高考数学(文)一轮复习课件:第13章 选修部分 59
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若 a≤0,则当 x∈(0,1)时|ax-1|≥1; 若 a>0,则|ax-1|<1 的解集为x0<x<2a ,所以a2≥1,故 0 <a≤2. 综上,a 的取值范围为(0,2].
2.(2018 全国Ⅱ,23)设函数 f(x)=5-|x+a|-|x-2|. (1)当 a=1 时,求不等式 f(x)≥0 的解集; (2)若 f(x)≤1,求 a 的取值范围.
微技探究 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.
(2017 全国Ⅰ,23)已知函数 f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x -1|.
第59节 绝对值不等式
考纲呈现 1.理解绝对值意义及几何意义,能利用绝对值三角不等式证明 一些简单的绝对值不等式. 2.掌握|ax+b|≤c,|ax+b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c 型不等式的解 法
诊断型·微题组 课前预习·诊断双基
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
2x-5,x≥3.
当 x≤2 时,由 f(x)≥3,得-2x+5≥3,解得 x≤1; 当 2<x<3 时,f(x)≥3 无解; 当 x≥3 时,由 f(x)≥3,得 2x-5≥3,解得 x≥4. 所以 f(x)≥3 的解集为{x|x≤1 或 x≥4}.
(2)f(x)≤|x-4|⇔|x-4|-|x-2|≥|x+a|. 当 x∈[1,2]时,|x-4|-|x-2|≥|x+a| ⇔ 4-x-(2-x)≥|x+a| ⇔-2-a≤x≤2-a. 由条件得-2-a≤1 且 2-a≥2,即-3≤a≤0. 故满足条件的 a 的取值范围为[-3,0].
【答案】(-∞,-3)
【解析】∵||x+1|-|x-2||≤3, ∴-3≤|x+1|-|x-2|≤3, ∴k<(|x+1|-|x-2|)min, 即 k<-3.故答案为(-∞,-3).
4.f(x)=|2-x|+|x-1|的最小值为________. 【答案】1
【解析】∵|2-x|+|x-1|≥|2-x+x-1|=1, ∴f(x)min=1.故答案为 1.
1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)不等式|x-1|+|x+2|<2 的解集为∅.( √ ) (2)若|x|>c 的解集 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.( √ )
微技探究 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.
(2018 陕西西安一模)(1)对任意 x,y∈R,求|x-1|+|x|+|y-1| +|y+1|的最小值.
(2)对于实数 x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,求|x-2y+1|的最大值.
所以 a 的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞).
(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.
1.在解决有关绝对值不等式的问题时,充分利用绝对值不等式 的几何意义解决问题能有效避免分类讨论不全面的问题.若用零点分 段法求解,要掌握分类讨论的标准,做到不重不漏.
2.绝对值三角不等式|a±b|≤|a|+|b|,从左到右是一个放大过程, 从右到左是缩小过程,证明不等式可以直接用,也可利用它消去变量 求最值.绝对值不等式是证明与绝对值有关的不等式的重要工具,但 有时还需要通过适当的变形使其符合绝对值不等式的条件.
利用绝对值不等式求最值
(2018 河北唐山模拟)设不等式|x-2|<a(a∈N*)的解集为 A,且32∈ A,21∉A.
(1)求 a 的值; (2)求函数 f(x)=|x+a|+|x-2|的最小值.
【解】(1)∵32∈A,12∉A, ∴32-2<a,且12-2≥a,因此12<a≤32, 又 a∈N*,从而 a=1. (2)由(1)知,f(x)=|x+1|+|x-2|, 又|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3, 当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2 时等号成立. 故 f(x)的最小值为 3.
形成型·微题组 归纳演绎·形成方法
绝对值不等式的解法
(2018 山西大同模拟)已知函数 f(x)=|x+a|+|x-2|. (1)当 a=-3 时,求不等式 f(x)≥3 的解集; (2)若 f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求 a 的取值范围.
-2x+5,x≤2, 【解】(1)当 a=-3 时,f(x)=1,2<x<3,
绝对值不等式的综合应用
(2018 吉林长春一中期末)已知 a 和 b 是任意非零实数. (1)求|2a+b|+|a||2a-b|的最小值; (2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,求实数 x 的取值范围.
【解】(1)∵|2a+b|+|a||2a-b|≥|2a+b+|a|2a-b|=|4|aa||=4, ∴|2a+b|+|a||2a-b|的最小值为 4. (2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,即|2+x| +|2-x|≤|2a+b|+|a||2a-b|恒成立, 故|2+x|+|2-x|小于等于|2a+b|+|a||2a-b|的最小值. 由(1)可知,|2a+b|+|a||2a-b|的最小值为 4, 所以 x 的取值范围即为不等式|2+x|+|2-x|≤4 的解集.
2.若关于 x 的不等式|x-a|<1 的解集为(1,3),则实数 a 的值 ________.
【答案】2
【解析】由|x-a|<1,得-1<x-a<1, ∴a-1<x<a+1,∴a=2.故答案为 2.
3.设不等式|x+1|-|x-2|>k 的解集为 R,则实数 k 的取值范围 为________.
(1)当 a=1 时,求不等式 f(x)≥g(x)的解集; (2)若不等式 f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求 a 的取值范围.
【解】(1)当 a=1 时,不等式 f(x)≥g(x)等价于 x2-x+|x+1|+|x
-1|-4≤0.①
当 x<-1 时,①式化为 x2-3x-4≤0,无解;
当-1≤x≤1 时,①式化为 x2-x-2≤0,从而-1≤x≤1;
当 x>1 时,①式化为 x2+x-4≤0,从而 1<x≤-1+2
17 .
所以 f(x)≥g(x)的解集为x-1≤x≤-1+2
17
.
(2)当 x∈[-1,1]时,g(x)=2. 所以 f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],等价于当 x∈[-1,1]时,f(x)≥2 恒成立. 即 x2-ax-2≤0 在[-1,1]上恒成立. 则只须11- +aa- -22≤ ≤00, , 解得-1≤a≤1. 所以 a 的取值范围为[-1,1].
①作差比较法
知道a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只要证明 a-b>0 即可,这种方法称为作差比较法.
②作商比较法
由a>b>0⇔ a
a b
>1且a>0,b>0,因此当a>0,b>0时,要证明a>b,
比较法.
(2)综合法 从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证, 最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即 “由因导果”的方法. (3)分析法 从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证 不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要 证的不等式成立,这种证明方法叫做分析法,即“执果索因”的方法.
解不等式得-2≤x≤2,故实数 x 的取值范围为[-2,2].
微技探究 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.
(2018 辽宁沈阳模拟)已知函数 f(x)=log2(|x+1|+|x-2|-m). (1)当 m=5 时,求函数 f(x)的定义域; (2)若关于 x 的不等式 f(x)≥1 的解集是 R,求 m 的取值范围. 【解】(1)由题意知,|x+1|+|x-2|-5>0, 则有xx+≥21, +x-2>5 或- x+11<-x<x2+,2>5 或 x≤-1, -x-1-x+2>5, 解得 x<-2 或 x>3. 所以函数 f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(3,+∞).
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| ,当且仅
当 ab≥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
(a-b)(b-c)≥0 时.等号成立.
3.不等式证明的方法
(1)比较法
(2)由对数函数的性质知, f(x)=log2(|x+1|+|x-2|-m)≥1=log22, ∴不等式 f(x)≥1 等价于不等式|x+1|+|x-2|≥2+m. ∵当 x∈R 时,恒有|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,而不等 式|x+1|+|x-2|≥m+2 的解集是 R,
【解】(1)∵x,y∈R,∴|x-1|+|x|≥|(x-1)-x|=1, ∴|y-1|+|y+1|≥|(y-1)-(y+1)|=2, ∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|≥1+2=3. ∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为 3. (2)|x-2y+1|=|(x-1)-2(y-1)|≤|x-1|+|2(y-2)+2|≤1+2|y- 2|+2≤5,即|x-2y+1|的最大值为 5.
【解】(1)当 a=1 时,f(x)=|x+1|-|x-1|,
-2,x≤-1, 即 f(x)=2x,-1<x<1,
2,x≥1.
故不等式 f(x)>1 的解集为xx>21
.
(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.
∴m+2≤3,即 m≤1,故 m 的取值范围是(-∞,1].
目标型·微题组 瞄准高考·使命必达
1.(2018 全国Ⅰ,23)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.
2x+4,x≤-1, 【解】(1)当 a=1 时,f(x)=2,-1<x≤2,
-2x+6,x>2. 可得 f(x)≥0 的解集为{x|-2≤x≤3}. (2)f(x)≤1 等价于|x+a|+|x-2|≥4. 而|x+a|+|x-2|≥|a+2|,当 x=2 时等号成立. 故 f(x)≤1 等价于|a+2|≥4. 由|a+2|≥4 可得 a≤-6 或 a≥2.
2.(2018 全国Ⅱ,23)设函数 f(x)=5-|x+a|-|x-2|. (1)当 a=1 时,求不等式 f(x)≥0 的解集; (2)若 f(x)≤1,求 a 的取值范围.
微技探究 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.
(2017 全国Ⅰ,23)已知函数 f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x -1|.
第59节 绝对值不等式
考纲呈现 1.理解绝对值意义及几何意义,能利用绝对值三角不等式证明 一些简单的绝对值不等式. 2.掌握|ax+b|≤c,|ax+b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c 型不等式的解 法
诊断型·微题组 课前预习·诊断双基
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
2x-5,x≥3.
当 x≤2 时,由 f(x)≥3,得-2x+5≥3,解得 x≤1; 当 2<x<3 时,f(x)≥3 无解; 当 x≥3 时,由 f(x)≥3,得 2x-5≥3,解得 x≥4. 所以 f(x)≥3 的解集为{x|x≤1 或 x≥4}.
(2)f(x)≤|x-4|⇔|x-4|-|x-2|≥|x+a|. 当 x∈[1,2]时,|x-4|-|x-2|≥|x+a| ⇔ 4-x-(2-x)≥|x+a| ⇔-2-a≤x≤2-a. 由条件得-2-a≤1 且 2-a≥2,即-3≤a≤0. 故满足条件的 a 的取值范围为[-3,0].
【答案】(-∞,-3)
【解析】∵||x+1|-|x-2||≤3, ∴-3≤|x+1|-|x-2|≤3, ∴k<(|x+1|-|x-2|)min, 即 k<-3.故答案为(-∞,-3).
4.f(x)=|2-x|+|x-1|的最小值为________. 【答案】1
【解析】∵|2-x|+|x-1|≥|2-x+x-1|=1, ∴f(x)min=1.故答案为 1.
1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)不等式|x-1|+|x+2|<2 的解集为∅.( √ ) (2)若|x|>c 的解集 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.( √ )
微技探究 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.
(2018 陕西西安一模)(1)对任意 x,y∈R,求|x-1|+|x|+|y-1| +|y+1|的最小值.
(2)对于实数 x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,求|x-2y+1|的最大值.
所以 a 的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞).
(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.
1.在解决有关绝对值不等式的问题时,充分利用绝对值不等式 的几何意义解决问题能有效避免分类讨论不全面的问题.若用零点分 段法求解,要掌握分类讨论的标准,做到不重不漏.
2.绝对值三角不等式|a±b|≤|a|+|b|,从左到右是一个放大过程, 从右到左是缩小过程,证明不等式可以直接用,也可利用它消去变量 求最值.绝对值不等式是证明与绝对值有关的不等式的重要工具,但 有时还需要通过适当的变形使其符合绝对值不等式的条件.
利用绝对值不等式求最值
(2018 河北唐山模拟)设不等式|x-2|<a(a∈N*)的解集为 A,且32∈ A,21∉A.
(1)求 a 的值; (2)求函数 f(x)=|x+a|+|x-2|的最小值.
【解】(1)∵32∈A,12∉A, ∴32-2<a,且12-2≥a,因此12<a≤32, 又 a∈N*,从而 a=1. (2)由(1)知,f(x)=|x+1|+|x-2|, 又|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3, 当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2 时等号成立. 故 f(x)的最小值为 3.
形成型·微题组 归纳演绎·形成方法
绝对值不等式的解法
(2018 山西大同模拟)已知函数 f(x)=|x+a|+|x-2|. (1)当 a=-3 时,求不等式 f(x)≥3 的解集; (2)若 f(x)≤|x-4|的解集包含[1,2],求 a 的取值范围.
-2x+5,x≤2, 【解】(1)当 a=-3 时,f(x)=1,2<x<3,
绝对值不等式的综合应用
(2018 吉林长春一中期末)已知 a 和 b 是任意非零实数. (1)求|2a+b|+|a||2a-b|的最小值; (2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,求实数 x 的取值范围.
【解】(1)∵|2a+b|+|a||2a-b|≥|2a+b+|a|2a-b|=|4|aa||=4, ∴|2a+b|+|a||2a-b|的最小值为 4. (2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,即|2+x| +|2-x|≤|2a+b|+|a||2a-b|恒成立, 故|2+x|+|2-x|小于等于|2a+b|+|a||2a-b|的最小值. 由(1)可知,|2a+b|+|a||2a-b|的最小值为 4, 所以 x 的取值范围即为不等式|2+x|+|2-x|≤4 的解集.
2.若关于 x 的不等式|x-a|<1 的解集为(1,3),则实数 a 的值 ________.
【答案】2
【解析】由|x-a|<1,得-1<x-a<1, ∴a-1<x<a+1,∴a=2.故答案为 2.
3.设不等式|x+1|-|x-2|>k 的解集为 R,则实数 k 的取值范围 为________.
(1)当 a=1 时,求不等式 f(x)≥g(x)的解集; (2)若不等式 f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求 a 的取值范围.
【解】(1)当 a=1 时,不等式 f(x)≥g(x)等价于 x2-x+|x+1|+|x
-1|-4≤0.①
当 x<-1 时,①式化为 x2-3x-4≤0,无解;
当-1≤x≤1 时,①式化为 x2-x-2≤0,从而-1≤x≤1;
当 x>1 时,①式化为 x2+x-4≤0,从而 1<x≤-1+2
17 .
所以 f(x)≥g(x)的解集为x-1≤x≤-1+2
17
.
(2)当 x∈[-1,1]时,g(x)=2. 所以 f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],等价于当 x∈[-1,1]时,f(x)≥2 恒成立. 即 x2-ax-2≤0 在[-1,1]上恒成立. 则只须11- +aa- -22≤ ≤00, , 解得-1≤a≤1. 所以 a 的取值范围为[-1,1].
①作差比较法
知道a>b⇔a-b>0,a<b⇔a-b<0,因此要证明a>b,只要证明 a-b>0 即可,这种方法称为作差比较法.
②作商比较法
由a>b>0⇔ a
a b
>1且a>0,b>0,因此当a>0,b>0时,要证明a>b,
比较法.
(2)综合法 从已知条件出发,利用不等式的有关性质或定理,经过推理论证, 最终推导出所要证明的不等式成立,这种证明方法叫做综合法,即 “由因导果”的方法. (3)分析法 从待证不等式出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到将待证 不等式归结为一个已成立的不等式(已知条件、定理等),从而得出要 证的不等式成立,这种证明方法叫做分析法,即“执果索因”的方法.
解不等式得-2≤x≤2,故实数 x 的取值范围为[-2,2].
微技探究 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.
(2018 辽宁沈阳模拟)已知函数 f(x)=log2(|x+1|+|x-2|-m). (1)当 m=5 时,求函数 f(x)的定义域; (2)若关于 x 的不等式 f(x)≥1 的解集是 R,求 m 的取值范围. 【解】(1)由题意知,|x+1|+|x-2|-5>0, 则有xx+≥21, +x-2>5 或- x+11<-x<x2+,2>5 或 x≤-1, -x-1-x+2>5, 解得 x<-2 或 x>3. 所以函数 f(x)的定义域为(-∞,-2)∪(3,+∞).
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| ,当且仅
当 ab≥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
(a-b)(b-c)≥0 时.等号成立.
3.不等式证明的方法
(1)比较法
(2)由对数函数的性质知, f(x)=log2(|x+1|+|x-2|-m)≥1=log22, ∴不等式 f(x)≥1 等价于不等式|x+1|+|x-2|≥2+m. ∵当 x∈R 时,恒有|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,而不等 式|x+1|+|x-2|≥m+2 的解集是 R,
【解】(1)∵x,y∈R,∴|x-1|+|x|≥|(x-1)-x|=1, ∴|y-1|+|y+1|≥|(y-1)-(y+1)|=2, ∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|≥1+2=3. ∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为 3. (2)|x-2y+1|=|(x-1)-2(y-1)|≤|x-1|+|2(y-2)+2|≤1+2|y- 2|+2≤5,即|x-2y+1|的最大值为 5.
【解】(1)当 a=1 时,f(x)=|x+1|-|x-1|,
-2,x≤-1, 即 f(x)=2x,-1<x<1,
2,x≥1.
故不等式 f(x)>1 的解集为xx>21
.
(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.
∴m+2≤3,即 m≤1,故 m 的取值范围是(-∞,1].
目标型·微题组 瞄准高考·使命必达
1.(2018 全国Ⅰ,23)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.
2x+4,x≤-1, 【解】(1)当 a=1 时,f(x)=2,-1<x≤2,
-2x+6,x>2. 可得 f(x)≥0 的解集为{x|-2≤x≤3}. (2)f(x)≤1 等价于|x+a|+|x-2|≥4. 而|x+a|+|x-2|≥|a+2|,当 x=2 时等号成立. 故 f(x)≤1 等价于|a+2|≥4. 由|a+2|≥4 可得 a≤-6 或 a≥2.