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).
答案 (-∞,4)
5.若不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+
a+2对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围为________.
解析 设y=|2x-1|+|x+2|
=
当x<-2时,y=-3x-1>5;
当-2≤x<
时,5≥y=-x+3>
;
当x≥
时,y=3x+1≥
,故函数y=|2x-1|+|x+2|的最小值为
.
因为不等式|2x-1|+|x+2|≥a2+
a+2对任意实数x恒成立,所以
≥a2+
a+2.
解不等式
≥a2+
a+2,得-1≤a≤
,故实数a的取值范围为
.
答案
6.(2017·杭州调研)设函数f(x)=|x-a|+3x,其中a>0.
(1)当a=1时,则不等式f(x)≥3x+2的解集为________.
(2)若不等式f(x)≤0的解集为{x|x≤-1},则a的值为________.
解析
(1)当a=1时,f(x)≥3x+2可化为|x-1|≥2.
由此可得x≥3或x≤-1.
故当a=1时,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.
答案
(1){x|x≥3或x≤-1}
(2)2
考点一 含绝对值不等式的解法
【例1】(一题多解)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,
∴原不等式的解集为(-∞,-3]∪[2,+∞).
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;(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】(2017·全国Ⅲ卷改编)已知函数f(x)=|x+1|-
|x-2|,则:
(1)不等式f(x)≥1的解集为________;
(2)若不等式f(x)≥x2-x+m的解集非空,则m的取值范围为________.
解析
(1)f(x)=
当x<-1时,f(x)=-3≥1无解;
当-1≤x≤2时,由2x-1≥1,得1≤x≤2;
当x>2时,f(x)=3≥1恒成立.
故f(x)≥1的解集为[1,+∞).
(2)不等式f(x)≥x2-x+m等价于f(x)-x2+x≥m,得m≤|x+1|-|x-2|-x2+x有解.
又|x+1|-|x-2|-x2+x≤|x|+1+|x|-2-x2+|x|=-
+
≤
,当且仅当x=
时,|x+1|-|x-2|-x2+x=
.故m的取值范围是
.
答案
(1)[1,+∞)
(2)
考点二 绝对值不等式性质的应用
【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,
∴|y-1|+|y+1|≥|(y-1)-(y+1)|=2,
∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|≥1+2=3.
∴|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.
规律方法 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.
【训练2】
(1)若关于x的不等式|2014-x|+|2015-x|≤d有解,求实数d的取值范围;
(2)不等式
≥|a-2|+siny对一切非零实数x,y均成立,求实数a的取值范围.
解
(1)∵|2014-x|+|2015-x|≥|2014-x-2015+x|=1,
∴关于x的不等式|2014-x|+|2015-x|≤d有解时,d≥1.
(2)∵x+
∈(-∞,-2]∪[2,+∞),
∴
∈[2,+∞),其最小值为2.
又∵siny的最大值为1,
故不等式
≥|a-2|+siny恒成立时,
有|a-2|≤1,解得a∈[1,3].
考点三 含绝对值的不等式的应用
【例3】(2016·浙江卷)已知a≥3,函数F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2},其中min{p,q}=
(1)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围;
(2)①求F(x)的最小值m(a);
②求F(x)在区间[0,6]上的最大值M(a).
解
(1)由于a≥3,故当x≤1时,(x2-2ax+4a-2)-2|x-1|=x2+2(a-1)(2-x)>0,
当x>1时,(x2-2ax+4a-2)-2|x-1|
=(x-2)(x-2a).
所以使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范围是[2,2a].
(2)①设函数f(x)=2|x-1|,g(x)=x2-2ax+4a-2,则f(x)min=f
(1)=0,g(x)min=g(a)=-a2+4a-2,
所以,由F(x)的定义知m(a)=min
,
即m(a)=
②当0≤x≤2时,F(x)=f(x)≤max
=2=F
(2).
当2≤x≤6时,F(x)=g(x)≤max
=max
=max
.
所以M(a)=
规律方法
(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.
【训练3】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轴围成的三角形面积大于6,求实数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.
所以实数a的取值范围为(2,+∞).
基础巩固题组
一、选择题
1.已知全集U=R,集合M={x||x-1|≤2},则∁UM=( )
A.{x|-1C.{x|x<-1或x>3}D.{x|x≤-1或x≥3}
解析 M={x|-1≤x≤3},又知全集是R,所以其补集为∁UM={x|x<-1或x>3}.
答案 C
2.不等式|x-2|-|x-1|>0的解集为(