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-13.(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