高考数学一轮复习 不等式选讲 451 绝对值不等式课件 理
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12/11/2021
3.(配合例 3 使用)已知函数 f(x)=13|x-a|(a∈R)。 (1)当 a=2 时,解不等式x-13+f(x)≥1; (2)设不等式x-13+f(x)≤x 的解集为 M,若13,12⊆M,求实数 a 的取 值范围。
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解 (1)当 a=2 时,原不等式可化为|3x-1|+|x-2|≥3。 ①当 x≤13时,原不等式可化为-3x+1+2-x≥3,解得 x≤0,所以 x≤0; ②当13<x<2 时,原不等式可化为 3x-1+2-x≥3,解得 x≥1,所以 1≤x<2; ③当 x≥2 时,原不等式可化为 3x-1+x-2≥3,解得 x≥32,所以 x≥2。 综上所述,当 a=2 时,不等式的解集为{x|x≤0 或 x≥1}。
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解 (1)当 a=1 时,f(x)=
2x+4,x≤-1, 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|,且当(x+a)(x-2)≤0 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, 所以 a 的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞)。
解得 a=2。
(2)因为fx+3f-x=|2x-1|+3 |2x+1|≥|2x-1-3 2x+1|=23,
所以要使fx+3f-x<|k|存在实数解,只需|k|>23,解得 k>23或 k<-23,
所以实数 k 的取值范围是-∞,-23∪23,+∞。
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教师备用题 1.(配合例 1、例 2 使用)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。
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]∪[(选修 4-5P20T8 改编)不等式|x-1|-|x-5|<2 的解集是________。
解析 ①当 x≤1 时,原不等式可化为 1-x-(5-x)<2,所以-4<2,不 等式恒成立,所以 x≤1;
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所以不等式 f(x)>1-12x 等价于
x+4>1-12xx>-4, 0>1-12xx=-4, -4-x>1-12xx<-4,
解得 x>-2 或 x<-10, 故不等式 f(x)>1-12x 的解集为{x|x>-2 或 x<-10}。
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含绝对值不等式常见的三种解法 1.零点分段讨论法。 2.利用绝对值的几何意义。 3.数形结合法。
故不等式 f(x)≤2 的解集为{x|0≤x≤5}。
2-2x,x≤1, (2)f(x)=|x-4|+|x-1|-3=0,1<x<4,
2x-8,x≥4,
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作出函数 f(x)的图象,如图所示,
易知直线 y=kx-2 过定点 C(0,-2), 当此直线经过点 B(4,0)时,k=12; 当此直线与直线 AD 平行时,k=-2。 故由图可知,k∈(-∞,-2)∪12,+∞。
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解 (1)因为 f(x)>5-|x+2|可化为|2x-3|+|x+2|>5, 所以当 x≥32时,原不等式化为(2x-3)+(x+2)>5,解得 x>2,所以 x>2; 当-2<x<32时,原不等式化为(3-2x)+(x+2)>5,解得 x<0,所以- 2<x<0; 当 x≤-2 时,原不等式化为(3-2x)-(x+2)>5,解得 x<-43,所以 x≤ -2。 综上,不等式 f(x)>5-|x+2|的解集为(-∞,0)∪(2,+∞)。 (2)因为 f(x)=|2x-3|, 所以 g(x)=f(x+m)+f(x-m)=|2x+2m-3|+|2x-2m-3|≥|(2x+2m- 3)-(2x-2m-3)|=|4m|。 所以依题意有 4|m|=4,解得 m=±1。
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若函数 f(x)中含有绝对值,则 1.f(x)>a 有解⇔f(x)max>a。 2.f(x)>a 恒成立⇔f(x)min>a。 3.f(x)>a 恰在(c,b)上成立⇔c,b 是方程 f(x)=a 的解。
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【变式训练】 已知 f(x)=|ax-1|,若实数 a>0,不等式 f(x)≤3 的解 集是{x|-1≤x≤2}。
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【变式训练】 (1)设 a>0,|x-1|<a3,|y-2|<3a,求证:|2x+y-4|<a。 (2)(2019·石家庄模拟)若 f(x)=3x+a1+3|x-a|的最小值为 4,求 a 的值。
解 (1)证明:由|x-1|<3a可得|2x-2|<23a,|2x+y-4|≤|2x-2|+|y-2|<23a+3a =a。
答案 (-∞,-3]∪[3,+∞)
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微考点·大课堂
考点例析 对点微练
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考点一 含绝对值的不等式的解法 【例 1】 (2019·淄博模拟)设函数 f(x)=|x+4|。 (1)若 y=f(2x+a)+f(2x-a)的最小值为 4,求 a 的值; (2)求不等式 f(x)>1-21x 的解集。
(2)因为 f(x)=3x+1a+3|x-a|≥3x+1a-3x-3a=1a+3a,所以由1a+3a =4 得 a=±1 或 a=±31。
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考点三 恒成立与存在性问题 【例 3】 (2018·全国卷Ⅱ)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。
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解 (1)因为 f(x)=|x+4|, 所以 y=f(2x+a)+f(2x-a)=|2x+a+4|+|2x-a+4|≥|2x+a+4-(2x- a+4)|=|2a|, 又 y=f(2x+a)+f(2x-a)的最小值为 4, 所以|2a|=4,所以 a=±2。
(2)f(x)=|x+4|=x0+x=4x->-4,4, -4-xx<-4,
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一、走进教材
1.(选修 4-5P20T7 改编)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)
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解析
由
题
意
得
|2x-5|<9, |2x-5|≥3,
解析 因为|kx-4|≤2,所以-2≤kx-4≤2,所以 2≤kx≤6。因为不等 式的解集为{x|1≤x≤3},所以 k=2。
答案 2
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4.若关于 x 的不等式|a|≥|x+1|+|x-2|存在实数解,则实数 a 的取值范 围是________。
解析 由于|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,所以|x+1|+|x-2|的最 小值为 3。要使原不等式有解,只需|a|≥3,则 a≥3 或 a≤-3。
(2)证明:因为|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|,又 a≥2, 故|2a-1|≥3,即|x-1+a|+|x-a|≥3 成立。
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绝对值不等式性质的应用 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 ①求最值;②证明不等式。
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考点二 绝对值不等式性质的应用 【例 2】 (1)若对于实数 x,y 有|1-x|≤2,|y+1|≤1,求|2x+3y+1| 的最大值。 (2)若 a≥2,x∈R,证明:|x-1+a|+|x-a|≥3。
解 (1)由|2x+3y+1|=|2(x-1)+3(y+1)|≤2|x-1|+3|y+1|≤7,得|2x +3y+1|的最大值为 7。
②当 1<x<5 时,原不等式可化为 x-1-(5-x)<2,所以 x<4,所以 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{x|x<4}。 答案 {x|x<4}
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二、走出误区 微提醒:①含参数的绝对值不等式讨论不清;②存在性问题不能转化为 最值问题求解。 3.若不等式|kx-4|≤2 的解集为{x|1≤x≤3},则实数 k=________。
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2.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:
(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。
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1.|a+b|与|a|-|b|,|a-b|与|a|-|b|,|a|+|b|之间的关系: (1)|a+b|≥|a|-|b|,当且仅当 ab≤0 且|a|≥|b|时,等号成立。 (2)|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,当且仅当|a|≥|b|且 ab≥0 时,左边等号成立, 当且仅当 ab≤0 时,右边等号成立。 2.解绝对值不等式的两个要点: (1)解绝对值不等式的关键是去掉绝对值符号。 (2)解含绝对值的不等式的基本思路可概括为十二字口诀“找零点,分区 间,逐个解,并起来”。
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(2)不等式x-13+f(x)≤x 可化为|3x-1|+|x-a|≤3x,依题意不等式|3x-1|+ |x-a|≤3x 在13,12恒成立,所以 3x-1+|x-a|≤3x,即|x-a|≤1。所以 a-1≤x≤a
(1)求 a 的值; (2)若fx+3f-x<|k|存在实数解,求实数 k 的取值范围。
12/11/2021
解 (1)由|ax-1|≤3,得-3≤ax-1≤3,即-2≤ax≤4。 因为 a>0,所以-2a≤x≤a4, 因为不等式 f(x)≤3 的解集是{x|-1≤x≤2},
所以 - 4a=a2=2,-1,
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【变式训练】 (2018·河南新乡二模)已知函数 f(x)=|x-4|+|x-1|-3。 (1)求不等式 f(x)≤2 的解集; (2)若直线 y=kx-2 与函数 f(x)的图象有公共点,求 k 的取值范围。
12/11/2021
解 (1)由 f(x)≤2,得2x≤-12,x≤2 或10≤ <x2<4, 或2x≥x-48,≤2, 解得 0≤x≤5,
选考部分
12/11/2021
选修4-5 不等式选讲
12/11/2021
第一节 绝对值不等式
微知识·小题练 微考点·大课堂
12/11/2021
2019 考纲考题考情
12/11/2021
微知识·小题练
教材回扣 基础自测
12/11/2021
1.绝对值三角不等式 定理 1:如果 a,b 是实数,那么|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-b|≤|a-c|+|c-b|,当且仅当 (a-c)(c-b)≥0 时,等号成立。
12/11/2021
2.(配合例 3 使用)已知函数 f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2。 (1)解不等式|g(x)|<5; (2)若对任意 x1∈R,都存在 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,求实数 a 的取值范围。
12/11/2021
解 (1)由||x-1|+2|<5,得-5<|x-1|+2<5, 所以-7<|x-1|<3,即|x-1|<3,解得-2<x<4, 故不等式|g(x)|<5 的解集为{x|-2<x<4}。 (2)因为对任意 x1∈R,都有 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,所以{y|y=f(x)}⊆ {y|y=g(x)}, 又 f(x)=|2x-a|+|2x+3|≥|(2x-a)-(2x+3)|=|a+3|,g(x)=|x-1|+2≥2, 所以|a+3|≥2,解得 a≥-1 或 a≤-5, 所以实数 a 的取值范围为 a≥-1 或 a≤-5。
3.(配合例 3 使用)已知函数 f(x)=13|x-a|(a∈R)。 (1)当 a=2 时,解不等式x-13+f(x)≥1; (2)设不等式x-13+f(x)≤x 的解集为 M,若13,12⊆M,求实数 a 的取 值范围。
12/11/2021
解 (1)当 a=2 时,原不等式可化为|3x-1|+|x-2|≥3。 ①当 x≤13时,原不等式可化为-3x+1+2-x≥3,解得 x≤0,所以 x≤0; ②当13<x<2 时,原不等式可化为 3x-1+2-x≥3,解得 x≥1,所以 1≤x<2; ③当 x≥2 时,原不等式可化为 3x-1+x-2≥3,解得 x≥32,所以 x≥2。 综上所述,当 a=2 时,不等式的解集为{x|x≤0 或 x≥1}。
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解 (1)当 a=1 时,f(x)=
2x+4,x≤-1, 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|,且当(x+a)(x-2)≤0 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, 所以 a 的取值范围是(-∞,-6]∪[2,+∞)。
解得 a=2。
(2)因为fx+3f-x=|2x-1|+3 |2x+1|≥|2x-1-3 2x+1|=23,
所以要使fx+3f-x<|k|存在实数解,只需|k|>23,解得 k>23或 k<-23,
所以实数 k 的取值范围是-∞,-23∪23,+∞。
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教师备用题 1.(配合例 1、例 2 使用)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。
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]∪[(选修 4-5P20T8 改编)不等式|x-1|-|x-5|<2 的解集是________。
解析 ①当 x≤1 时,原不等式可化为 1-x-(5-x)<2,所以-4<2,不 等式恒成立,所以 x≤1;
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所以不等式 f(x)>1-12x 等价于
x+4>1-12xx>-4, 0>1-12xx=-4, -4-x>1-12xx<-4,
解得 x>-2 或 x<-10, 故不等式 f(x)>1-12x 的解集为{x|x>-2 或 x<-10}。
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含绝对值不等式常见的三种解法 1.零点分段讨论法。 2.利用绝对值的几何意义。 3.数形结合法。
故不等式 f(x)≤2 的解集为{x|0≤x≤5}。
2-2x,x≤1, (2)f(x)=|x-4|+|x-1|-3=0,1<x<4,
2x-8,x≥4,
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作出函数 f(x)的图象,如图所示,
易知直线 y=kx-2 过定点 C(0,-2), 当此直线经过点 B(4,0)时,k=12; 当此直线与直线 AD 平行时,k=-2。 故由图可知,k∈(-∞,-2)∪12,+∞。
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解 (1)因为 f(x)>5-|x+2|可化为|2x-3|+|x+2|>5, 所以当 x≥32时,原不等式化为(2x-3)+(x+2)>5,解得 x>2,所以 x>2; 当-2<x<32时,原不等式化为(3-2x)+(x+2)>5,解得 x<0,所以- 2<x<0; 当 x≤-2 时,原不等式化为(3-2x)-(x+2)>5,解得 x<-43,所以 x≤ -2。 综上,不等式 f(x)>5-|x+2|的解集为(-∞,0)∪(2,+∞)。 (2)因为 f(x)=|2x-3|, 所以 g(x)=f(x+m)+f(x-m)=|2x+2m-3|+|2x-2m-3|≥|(2x+2m- 3)-(2x-2m-3)|=|4m|。 所以依题意有 4|m|=4,解得 m=±1。
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若函数 f(x)中含有绝对值,则 1.f(x)>a 有解⇔f(x)max>a。 2.f(x)>a 恒成立⇔f(x)min>a。 3.f(x)>a 恰在(c,b)上成立⇔c,b 是方程 f(x)=a 的解。
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【变式训练】 已知 f(x)=|ax-1|,若实数 a>0,不等式 f(x)≤3 的解 集是{x|-1≤x≤2}。
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【变式训练】 (1)设 a>0,|x-1|<a3,|y-2|<3a,求证:|2x+y-4|<a。 (2)(2019·石家庄模拟)若 f(x)=3x+a1+3|x-a|的最小值为 4,求 a 的值。
解 (1)证明:由|x-1|<3a可得|2x-2|<23a,|2x+y-4|≤|2x-2|+|y-2|<23a+3a =a。
答案 (-∞,-3]∪[3,+∞)
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微考点·大课堂
考点例析 对点微练
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考点一 含绝对值的不等式的解法 【例 1】 (2019·淄博模拟)设函数 f(x)=|x+4|。 (1)若 y=f(2x+a)+f(2x-a)的最小值为 4,求 a 的值; (2)求不等式 f(x)>1-21x 的解集。
(2)因为 f(x)=3x+1a+3|x-a|≥3x+1a-3x-3a=1a+3a,所以由1a+3a =4 得 a=±1 或 a=±31。
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考点三 恒成立与存在性问题 【例 3】 (2018·全国卷Ⅱ)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。
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解 (1)因为 f(x)=|x+4|, 所以 y=f(2x+a)+f(2x-a)=|2x+a+4|+|2x-a+4|≥|2x+a+4-(2x- a+4)|=|2a|, 又 y=f(2x+a)+f(2x-a)的最小值为 4, 所以|2a|=4,所以 a=±2。
(2)f(x)=|x+4|=x0+x=4x->-4,4, -4-xx<-4,
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一、走进教材
1.(选修 4-5P20T7 改编)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)
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解析
由
题
意
得
|2x-5|<9, |2x-5|≥3,
解析 因为|kx-4|≤2,所以-2≤kx-4≤2,所以 2≤kx≤6。因为不等 式的解集为{x|1≤x≤3},所以 k=2。
答案 2
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4.若关于 x 的不等式|a|≥|x+1|+|x-2|存在实数解,则实数 a 的取值范 围是________。
解析 由于|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3,所以|x+1|+|x-2|的最 小值为 3。要使原不等式有解,只需|a|≥3,则 a≥3 或 a≤-3。
(2)证明:因为|x-1+a|+|x-a|≥|(x-1+a)-(x-a)|=|2a-1|,又 a≥2, 故|2a-1|≥3,即|x-1+a|+|x-a|≥3 成立。
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绝对值不等式性质的应用 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 ①求最值;②证明不等式。
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考点二 绝对值不等式性质的应用 【例 2】 (1)若对于实数 x,y 有|1-x|≤2,|y+1|≤1,求|2x+3y+1| 的最大值。 (2)若 a≥2,x∈R,证明:|x-1+a|+|x-a|≥3。
解 (1)由|2x+3y+1|=|2(x-1)+3(y+1)|≤2|x-1|+3|y+1|≤7,得|2x +3y+1|的最大值为 7。
②当 1<x<5 时,原不等式可化为 x-1-(5-x)<2,所以 x<4,所以 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{x|x<4}。 答案 {x|x<4}
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二、走出误区 微提醒:①含参数的绝对值不等式讨论不清;②存在性问题不能转化为 最值问题求解。 3.若不等式|kx-4|≤2 的解集为{x|1≤x≤3},则实数 k=________。
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2.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:
(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。
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1.|a+b|与|a|-|b|,|a-b|与|a|-|b|,|a|+|b|之间的关系: (1)|a+b|≥|a|-|b|,当且仅当 ab≤0 且|a|≥|b|时,等号成立。 (2)|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|,当且仅当|a|≥|b|且 ab≥0 时,左边等号成立, 当且仅当 ab≤0 时,右边等号成立。 2.解绝对值不等式的两个要点: (1)解绝对值不等式的关键是去掉绝对值符号。 (2)解含绝对值的不等式的基本思路可概括为十二字口诀“找零点,分区 间,逐个解,并起来”。
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(2)不等式x-13+f(x)≤x 可化为|3x-1|+|x-a|≤3x,依题意不等式|3x-1|+ |x-a|≤3x 在13,12恒成立,所以 3x-1+|x-a|≤3x,即|x-a|≤1。所以 a-1≤x≤a
(1)求 a 的值; (2)若fx+3f-x<|k|存在实数解,求实数 k 的取值范围。
12/11/2021
解 (1)由|ax-1|≤3,得-3≤ax-1≤3,即-2≤ax≤4。 因为 a>0,所以-2a≤x≤a4, 因为不等式 f(x)≤3 的解集是{x|-1≤x≤2},
所以 - 4a=a2=2,-1,
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【变式训练】 (2018·河南新乡二模)已知函数 f(x)=|x-4|+|x-1|-3。 (1)求不等式 f(x)≤2 的解集; (2)若直线 y=kx-2 与函数 f(x)的图象有公共点,求 k 的取值范围。
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解 (1)由 f(x)≤2,得2x≤-12,x≤2 或10≤ <x2<4, 或2x≥x-48,≤2, 解得 0≤x≤5,
选考部分
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选修4-5 不等式选讲
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第一节 绝对值不等式
微知识·小题练 微考点·大课堂
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2019 考纲考题考情
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微知识·小题练
教材回扣 基础自测
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1.绝对值三角不等式 定理 1:如果 a,b 是实数,那么|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-b|≤|a-c|+|c-b|,当且仅当 (a-c)(c-b)≥0 时,等号成立。
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2.(配合例 3 使用)已知函数 f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2。 (1)解不等式|g(x)|<5; (2)若对任意 x1∈R,都存在 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,求实数 a 的取值范围。
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解 (1)由||x-1|+2|<5,得-5<|x-1|+2<5, 所以-7<|x-1|<3,即|x-1|<3,解得-2<x<4, 故不等式|g(x)|<5 的解集为{x|-2<x<4}。 (2)因为对任意 x1∈R,都有 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,所以{y|y=f(x)}⊆ {y|y=g(x)}, 又 f(x)=|2x-a|+|2x+3|≥|(2x-a)-(2x+3)|=|a+3|,g(x)=|x-1|+2≥2, 所以|a+3|≥2,解得 a≥-1 或 a≤-5, 所以实数 a 的取值范围为 a≥-1 或 a≤-5。