高考数学一轮复习配套讲义选修45 第1讲 不等式含有绝对值的不等式文档格式.docx
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a<
|x|<
a
{x|-a<
x<
a}
∅
|x|>
{x|x>
a,或x<
-a}
{x|x∈R,且x≠0}
R
(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>
法一:
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;
法二:
利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;
法三:
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.
诊断自测
1.不等式1<|x+1|<3的解集为________.
解析 数轴上的点到-1的距离大于1且小于3的全体实数为所求解集.
答案 (-4,-2)∪(0,2)
2.设ab>0,下面四个不等式中,正确命题的序号是________.
①|a+b|>|a|;
②|a+b|<|b|;
③|a+b|<|a-b|;
④|a+b|>|a|-|b|.
解析 ∵ab>0,∴a,b同号,∴|a+b|=|a|+|b|,∴①和④正确.
答案 ①④
3.不等式|x-8|-|x-4|>2的解集为________.
解析 令:
f(x)=|x-8|-|x-4|=
当x≤4时,f(x)=4>2;
当4<x≤8时,f(x)=-2x+12>2,得x<5,
∴4<x<5;
当x>8时,f(x)=-4>2不成立.
故原不等式的解集为:
{x|x<5}.
答案 {x|x<5}
4.(·
山东卷)若不等式|kx-4|≤2的解集为{x|1≤x≤3},则实数k=________.
解析 ∵|kx-2|≤2,∴-2≤kx-4≤2,∴2≤kx≤6.
∵不等式的解集为{x|1≤x≤3},∴k=2.
答案 2
5.已知关于x的不等式|x-1|+|x|≤k无解,则实数k的取值范围是________.
解析 ∵|x-1|+|x|≥|x-1-x|=1,∴当k<1时,不等式|x-1|+|x|≤k无解,故k<1.
答案 (-∞,1)
考点一 含绝对值不等式的解法
【例1】解不等式|x-1|+|x+2|≥5.
解 法一 如图,设数轴上与-2,1对应的点分别是A,B,则不等式的解就是数轴上到A、B两点的距离之和不小于5的点所对应的实数.显然,区间[-2,1]不是不等式的解集.把A向左移动一个单位到点A1,此时A1A+A1B=1+4=5.把点B向右移动一个单位到点B1,此时B1A+B1B=5,故原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
法二 原不等式|x-1|+|x+2|≥5⇔
或
或解得x≥2或x≤-3,
∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
法三 将原不等式转化为|x-1|+|x+2|-5≥0.
令f(x)=|x-1|+|x+2|-5,则
f(x)=作出函数的图象,如图所示.
由图象可知,当x∈(-∞,-3]∪[2,+∞)时,y≥0,
规律方法形如|x-a|+|x-b|≥c(或≤c)型的不等式主要有三种解法:
(1)分段讨论法:
利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(-∞,a],(a,b],(b,+∞)(此处设a<b)三个部分,在每个部分上去掉绝对值号分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集.
(2)几何法:
利用|x-a|+|x-b|>c(c>0)的几何意义:
数轴上到点x1=a和x2=b的距离之和大于c的全体,|x-a|+|x-b|≥|x-a-(x-b)|=|a-b|.
(3)图象法:
作出函数y1=|x-a|+|x-b|和y2=c的图象,结合图象求解.
【训练1】解不等式|x+3|-|2x-1|<+1.
解 ①当x<-3时,原不等式化为-(x+3)-(1-2x)<+1,解得x<10,∴x<-3.
②当-3≤x<时,原不等式化为(x+3)-(1-2x)<+1,解得x<-,∴-3≤x<-.
③当x≥时,原不等式化为(x+3)-(2x-1)<+1,解得x>2,∴x>2.
综上可知,原不等式的解集为.
考点二 含参数的绝对值不等式问题
【例2】已知不等式|x+1|-|x-3|>a.分别求出下列情形中a的取值范围.
(1)不等式有解;
(2)不等式的解集为R;
(3)不等式的解集为∅.
解 法一 因为|x+1|-|x-3|表示数轴上的点P(x)与两定点A(-1),B(3)距离的差,
即|x+1|-|x-3|=PA-PB.
由绝对值的几何意义知,
PA-PB的最大值为AB=4,
最小值为-AB=-4,
即-4≤|x+1|-|x-3|≤4.
(1)若不等式有解,a只要比|x+1|-|x-3|的最大值小即可,故a<4.
(2)若不等式的解集为R,即不等式恒成立,
只要a比|x+1|-|x-3|的最小值还小,即a<-4.
(3)若不等式的解集为∅,a只要不小于|x+1|-|x-3|的最大值即可,即a≥4.
法二 由|x+1|-|x-3|≤|x+1-(x-3)|=4.
|x-3|-|x+1|≤|(x-3)-(x+1)|=4.
可得-4≤|x+1|-|x-3|≤4.
(1)若不等式有解,则a<4;
(2)若不等式的解集为R,则a<-4;
(3)若不等式解集为∅,则a≥4.
规律方法本题中
(1)是含参数的不等式存在性问题,只要求存在满足条件的x即可;
不等式的解集为R是指不等式的恒成立问题,而不等式的解集∅的对立面(如f(x)>m的解集是空集,则f(x)≤m恒成立)也是不等式的恒成立问题,此两类问题都可转化为最值问题,即f(x)<a恒成立⇔a>f(x)max,f(x)>a恒成立⇔a<f(x)min.
【训练2】设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>
0.
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥3x+2的解集;
(2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},求a的值.
解
(1)当a=1时,f(x)≥3x+2可化为|x-1|≥2.
由此可得x≥3或x≤-1.
故不等式f(x)≥3x+2的解集为{x|x≥3,或x≤-1}.
(2)由f(x)≤0得|x-a|+3x≤0.
此不等式化为不等式组或
即或
因为a>
0,所以不等式组的解集为.
由题设可得-=-1,故a=2.
考点三 含绝对值的不等式的应用
【例3】(·
新课标全国Ⅰ卷)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∈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=
其图象如图所示,由图象可知,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∈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∈都成立,
应有-≥a-2,则a≤,
从而实数a的取值范围是.
规律方法含有多个绝对值的不等式,可以分别令各绝对值里的式子为零,并求出相应的根.把这些根从小到大排序,以这些根为分界点,将实数分成若干小区间.按每个小区间来去掉绝对值符号,解不等式,最后取每个小区间上相应解的并集.
【训练3】(·
新课标全国卷)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.
解
(1)当a=-3时,f(x)=
当x≤2时,由f(x)≥3得-2x+5≥3,解得x≤1;
当2<
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的取值范围是[-3,0].
绝对值三角不等式的应用
【典例】(·
福建卷)设不等式|x-2|<a(a∈N*)的解集为A,且∈A,∉A.
(1)求a的值;
(2)求函数f(x)=|x+a|+|x-2|的最小值.
[审题视点]
(1)利用条件∈A,∉A,建立不等式,求a的值;
(2)利用绝对值三角不等式进行放缩求解.
解
(1)∵∈A,∉A.
∴<a,且≥a,因此<a≤,
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.
[反思感悟] 本题难以想到利用绝对值三角不等式进行放缩是失分的主要原因;
对于需求最值的情况,可利用绝对值三角不等式性质定理:
||a|-|b||≤|a±
b|≤|a|+|b|,通过适当的添、拆项来放缩求解.
【自主体验】
1.若不等式|x+1|+|x-3|≥a+对任意的实数x恒成立,则实数a的取值范围是________.
解析 当a<0时,显然成立;
当a>0时,∵|x+1|+|x-3|的最小值为4,
∴a+≤4.∴a=2.
综上可知a的取值范围是(-∞,0)∪{2}.
答案 (-∞,0)∪{2}
2.(·
陕西卷)若存在实数x使|x-a|+|x-1|≤3成立,则实数a的取值范围是________.
解析 ∵|x-a|+|x-1|≥|(x-a)-(x-1)|=|a-1|,
要使|x-a|+|x-1|≤3有解,
可使|a-1|≤3,∴-3≤a-1≤3,
∴-2≤a≤4.
答案 [-2,4]
一、填空题
1.不等式|2x-1|<3的解集为________.
解析 |2x-1|<3⇔-3<2x-1<3⇔-1<x<2.
答案 (-1,2)
2.不等式|2x-1|-|x-2|<0的解集为________.
解析 法一 原不等式即为|2x-1|<|x-2|,
∴4x2-4x+1<x2-4x+4,∴3x2<3,∴-1<x<1.
∴原不等式解集为{x|-1<
1|}.
法二 原不等式等价于不等式组
①或②或
③
不等式组①无解,由②得<x<1,由③得-1<x≤.
综上得-1<x<1,所以原不等式的解集为{x|-1<x<1}.
答案 {x|-1<x<1}
3.(·
广东卷)不等式|x+2|-|x|≤1的解集为________.
解析 ①当x≤-2时,原不等式可化为-x-2+x≤1,
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