第十三章 132 第1课时 绝对值不等式.docx

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第十三章132第1课时绝对值不等式

§13.2 不等式选讲

第1课时 绝对值不等式

最新考纲

考情考向分析

1.理解绝对值的几何意义,并了解下列不等式成立的几何意义及取等号的条件:

|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);|a-c|≤|a-b|+|b-c|(a,b,c∈R).

2.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.

本节题目常见的是解绝对值不等式、利用不等式恒成立求参数的值或范围,求含有绝对值的函数最值也是考查的热点.求解的一般方法是去掉绝对值,也可以借助数形结合求解.在高考中主要以解答题的形式考查,难度为中、低档.

1.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|

(-a,a)

|x|>a

(-∞,-a)∪(a,+∞)

(-∞,0)∪(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

①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;

②利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;

③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.

2.含有绝对值的不等式的性质

(1)如果a,b是实数,则||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.

(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.

概念方法微思考

1.绝对值三角不等式的向量形式及几何意义是什么?

提示 当a,b不共线时,|a|+|b|>|a+b|,它的几何意义就是三角形的两边之和大于第三边.

2.用“零点分段法”解含有n个绝对值的不等式时,需把数轴分成几段?

提示 一般地,n个绝对值对应n个零点,n个零点应把数轴分成(n+1)段.

题组一 思考辨析

1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1)若|x|>c的解集为R,则c≤0.( × )

(2)不等式|x-1|+|x+2|<2的解集为∅.( √ )

(3)对|a+b|≥|a|-|b|当且仅当a>b>0时等号成立.( × )

(4)对|a|-|b|≤|a-b|当且仅当|a|≥|b|时等号成立.( × )

(5)对|a-b|≤|a|+|b|当且仅当ab≤0时等号成立.( √ )

题组二 教材改编

2.[P20T7]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)

答案 D

解析 由题意得

解得不等式的解集为(-2,1]∪[4,7).

3.[P20T8]求不等式|x-1|-|x-5|<2的解集.

解 ①当x≤1时,原不等式可化为1-x-(5-x)<2,

∴-4<2,不等式恒成立,∴x≤1;

②当1

∴x<4,∴1

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(-∞,4).

题组三 易错自纠

4.若不等式|kx-4|≤2的解集为{x|1≤x≤3},则实数k=__________.

答案 2

解析 ∵|kx-4|≤2,∴-2≤kx-4≤2,∴2≤kx≤6.

∵不等式的解集为{x|1≤x≤3},∴k=2.

5.已知a,b,c是正实数,且a+b+c=1,则++的最小值为________.

答案 9

解析 把a+b+c=1代入到++中,

得++

=3+++

≥3+2+2+2=9,

当且仅当a=b=c=时,等号成立.

题型一 绝对值不等式的解法

例1

(1)解不等式x+|2x+3|≥2.

解 原不等式可化为或

解得x≤-5或x≥-.

综上,原不等式的解集是.

(2)(2017·全国Ⅰ)已知函数f(x)=-x2+ax+4,g(x)=|x+1|+|x-1|.

①当a=1时,求不等式f(x)≥g(x)的解集;

②若不等式f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1],求a的取值范围.

解 ①当a=1时,不等式f(x)≥g(x)等价于

x2-x+|x+1|+|x-1|-4≤0.(*)

当x<-1时,(*)式化为x2-3x-4≤0,无解;

当-1≤x≤1时,(*)式化为x2-x-2≤0,

从而-1≤x≤1;

当x>1时,(*)式化为x2+x-4≤0,

从而1

所以f(x)≥g(x)的解集为.

②当x∈[-1,1]时,g(x)=2,

所以f(x)≥g(x)的解集包含[-1,1]等价于

当x∈[-1,1]时,f(x)≥2.

又f(x)在[-1,1]上的最小值必为f(-1)与f

(1)之一,

所以f(-1)≥2且f

(1)≥2,得-1≤a≤1.

所以a的取值范围为[-1,1].

思维升华解绝对值不等式的基本方法

(1)利用绝对值的定义,通过分类讨论转化为解不含绝对值符号的普通不等式.

(2)当不等式两端均为正号时,可通过两边平方的方法,转化为解不含绝对值符号的普通不等式.

(3)利用绝对值的几何意义,数形结合求解.

跟踪训练1已知函数f(x)=|x+1|-2|x-a|,a>0.

(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;

(2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形的面积大于6,求a的取值范围.

解 

(1)当a=1时,

f(x)>1化为|x+1|-2|x-1|-1>0.

当x≤-1时,不等式化为x-4>0,无解;

当-10,解得

当x≥1时,不等式化为-x+2>0,解得1≤x<2.

所以f(x)>1的解集为.

(2)由题设可得,f(x)=

所以函数f(x)的图象与x轴围成的三角形的三个顶点分别为A,B(2a+1,0),C(a,a+1),

△ABC的面积为(a+1)2.

由题设得(a+1)2>6,故a>2.

所以a的取值范围为(2,+∞).

题型二 利用绝对值不等式求最值

例2

(1)对任意x,y∈R,求|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值;

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

解 

(1)∵x,y∈R,

∴|x-1|+|x|≥|(x-1)-x|=1,

当且仅当0≤x≤1时等号成立,

∴|y-1|+|y+1|≥|(y-1)-(y+1)|=2,

当且仅当-1≤y≤1时等号成立,

∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|≥1+2=3,

当且仅当0≤x≤1,-1≤y≤1同时成立时等号成立.

∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为3.

(2)|x-2y+1|=|(x-1)-2(y-1)|≤|x-1|+|2(y-2)+2|≤1+2|y-2|+2≤5,即|x-2y+1|的最大值为5.

思维升华求含绝对值的函数最值时,常用的方法有三种

(1)利用绝对值的几何意义.

(2)利用绝对值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥||a|-|b||.

(3)利用零点分区间法.

跟踪训练2已知a和b是任意非零实数.

(1)求的最小值;

(2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,求实数x的取值范围.

解 

(1)∵≥==4,

当且仅当(2a+b)(2a-b)≥0时等号成立,

∴的最小值为4.

(2)若不等式|2a+b|+|2a-b|≥|a|(|2+x|+|2-x|)恒成立,即|2+x|+|2-x|≤恒成立,

故|2+x|+|2-x|≤min.

(1)可知,的最小值为4,

∴x的取值范围即为不等式|2+x|+|2-x|≤4的解集.

解不等式得-2≤x≤2,

故实数x的取值范围为[-2,2].

题型三 绝对值不等式的综合应用

例3(2017·全国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|

=-2+≤,

当x=时,|x+1|-|x-2|-x2+x=.

故m的取值范围为.

思维升华

(1)解决与绝对值有关的综合问题的关键是去掉绝对值,化为分段函数来解决.

(2)数形结合是解决与绝对值有关的综合问题的常用方法.

跟踪训练3设函数f(x)=x+|x-a|.

(1)当a=2019时,求函数f(x)的值域;

(2)若g(x)=|x+1|,求不等式g(x)-2>x-f(x)恒成立时a的取值范围.

解 

(1)由题意得,当a=2019时,

f(x)=

因为f(x)在[2019,+∞)上单调递增,

所以f(x)的值域为[2019,+∞).

(2)由g(x)=|x+1|,不等式g(x)-2>x-f(x)恒成立,知|x+1|+|x-a|>2恒成立,即(|x+1|+|x-a|)min>2.

而|x+1|+|x-a|≥|(x+1)-(x-a)|=|1+a|,

所以|1+a|>2,解得a>1或a<-3.

即a的取值范围是(-∞,-3)∪(1,+∞).

1.对于任意实数a,b,已知|a-b|≤1,|2a-1|≤1,且恒有|4a-3b+2|≤m,求实数m的取值范围.

解 因为|a-b|≤1,|2a-1|≤1,

所以|3a-3b|≤3,≤,

所以|4a-3b+2|=

≤|3a-3b|++≤3++=6,

即|4a-3b+2|的最大值为6,

所以m≥|4a-3b+2|max=6.

即实数m的取值范围为[6,+∞).

2.(2018·河北衡水中学模拟)已知函数f(x)=|x+1|-|x-2|,g(x)=x2-x-a.

(1)当a=5时,求不等式f(x)≥g(x)的解集;

(2)若不等式f(x)≥g(x)解集包含[2,3],求a的取值范围.

解 

(1)当a=5时,不等式f(x)≥g(x)等价于|x+1|-|x-2|≥x2-x-5,①

当x<-1时,①式化为x2-x-2≤0,无解;当-1≤x≤2时,①式化为x2-3x-4≤0,得-1≤x≤2;

当x>2时,①式化为x2-x-8≤0,得2

所以f(x)≥g(x)的解集为.

(2)当x∈[2,3]时,f(x)=3,

所以f(x)≥g(x)的解集包含[2,3],等价于x∈[2,3]时g(x)≤3,

又g(x)=x2-x-a在[2,3]上的最大值为g(3)=6-a,

所以g(3)≤3,即6-a≤3,得a≥3,

所以a的取值范围为[3,+∞).

3.(2018·百校联盟TOP20联考)已知f(x)=|2x+a|-|x-2|.

(1)当a=-2时,求不等式f(x)≤4的解集;

(2)若关于x的不等式f(x)≥3a2-3|2-x|恒成立,求a的取值范围.

解 

(1)当a=-2时,由f(x)≤4,

得2|x-1|-|x-2|≤4,

当x≤1时,由2(1-x)-(2-x)≤4,得-4≤x≤1;

当1

当x≥2时,由2(x-1)-(x-2)≤4,得2≤x≤4.

综上所述,f(x)≤4的解集为[-4,4].

(2)由不等式f(x)≥3a2-3|2-x|,

得|2x+a|-|x-2|+3|x-2|≥3a2,

即|2x+a|+|2x-4|≥3a2,

即关于x的不等式|2x+a|+|2x-4|≥3a2恒成立,

而|2x+a|+|2x-4|≥|(2x+a)-(2x-4)|=|a+4|,

当且仅当(2x+a)(2x-4)≤0时等号成立,

所以|a+4|≥3a2,

解得a+4≥3a2或a+4≤-3a2,

解得-1≤a≤或a∈∅.

所以a的取值范围是.

4.已知函数f(x)=|x-1|.

(1)解关于x的不等式f(x)≥1-x2;

(2)若关于x的不等式f(x)

解 

(1)由题意f(x)≥1-x2可知,|x-1|≥1-x2,

即x-1≥1-x2或x-1≤x2-1,

所以x2+x-2≥0或x2-x≥0,

即x≤-2或x≥1或x≥1或x≤0,

故原不等式的解集为{x|x≤0或x≥1}.

(2)f(x)

a>x2+|x-1|-|x+1|,

由于x2+|x-1|-|x+1|=

所以当x=1时,x2+|x-1|-|x+1|的最小值为-1.

所以实数a的取值范围为(-1,+∞).

5.已知函数f(x)=|x-2|-|2x+1|.

(1)解不等式f(x)≤2;

(2)若∃b∈R,不等式|a+b|-|a-b|≥f(x)对∀x∈R恒成立,求a的取值范围.

解 

(1)f(x)=

原不等式等价于

或或

解得x≤-1或-≤x<2或x≥2,

综上所述,不等式的解集是.

(2)∃b∈R,|a+b|-|a-b|≥f(x)对∀x∈R恒成立等价于

(|a+b|-|a-b|)max≥f(x)max.

因为|a+b|-|a-b|≤|(a+b)+(a-b)|=2|a|,

所以|a+b|-|a-b|的最大值为2|a|;

当x≤-时,f(x)≤;

当-

当x≥2时,f(x)≤-5,

所以f(x)max=,

所以由原不等式恒成立,得2|a|≥,

解得a≥或a≤-.

即a的取值范围是∪.

6.设f(x)=|x+1|-|2x-1|.

(1)求不等式f(x)≤x+2的解集;

(2)若不等式满足f(x)≤|x|(|a-2|+|a+1|)对任意实数(x≠0)恒成立,求实数a的取值范围.

解 

(1)根据题意可知,原不等式为|x+1|-|2x-1|≤x+2,

等价于或或

解得x<-1或-1≤x≤或x>.

综上可得不等式f(x)≤x+2的解集为R.

(2)不等式f(x)≤|x|(|a-2|+|a+1|)等价于≤(|a-2|+|a+1|),

因为=≤=3,当且仅当≤0时取等号,

因为≤(|a-2|+|a+1|),

所以|a-2|+|a+1|≥6,

解得a≤-或a≥,

故实数a的取值范围为∪.

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