通用版版高考数学一轮复习不等式选讲1第1讲绝对值不等式教案理.docx

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通用版版高考数学一轮复习不等式选讲1第1讲绝对值不等式教案理

第1讲 绝对值不等式

知识点

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绝对值不等式

理解绝对值的几何意义,并能利用含绝对值不等式的几何意义证明以下不等式:

(1)|a+b|≤|a|+|b|.

(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|.

(3)会利用绝对值的几何意义求解以下类型的不等式:

|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-a|+|x-b|≥c.

不等式的证明

了解数学归纳法的原理及其使用范围,会用数学归纳法证明一些简单问题.

会用数学归纳法证明贝努利不等式:

(1+x)n>1+nx(x>-1,x≠0,n为大于1的正整数).

了解当n为大于1的实数时贝努利不等式也成立.

会用上述不等式证明一些简单问题.能够利用平均值不等式、柯西不等式求一些特定函数的极值.

了解证明不等式的基本方法:

比较法、综合法、分析法、反证法、放缩法.

柯西不等式与排序不等式

了解下列柯西不等式的几种不同形式,理解它们的几何意义,并会证明.

(1)柯西不等式的向量形式:

|α|·|β|≥|α·β|.

(2)(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2.

(3)+≥.

(此不等式通常称为平面三角不等式)

会用参数配方法讨论柯西不等式的一般情形:

会用向量递归方法讨论排序不等式.

1.绝对值三角不等式

定理1:

如果a,b是实数,则|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-c|≤|a-b|+|b-c|,当且仅当(a-b)(b-c)≥0时,等号成立.

2.绝对值不等式的解法

(1)含绝对值的不等式|x|a的解集

不等式

a>0

a=0

a<0

|x|

{x|-a

|x|>a

{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>0)型不等式的解法

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“零点分区法”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.

解不等式:

|x-2|+|x+3|>7.

解:

因为|x-2|+|x+3|

所以原不等式可化为

或或

解上述不等式组得所求不等式的解集为{x|x<-4或x>3}.

不等式|x+3|-|x-1|≤a2-3a对任意实数x恒成立,求实数a的取值范围.

解:

由不等式的性质得|x+3|-|x-1|=|x+3|-|1-x|≤|(x+3)+(1-x)|=4

所以a2-3a≥4,解得a≥4或a≤-1.

对于实数x,y,若|x-1|≤1,|y-2|≤1,求|x-2y+1|的最大值.

解:

由|x-1|≤1与|y-2|≤1,可知不等式构成的区域为四条直线x=0,x=2,y=1,y=3围成的一个矩形区域,而|x-2y+1|的最大值即为x-2y+1的最大值或最小值对应的绝对值,为此可转化为求x-2y+1的最值.

记u=x-2y+1,即y=x+(1-u),由数形结合易知,当直线经过不等式值域的区域内的点(2,1)与(0,3)时,y对应有最小值与最大值,此时对应的u值为1与-5,故|x-2y+1|的最大值为5.

(2018·长沙市统一模拟考试)已知f(x)=|x-a|+|x-3|.

(1)当a=1时,求f(x)的最小值;

(2)若不等式f(x)≤3的解集非空,求a的取值范围.

解:

(1)当a=1时,f(x)=|x-1|+|x-3|≥|(x-1)-(x-3)|=2,

故f(x)的最小值为2,当且仅当1≤x≤3时取得最小值.

(2)f(x)=|x-a|+|x-3|≥|(x-a)-(x-3)|=|3-a|,若不等式f(x)≤3的解集非空,

则|3-a|≤3,

即-3≤3-a≤3,

因此0≤a≤6,

所以a的取值范围是[0,6].

含绝对值不等式的解法

[典例引领]

设函数f(x)=|x-a|.

(1)当a=2时,解不等式f(x)≥7-|x-1|;

(2)若f(x)≤1的解集为[0,2],求a的值.

【解】 

(1)当a=2时,不等式为|x-2|+|x-1|≥7,

所以或

或,

所以不等式的解集为(-∞,-2]∪[5,+∞).

(2)f(x)≤1即|x-a|≤1,解得a-1≤x≤a+1,

而f(x)≤1的解集是[0,2],

所以,解得a=1.

 

[通关练习]

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,所以x<-3.

(2)当-3≤x<时,原不等式化为(x+3)-(1-2x)<+1,解得x<-,

所以-3≤x<-.

(3)当x≥时,原不等式化为(x+3)-(2x-1)<+1,解得x>2,所以x>2.

综上可知,原不等式的解集为.

2.(2016·高考全国卷Ⅰ)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)=

y=f(x)的图象如图所示.

(2)由f(x)的表达式及图象知,当f(x)=1时,可得x=1或x=3;

当f(x)=-1时,可得x=或x=5,

故f(x)>1的解集为{x|1<x<3};f(x)<-1的解集为.

所以|f(x)|>1的解集为{x|x<或1<x<3或x>5}.

绝对值不等式性质的应用

[典例引领]

设不等式|x-2|

(1)求a的值;

(2)求函数f(x)=|x+a|+|x-2|的最小值.

【解】 

(1)因为∈A,且∉A,

所以

解得

又因为a∈N*,所以a=1.

(2)因为f(x)=|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3.

当且仅当(x+1)(x-2)≤0即-1≤x≤2时取到等号,

所以f(x)的最小值为3.

两数和与差的绝对值不等式的性质

(1)对绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|中等号成立的条件要深刻理解,特别是用此定理求函数的最值时.

(2)该定理可强化为||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,它经常用于证明含绝对值的不等式. 

已知x,y∈R,且|x+y|≤,|x-y|≤,求证:

|x+5y|≤1.

证明:

因为|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|.

所以由绝对值不等式的性质,得|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|≤|3(x+y)|+|2(x-y)|=3|x+y|+2|x-y|≤3×+2×=1.即|x+5y|≤1.

绝对值不等式的综合应用

[典例引领]

(2017·高考全国卷Ⅲ)已知函数f(x)=|x+1|-|x-2|.

(1)求不等式f(x)≥1的解集;

(2)若不等式f(x)≥x2-x+m的解集非空,求m的取值范围.

【解】 

(1)f(x)=

当x<-1时,f(x)≥1无解;

当-1≤x≤2时,由f(x)≥1得,2x-1≥1,解得1≤x≤2;

当x>2时,由f(x)≥1解得x>2.

所以f(x)≥1的解集为{x|x≥1}.

(2)由f(x)≥x2-x+m得m≤|x+1|-|x-2|-x2+x.

而|x+1|-|x-2|-x2+x≤|x|+1+|x|-2-x2+|x|=-+≤,

且当x=时,|x+1|-|x-2|-x2+x=.

故m的取值范围为.

(1)研究含有绝对值的函数问题时,根据绝对值的定义,分类讨论去掉绝对值符号,转化为分段函数,然后数形结合解决是常用的思维方法.

(2)对于求y=|x-a|+|x-b|或y=|x-a|-|x-b|型的最值问题利用绝对值三角不等式更方便.形如y=|x-a|+|x-b|的函数只有最小值,形如y=|x-a|-|x-b|的函数既有最大值又有最小值. 

 (2018·河南郑州模拟)已知函数f(x)=|2x+1|,g(x)=|x|+a.

(1)当a=0时,解不等式f(x)≥g(x);

(2)若存在x∈R,使得f(x)≤g(x)成立,求实数a的取值范围.

解:

(1)当a=0时,由f(x)≥g(x)得|2x+1|≥|x|,两边平方整理得3x2+4x+1≥0,解得x≤-1或x≥-,

所以原不等式的解集为(-∞,-1]∪.

(2)由f(x)≤g(x)得a≥|2x+1|-|x|,令h(x)=|2x+1|-|x|,则h(x)=

故h(x)min=h=-,

所以实数a的取值范围为a≥-.

绝对值不等式的三种常用解法:

零点分段法,数形结合法,构造函数法.

不等式恒成立问题、存在性问题都可以转化为最值问题解决.

可以利用绝对值三角不等式定理|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|求函数最值,要注意其中等号成立的条件.                                        

1.已知|2x-3|≤1的解集为[m,n].

(1)求m+n的值;

(2)若|x-a|

|x|<|a|+1.

解:

(1)不等式|2x-3|≤1可化为-1≤2x-3≤1,解得1≤x≤2,所以m=1,n=2,m+n=3.

(2)证明:

若|x-a|<1,则|x|=|x-a+a|≤|x-a|+|a|<|a|+1.即|x|<|a|+1.

2.已知函数f(x)=|x+1|-|x|+a.

(1)若a=0,求不等式f(x)≥0的解集;

(2)若方程f(x)=x有三个不同的解,求实数a的取值范围.

解:

(1)当a=0时,f(x)=|x+1|-|x|

所以当x<-1时,f(x)=-1<0,不合题意;

当-1≤x<0时,f(x)=2x+1≥0,解得-≤x<0;

当x≥0时,f(x)=1>0,符合题意.

综上可得f(x)≥0的解集为.

(2)设u(x)=|x+1|-|x|,y=u(x)的图象和y=x的图象如图所示.

易知y=u(x)的图象向下平移1个单位以内(不包括1个单位),与y=x的图象始终有3个交点,从而-1

3.(2018·兰州市诊断考试)已知函数f(x)=的定义域为R.

(1)求m的取值范围;

(2)若m的最大值为n,解关于x的不等式:

|x-3|-2x≤2n-4.

解:

(1)因为函数f(x)的定义域为R,所以|x+1|+|x-3|-m≥0恒成立.

设函数g(x)=|x+1|+|x-3|,则m不大于函数g(x)的最小值,又|x+1|+|x-3|≥|(x+1)-(x-3)|=4,即g(x)的最小值为4.

所以m≤4.

(2)当m取最大值4时,原不等式等价于|x-3|-2x≤4,

所以或,

解得x≥3或-≤x<3.

所以原不等式的解集为.

4.(2018·云南省第一次统一检测)已知函数f(x)=|x+a|+|x-2|的定义域为实数集R.

(1)当a=5时,解关于x的不等式f(x)>9;

(2)设关于x的不等式f(x)≤|x-4|的解集为A,B={x∈R||2x-1|≤3},如果A∪B=A,求实数a的取值范围.

解:

(1)当a=5时,f(x)=|x+5|+|x-2|.

①当x≥2时,由f(x)>9,得2x+3>9,解得x>3;

②当-5≤x<2时,由f(x)>9,得7>9,此时不等式无解;

③当x<-5时,由f(x)>9,得-2x-3>9,解得x

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