第1讲-绝对值和绝对值不等式的解法
第1讲 绝对值和绝对值不等式的解法
5.1 绝对值的概念
定义:我们把数轴上表示一个数的点与原点的距离,叫做这个数的绝对值.
例如,2-到原点的距离等于2,所以22-=.这一定义说明了绝对值的几何定义,从这一定义中很容易得到绝对值的求法:,00,0,0a a a a a a >??==??-
.
5.1.1 绝对值的性质
【例1】到数轴原点的距离是2的点表示的数是( )
A .±2
B .2
C .-2
D .4
解:A
【例2】已知|x |=5,|y |=2,且xy >0,则x -y 的值等于( )
A .7或-7
B .7或3
C .3或-3
D .-7或-3
解:C
当a 、b 、c 都是正数时,M = ______;
当a 、b 、c 中有一个负数时,则M = ________;
当a 、b 、c 中有2个负数时,则M = ________;
当a 、b 、c 都是负数时,M =__________ .
解:3;1,1-,3-. 练习1:已知a b c ,,是非零整数,且0a b c ++=,求a b c abc a b c abc
+++的值 解:由于0a b c ++=,且a b c ,,是非零整数,则a b c ,,一正二负或一负二正,
(1)当a b c ,,一正二负时,不妨设000a b c ><<,,,原式11110=--+=;
(2)当a b c ,,一负二正时,不妨设000a b c <>>,,,原式11110=-++-=.
原式0=.
【例4】若42a b -=-+,则_______a b +=.
解:424204,2a b a b a b -=-+?-++=?==-,所以2a b +=.
结论:绝对值具有非负性,即若0a b c ++=,则必有0a =,0b =,0c =.
练习1:()2
120a b ++-=, a =________;b =__________
解:1,2a b =-=.
练习2:若7322102
m n p ++-+-=,则23_______p n m +=+. 解:由题意,713,,22m n p =-==,所以13237922
p n m m +==+-=-+. 5.1.2 零点分段法去绝对值
对于绝对值,我们经常用到的一种方法是去绝对值,一般采用零点分段法,零点分段法的一般步骤:①找零
点→②分区间→③定符号→④去绝对值符号.
【例5】阅读下列材料并解决相关问题: 我们知道()()()
0000x x x x x x >??==??-,现在我们可以用这一结论来化简含有绝对值的代数式,如化简代数式12
x x ++-时,可令10x +=和20x -=,分别求得12x x =-=,(称12-,分别为1x +与2x -的零点值)
,在有理数范围内,零点值1x =-和2x =可将全体有理数分成不重复且不易遗漏的如下3种情况:
⑴当1x ≤-时,原式()()1221x x x =-+--=-+
⑵当12x -<<时,原式()123x x =+--=
⑶当2x ≥时,原式1221x x x =++-=-
综上讨论,原式()()()
211312212x x x x x -+≤-??=-<?-≥?
通过阅读上面的文字,请你解决下列的问题:
(1)别求出2x +和4x -的零点值
解:令20x +=,解得2x =-,所以2x =-是2x +的零点;令40x -=,解得4x =,所以4x =是4x -的
零点.
(2)化简代数式24x x ++-
解:⑴当2x ≤-时,原式()()2422x x x =-+--=-+;
⑵当24x -<<时,原式()()246x x =+--=;
⑶当x ≥4时,原式2422x x x =++-=-.
综上讨论,原式()()()
222624224x x x x x -+≤-??=-<?-≥?.
(3)化简代数式122y x x =-+-
解:当1x ≤时,53y x =-;
当12x <<时,3y x =-;
当2x ≥时,35y x =-.
综上讨论,原式
()
()
()
531
312
352
x x
x x
x x
-≤
?
?
=-<<
?
?
-≥
?
.
5.1.3 绝对值函数
常见的绝对值函数是:
,0
,0
x x
y
x
x x
≥
?
==?
-<
?
,其图象是
绝对值函数学习时,要抓关键点,这里的关键点是0
x=.思考如何画y x a
=-的图象?
我们知道,x表示x轴上的点x到原点的距离;x a
-的几何意义是表示x轴上的点x到点a的距离.【例6】画出1
y x
=-的图像
解:(1)关键点是1
x=,此点又称为界点;
(2)接着是要去绝对值
当1
x≤时,1
y x
=-;当1
x>时,1
y x
=-.
(3)图像如右图
说明:此题还可以考虑该图像可由y=|x|的图象向右平移一个单位后得到
练习1.(1)画出2
y x
=-的图像;(2)画出2
y x
=的图像
【例7】画出122
y x x
=-+-的图象
解:(1)关键点是1
x=和2
x=
(2)去绝对值
当1
x≤时,53
y x
=-;
当12
x
<<时,3
y x
=-;
当2
x≥时,35
y x
=-.
(3)图象如右图所示.
【例8】 画出函数223y x x =-++的图像 解:(1)关键点是0x = (2)去绝对值: 当0x ≥时,223y x x =-++; 当0x <时,223y x x =--+
(3)可作出图像如右图
【例9】 画出函数232y x x =-+的图像
解:(1)关键点是1x =和2x =
(2)去绝对值:
当1x ≤或2x ≥时,232y x x =-+;
当12x <<时,232y x x =-+-
(3)可作出图像如右图
1.35
-=________;3π-=________;3.1415π-=_____; 2.2215x y -+-=,4x =,则y =__________.
3.若0a a +=,那么a 一定是( )
A .正数
B .负数
C .非正数
D .非负数
4.若x x >,那么x 是________数.
5.如图,化简22a b b c a c +------=_____________
6.已知2
(2)210x y -+-=,则2x y +=_______.
7.化简12x x +++,并画出12y x x =+++的图象
8.化简523x x ++-.
9.画出23
y x
=+
的图像
10.画出223
y x x
=-++的图像
答案:
1.
3
5
;3
π-; 3.1415
π- 2.2或1
- 3.C 4.负 5.-4 6.3
7.
23,2
1,21
23,1
x x
y x
x x
--≤-
?
?
=-<<-
?
?+≥-
?
,图象如下 8.
32,5
3
8,5
2
3
32,
2
x x
y x x
x x
?
?--≤-
?
?
=--<<
?
?
?
+≥
??
9.如图所示 10.如图所示
5.2 绝对值不等式
到了高中,绝对值不等式需要强调的有两点:一是由定义引出的绝对值的几何意义的应用;二是代数意义上的分类讨论,其中几何意义的应用主要涉及到有关绝对值不等式的解法,而分类讨论的思想就体现为去绝对值、画绝对值函数图象、解绝对值不等式.
【例1】解方程:21
x-=.
解:原方程变为21
x-=±,∴3
x=或1
x=.
【例2】解不等式1
x<.
解:x对应数轴上的一个点,由题意,x到原点的距离小于1,很容易知道到原点距离等于1的点有两个:
1-和1,自然只有在1-和1之间的点,到原点的距离才小于1,所以x 的解集是{|11}x x -<<.
练习1.解不等式:(1)3x <; (2
)
3x > (3)2x ≤
解:(1){|33}x x -<< (2){|33}x x x <->或 (3){|22}x x -≤≤
结论:(1)(0)x a a <>的解集是{|}x a x a -<<,如图1.
(2)(0)x a a >>的解集是{|}x x a x a <->或,如图2.
【例3】解不等式 21x -<. 解:由题意,121x -<-<,解得13x <<,所以原不等式的解集为{|13}x x <<.
结论:(1)(0)ax b c c c ax b c +<>?-<+<.
(2)(0)ax b c c ax b c +>>?+>或ax b c +<-
练习1:解不等式:(1)103x -<;(2)252x ->;(3)325x -≤;
解:(1)由题意,3103x -<-<,解得713x <<,所以原不等式的解集为{|713}x x <<.
(3)由题意,252x ->或252x -<-,解得72x >或32x <,,所以原不等式的解集为73{|}22
x x x ><或. (3)由题意,5325x -<-≤,解得14x -≤≤,所以原不等式的解集为{|14}x x -≤≤.
练习2:解不等式组2405132x x ?--≤??-+>??
. 解:由240x --≤,得424x -≤-≤,解得26x -≤≤,①
由5132x -+>,得133x +<,即3133x -<+<,解得4233
x -
<<,② 由①②得,4233x -<<,所以原不等式的解集为42{|}33x x -<<. 练习3:解不等式1215x ≤-<.
解:方法一:由215x -<,解得23x -<<;由121x ≤-得,0x ≤或1x ≥,
联立得2013x x -<<≤<或,所以原不等式的解集为{|2013}x x x -<<≤<或.
方法二:12151215x x ≤-≤-<或5211x -<-≤-,解得2013x x -<<≤<或,所以原不等式的解集为{|2013}x x x -<<≤<或.
【例4】解不等式:4321x x ->+
解:方法一:(零点分段法)
(1)当34x ≤
时,原不等式变为:(43)21x x -->+,解得13x <,所以13
x <; (2)当34
x >时,原不等式变为:4321x x ->+,解得2x >,所以2x >; 综上所述,原不等式的解集为1{|2}3
x x x <>或. 方法二:43214321x x x x ->+?->+或43(21)x x -<-+,解得13
x <或2x >,所以原不等式的解集为1{|2}3
x x x <>或. 结论:(1)()()()ax b f x f x ax b f x +-<+<. (2)()()ax b f x ax b f x +>?+>或()ax b f x +<-.
练习4:解不等式:431x x -≤+. 解:由431x x -≤+得(1)431x x x -+≤-≤+,解得
2453x ≤≤,原不等式的解集为24{|}53x x ≤≤.
【例5】解方程:(1)213x x ++-= (2)215x x ++-=
(3)314x x +--= (4)324x x +--=
【初中知识链接】在三角形中,三角形的两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,这个结论反映在数轴上是这样的:
若a 和b 是数轴上的两个数,那么当a x b <<时,数x 到a 和b 的距离之和等于a 与b 的距离;当x a <或x b >时,数x 到a 和b 的距离之差的绝对值,等于a 与b 的距离.
以上所有问题都可以用此方法解决.
解:(1)等式左边式子21x x ++-的几何意义是,实数x 到2-和1的距离之和,而2-和1的距离之和也刚好是3,容易知道,当x 位于2-和1之间时,x 到2-和1的距离之和就刚好为3,所以x 的取值范围是21x -≤≤.
(2)等式左边式子的几何意义是,实数x 到2-和1的距离之和,由于2-和1的距离是3,所以x 一定在2-和1的两边,经过计算,可知当x 位于3-和2时,满足条件.
(3)等式左边式子的几何意义是,实数x 到3-和1的距离之差,由于3-和1的距离刚好是4,所以当x 位
于3-到1的两边时,x 到3-和1的距离之差刚好为4,x 的取值范围是3x ≤-或1x ≥.
(4)等式左边式子的几何意义是,实数x 到3-和2的距离之差,由于3-和1的距离刚好是5,所以x 一定位于3-到2之间,可知当x 位于52-和32
时,满足条件. 【例6】解不等式:215x x ++-<
方法1:利用零点分区间法(推荐)
分析:由01=-x ,02=+x ,得1=x 和2=x .2-和1把实数集合分成三个区间,即2-
解:当2x <-时,得2(1)(2)5
x x x <-??---+,解得:23-<<-x ;
当12≤≤-x 时,得21(1)(2)5x x x -≤≤??--++
, 解得:12≤≤-x ; 当1>x 时,得1(1)(2)5
x x x >??-++,解得:21< 说明:(1)原不等式的解集应为各种情况的并集; (2)这种解法又叫“零点分区间法”,即通过令每一个绝对值为零求得零点,求解应注意边界值. 方法2:利用绝对值的几何意义 解:215x x ++-<的几何意义是数轴上的点x 到1和2-的距离之和小于5的点所对应的取值范围,由数轴可知,1(2)35--=<,易知当3x =-或2x =时,215x x ++-=,所以x 位于3-和2之间(不含端点),所以32x -<<,所以原不等式的解集为{}23<<-x x . 说明:选择题和填空题中,利用绝对值的几何意义解含有两个绝对值不等式优势明显. 练习1.217x x ++-< 解:{|43}x x -<< 练习2.解不等式:324x x +--≤ 解:3{|}2 x x ≤ 练习3.23228x x ++-≤ 解:97{|}44x x -≤≤ 【例7】解不等式:123x x x -+->+ 解:当1x <时,原不等式变为:312x x x -+->+,解得:0x <; 当12x ≤≤时,得312x x x -+->+,无解 当2x >时,得312x x x -+->+,解得:6x >. 综上,原不等式的解集为{|06}x x x <>或. 【例8】解关于x 的不等式231x a +-< 解:原不等式变为231x a +<+ (1)当1a ≤-时,10a +≤,原不等式无解; (2)当1a >-时,(1)231a x a -+<+<+,解得2122 a a x --<<-. 综上所述,当1a ≤-时,原不等式无解;当1a >-时,原不等式的解集为21{|}22x a a x - -<<-. 1.已知6a <-,化简26a -( ) A. 6a - B. 6a -- C. 6a + D. 6a - 2.不等式23x +<的解是 ,不等式12 11<- x 的解是______________. 3.不等式830x -≤的解是______________. 4.根据数轴表示,,a b c 三数的点的位置,化简a b a c b c +++--= ___ . a 0b c 5.解不等式329x ≤-< 6.解不等式124x x ++-< 7.解下列关于x 的不等式:1235x ≤-< 8.解不等式3412x x ->+ 9.解不等式:122x x x -+-<+ 答案 1.B 2. {|51}x x -<<;{|04}x x << 3. 3 {}8 4.0 5. {|71511}x x x -<≤-≤<或 6. 3 5 {|}22x x -<< 7. {|1124}x x x -<≤≤<或 8. 3 {|5}5x x x <>或 9.1 {|5}3x x <<