号成立. 含绝对值的不等式的解法
1.公式法
|f (x )|>g (x )⇔f (x )>g (x )或f (x )<-g (x );
|f (x )|<g (x )⇔-g (x )<f (x )<g (x ).
2.平方法
|f (x )|>|g (x )|⇔2>2
.
3.零点分段法
含有两个以上绝对值符号的不等式,可先求出使每个含绝对值符号的代数式值等于零的未知数的值,将这些值依次在数轴上标注出来,它们把数轴分成若干个区间,讨论每一个绝对值符号内的代数式在每一个区间上的符号,转化为不含绝对值的不等式去解.
解下列关于x 的不等式:
(1)|x +1|>|x -3|;
(2)|x -2|-|2x +5|>2x .
(1)法一:|x +1|>|x -3|,两边平方得(x +1)2>(x -3)2,
∴8x >8.∴x >1.
∴ 原不等式的解集为{x |x >1}.
法二:分段讨论:
当x ≤-1时,有-x -1>-x +3,此时x ∈∅;
当-1<x ≤3时,有x +1>-x +3,
即x >1,此时1<x ≤3;
当x >3时,有x +1>x -3成立,∴x >3.
∴原不等式的解集为{x |x >1}.
(2)分段讨论:①当x <-52时,原不等式变形为2-x +2x +5>2x ,解得x <7, ∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <-52. ②当-52≤x ≤2时,原不等式变形为2-x -2x -5>2x ,解得x <-35
. ∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ -52≤x <-35. ③当x >2时,原不等式变形为x -2-2x -5>2x ,
解得x <-73
,∴原不等式无解. 综上可得,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭
⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x <-35. 不等式的恒成立问题
(1)分离参数法
运用“f (x )≤a ⇔f (x )max ≤a ,f (x )≥a ⇔f (x )min ≥a ”可解决恒成立中的参数范围问题.
(2)更换主元法
不少含参不等式恒成立问题,若直接从主元入手非常困难或不可能时,可转换思维角度,将主元与参数互换,常可得到简便的解法.
(3)数形结合法
在研究曲线交点的恒成立问题时,若能数形结合,揭示问题所蕴含的几何背景,发挥形象思维与抽象思维各自的优势,可直观地解决问题.
设有关于x 的不等式lg(|x +3|+|x -7|)>a .
(1)当a =1时, 解此不等式.
(2)当a 为何值时,此不等式的解集是R?
(1)当a =1时,
lg(|x +3|+|x -7|)>1,
⇔|x +3|+|x -7|>10,
⇔⎩⎪⎨⎪
⎧ x ≥7,2x -4>10
或⎩⎪⎨⎪⎧ -3<x <7,10>10 或⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤-3,4-2x >10,
⇔x >7或x <-3.
∴不等式的解集为{x|x<-3或x>7}.
(2)设f(x)=|x+3|+|x-7|,
则有f(x)≥|(x+3)-(x-7)|=10,
当且仅当(x+3)(x-7)≤0,
即-3≤x≤7时,f(x)取得最小值10.
∴lg(|x+3|+|x-7|)≥1.
要使lg(|x+3|+|x-7|)>a的解集为R,只要a<1.。

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