
第一節(jié) 絕對(duì)值不等式
1.理解絕對(duì)值的幾何意義,并了解下列不等式成立的幾何意義及取等號(hào)的條件:(1)|a+b|≤|a|+|b|(a,b∈R);(2)|a-b|≤|a-c|+|c-b|(a,b,c∈R).
2.會(huì)利用絕對(duì)值的幾何意義求解以下類(lèi)型的不等式:|ax+b|≤c;|ax+b|≥c;|x-c|+|x-b|≥a.
突破點(diǎn)一 絕對(duì)值不等式的解法
(1)含絕對(duì)值的不等式|x|<a與|x|>a的解集
不等式
a>0
a=0
a<0
|x|<a
?
?
|x|>a
R
(2)|ax+b|≤c,|ax+b|≥c(c>0)型不等式的解法
①|(zhì)ax+b|≤c?-c≤ax+b≤c;
②|ax+b|≥c?ax+b≥c或ax+b≤-c.
(3)|x-a|+|x-b|≥c,|x-a|+|x-b|≤c(c>0)型不等式的解法
①利用絕對(duì)值不等式的幾何意義求解;
②利用零點(diǎn)分段法求解;
③構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的圖象求解.
一、判斷題(對(duì)的打“√”,錯(cuò)的打“×”)
(1)不等式|x|<a的解集為{x|-a<x<a}.( )
(2)|x-a|+|x-b|的幾何意義是表示數(shù)軸上的點(diǎn)x到點(diǎn)a,b的距離之和.( )
(3)不等式|2x-3|≤5的解集為{x|-1≤x≤4}.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√
二、填空題
1.不等式|x+1|-|x-2|≥1的解集是________.
答案:[1,+∞)
2.若不等式|kx-4|≤2的解集為{x|1≤x≤3},則實(shí)數(shù)k=________.
答案:2
3.函數(shù)y=|x-4|+|x+4|的最小值為_(kāi)_______.
答案:8
[典例] 解下列不等式:
(1)|2x+1|-2|x-1|>0;
(2)|x+3|-|2x-1|<+1.
[解] (1)法一:原不等式可化為|2x+1|>2|x-1|,
兩邊平方得4x2+4x+1>4(x2-2x+1),
解得x>,
所以原不等式的解集為.
法二:原不等式等價(jià)于
或或
解得x>,所以原不等式的解集為.
(2)①當(dāng)x<-3時(shí),
原不等式化為-(x+3)-(1-2x)<+1,
解得x<10,∴x<-3.
②當(dāng)-3≤x≤時(shí),
原不等式化為(x+3)-(1-2x)<+1,
解得x<-,∴-3≤x<-.
③當(dāng)x>時(shí),
原不等式化為(x+3)-(2x-1)<+1,
解得x>2,∴x>2.
綜上可知,原不等式的解集為.
[方法技巧]
絕對(duì)值不等式的常用解法
(1)基本性質(zhì)法
對(duì)a∈R+,|x|<a?-a<x<a,
|x|>a?x<-a或x>a.
(2)平方法
兩邊平方去掉絕對(duì)值符號(hào).
(3)零點(diǎn)分區(qū)間法
含有兩個(gè)或兩個(gè)以上絕對(duì)值符號(hào)的不等式,可用零點(diǎn)分區(qū)間法去掉絕對(duì)值符號(hào),將其轉(zhuǎn)化為與之等價(jià)的不含絕對(duì)值符號(hào)的不等式(組)求解.
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.(2019·廣州模擬)已知函數(shù)f(x)=|x+a|.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)≤|2x+1|-1的解集;
(2)若函數(shù)g(x)=f(x)-|x+3|的值域?yàn)锳,且[-2,1]?A,求a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=|x+1|,
①當(dāng)x≤-1時(shí),原不等式可化為-x-1≤-2x-2,解得x≤-1;
②當(dāng)-1<x<-時(shí),原不等式可化為x+1≤-2x-2,解得x≤-1,此時(shí)原不等式無(wú)解;
③當(dāng)x≥-時(shí),原不等式可化為x+1≤2x,解得x≥1.
綜上可知,原不等式的解集為{x|x≤-1或x≥1}.
(2)因?yàn)閨|x+a|-|x+3||≤|(x+a)-(x+3)|=|a-3|,
所以g(x)=f(x)-|x+3|=|x+a|-|x+3|∈[-|a-3|,|a-3|].
所以函數(shù)g(x)的值域A=[-|a-3|,|a-3|].
因?yàn)閇-2,1]?A,所以
解得a≤1或a≥5.
所以a的取值范圍是(-∞,1]∪[5,+∞).
2.(2018·全國(guó)卷Ⅰ)已知f(x)=|x+1|-|ax-1|.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)>1的解集;
(2)若x∈(0,1)時(shí)不等式f(x)>x成立,求a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=|x+1|-|x-1|,
即f(x)=
故不等式f(x)>1的解集為.
(2)當(dāng)x∈(0,1)時(shí)|x+1|-|ax-1|>x成立等價(jià)于當(dāng)x∈(0,1)時(shí)|ax-1|<1成立.
若a≤0,則當(dāng)x∈(0,1)時(shí),|ax-1|≥1;
若a>0,則|ax-1|<1的解集為,
所以≥1,故0<a≤2.
綜上,a的取值范圍為(0,2].
突破點(diǎn)二 絕對(duì)值三角不等式
絕對(duì)值三角不等式定理
定理1
如果a,b是實(shí)數(shù),則|a+b|≤|a|+|b|,當(dāng)且僅當(dāng)ab≥0時(shí),等號(hào)成立
定理2
如果a,b,c是實(shí)數(shù),那么|a-c|≤|a-b|+|b-c|,當(dāng)且僅當(dāng)(a-b)(b-c)≥0時(shí),等號(hào)成立
一、判斷題(對(duì)的打“√”,錯(cuò)的打“×”)
(1)|a+b|+|a-b|≥|2a|.( )
(2)不等式|a-b|≤|a|+|b|等號(hào)成立的條件是ab≤0.( )
答案:(1)√ (2)√
二、填空題
1.設(shè)a,b為滿(mǎn)足ab<0的實(shí)數(shù),那么下列正確的是________(填序號(hào)).
①|(zhì)a+b|>|a-b|; ②|a+b|<|a-b|;
③|a-b|<||a|-|b||; ④|a-b|<|a|+|b|.
解析:∵ab<0,∴|a-b|=|a|+|b|>|a+b|.
答案:②
2.若存在實(shí)數(shù)x使|x-a|+|x-1|≤3成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
解析:∵|x-a|+|x-1|≥|(x-a)-(x-1)|=|a-1|,
要使|x-a|+|x-1|≤3有解,可使|a-1|≤3,
∴-3≤a-1≤3,∴-2≤a≤4.
答案:[-2,4]
3.若|x-1|≤1,|y-2|≤1,則|x-2y+1|的最大值為_(kāi)_______.
解析:|x-2y+1|=|(x-1)-2(y-2)-2|≤|x-1|+2|y-2|+2≤5.
答案:5
考法一 證明絕對(duì)值不等式
[例1] 已知x,y∈R,且|x+y|≤,|x-y|≤,
求證:|x+5y|≤1.
[證明] ∵|x+5y|=|3(x+y)-2(x-y)|,
∴由絕對(duì)值不等式的性質(zhì),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.
[方法技巧]
絕對(duì)值不等式證明的3種主要方法
(1)利用絕對(duì)值的定義去掉絕對(duì)值符號(hào),轉(zhuǎn)化為普通不等式再證明.
(2)利用三角不等式||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|進(jìn)行證明.
(3)轉(zhuǎn)化為函數(shù)問(wèn)題,數(shù)形結(jié)合進(jìn)行證明.
考法二 與絕對(duì)值不等式有關(guān)的參數(shù)范圍問(wèn)題
[例2] 設(shè)函數(shù)f(x)=|x+3|,g(x)=|2x-1|.
(1)解不等式f(x)<g(x);
(2)若2f(x)+g(x)>ax+4對(duì)任意的實(shí)數(shù)x恒成立,求a的取值范圍.
[解] (1)由已知,可得|x+3|<|2x-1|,
即|x+3|2<|2x-1|2,
則有3x2-10x-8>0,
∴x<-或x>4.
故所求不等式的解集為∪(4,+∞).
(2)設(shè)h(x)=2f(x)+g(x)=2|x+3|+|2x-1|=
當(dāng)x≤-3時(shí),-4x-5>ax+4,即ax<-4x-9,
∵x≤-3<0,∴a>=-4-.
∴a>max,∴a>-1.
當(dāng)-3<x<時(shí),7>ax+4,即ax-3<0.
則∴∴-1≤a≤6.
當(dāng)x≥時(shí),4x+5>ax+4,即ax<4x+1.
∵x≥>0,∴a<=4+.
∵4+>4,且無(wú)限趨近于4,∴a≤4.
綜上,a的取值范圍是(-1,4].
[方法技巧]
兩招解不等式問(wèn)題中的含參問(wèn)題
轉(zhuǎn)化
①把存在性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求最值問(wèn)題;
②不等式的解集為R是指不等式的恒成立問(wèn)題;
③不等式的解集為?的對(duì)立面也是不等式的恒成立問(wèn)題,此類(lèi)問(wèn)題都可轉(zhuǎn)化為最值問(wèn)題,即f(x)<a恒成立?a>f(x)max,f(x)>a恒成立?a<f(x)min
求最值
求含絕對(duì)值的函數(shù)最值時(shí),常用的方法有三種:
①利用絕對(duì)值的幾何意義;
②利用絕對(duì)值三角不等式,即|a|+|b|≥|a±b|≥||a|-|b||;
③利用零點(diǎn)分區(qū)間法
1.已知f(x)=|x+2|-|2x-1|,M為不等式f(x)>0的解集.
(1)求M;
(2)求證:當(dāng)x,y∈M時(shí),|x+y+xy|<15.
解:(1)f(x)=
當(dāng)x<-2時(shí),由x-3>0,得x>3,舍去;
當(dāng)-2≤x≤時(shí),由3x+1>0,得x>-,
即-<x≤;
當(dāng)x>時(shí),由-x+3>0,得x<3,即<x<3,
綜上,M=.
(2)證明:∵x,y∈M,∴|x|<3,|y|<3,
∴|x+y+xy|≤|x+y|+|xy|≤|x|+|y|+|xy|=|x|+|y|+|x|·|y|<3+3+3×3=15.
2.已知函數(shù)f(x)=|x+1-2a|+|x-a2|,a∈R,g(x)=x2-2x-4+.
(1)若f(2a2-1)>4|a-1|,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)若存在實(shí)數(shù)x,y,使f(x)+g(y)≤0,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)∵f(2a2-1)>4|a-1|,
∴|2a2-2a|+|a2-1|>4|a-1|,
∴|a-1|(2|a|+|a+1|-4)>0,
∴|2a|+|a+1|>4且a≠1.
①若a≤-1,則-2a-a-1>4,∴a<-;
②若-1<a<0,則-2a+a+1>4,∴a<-3,此時(shí)無(wú)解;
③若a≥0且a≠1,則2a+a+1>4,∴a>1.
綜上所述,a的取值范圍為∪(1,+∞).
(2)∵g(x)=(x-1)2+-5≥
2-5=-1,顯然可取等號(hào),
∴g(x)min=-1.
于是,若存在實(shí)數(shù)x,y,使f(x)+g(y)≤0,只需f(x)min≤1.
又f(x)=|x+1-2a|+|x-a2|≥|(x+1-2a)-(x-a2)|=(a-1)2,
∴(a-1)2≤1,∴-1≤a-1≤1,∴0≤a≤2,
即實(shí)數(shù)a的取值范圍為[0,2].
[課時(shí)跟蹤檢測(cè)]
1.(2019·廣東寶安中學(xué)等七校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=|2x-1|-|x-a|,a∈R.
(1)當(dāng)a=1時(shí),解不等式f(x)<1;
(2)當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),f(x)>1有解,求a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),
f(x)=|2x-1|-|x-1|=
當(dāng)x≤時(shí),-x<1,解得x>-1,∴-1<x≤;
當(dāng)<x≤1時(shí),3x-2<1,解得x<1,∴<x<1;
當(dāng)x>1時(shí),x<1,無(wú)解.
綜上所述,不等式f(x)<1的解集為{x|-1<x<1}.
(2)當(dāng)x∈(-1,0)時(shí),f(x)>1有解?|x-a|<-2x有解?2x<x-a<-2x有解?3x<a<-x有解,
∵3x>-3,-x<1,
∴-3<a<1,即實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-3,1).
2.(2019·惠州調(diào)研)已知函數(shù)f(x)=|2x-1|+|x+1|,g(x)=|x-a|+|x+a|.
(1)解不等式f(x)>9;
(2)?x1∈R,?x2∈R,使得f(x1)=g(x2),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)f(x)=
f(x)>9等價(jià)于或或
綜上,原不等式的解集為{x|x>3或x<-3}.
(2)|x-a|+|x+a|≥2|a|.由(1)知f(x)≥f=,
所以2|a|≤,-<a<,
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
3.(2019·陜西部分學(xué)校摸底測(cè)試)已知函數(shù)f(x)=2|x+1|+|x-a|(a∈R).
(1)若a=1,求不等式f(x)≥5的解集;
(2)若函數(shù)f(x)的最小值為3,求實(shí)數(shù)a的值.
解:(1)若a=1,
則f(x)=2|x+1|+|x-1|=
當(dāng)x≥1時(shí),3x+1≥5,即x≥,∴x≥;
當(dāng)-1<x<1時(shí),x+3≥5,即x≥2,此時(shí)x無(wú)解;
當(dāng)x≤-1時(shí),-3x-1≥5,即x≤-2,∴x≤-2.
綜上所述,不等式f(x)≥5的解集為.
(2)當(dāng)a=-1時(shí),f(x)=3|x+1|的最小值為0,不符合題意;
當(dāng)a>-1時(shí),f(x)=
∴f(x)min=f(-1)=1+a=3,此時(shí)a=2;
當(dāng)a<-1時(shí),f(x)=
∴f(x)min=f(-1)=-1-a=3,此時(shí)a=-4.
綜上所述,a=2或a=-4.
4.(2019·惠州模擬)已知函數(shù)f(x)=m-|x-1|-|x+1|.
(1)當(dāng)m=5時(shí),求不等式f(x)>2的解集;
(2)若二次函數(shù)y=x2+2x+3的圖象與函數(shù)f(x)的圖象恒有公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
解:(1)當(dāng)m=5時(shí),f(x)=
由f(x)>2得不等式的解集為.
(2)二次函數(shù)y=x2+2x+3=(x+1)2+2,
該函數(shù)在x=-1處取得最小值2,
因?yàn)閒(x)=
在x=-1處取得最大值m-2,
所以要使二次函數(shù)y=x2+2x+3的圖象與函數(shù)f(x)的圖象恒有公共點(diǎn),
只需m-2≥2,即m≥4.
所以實(shí)數(shù)m的取值范圍為[4,+∞).
5.(2019·長(zhǎng)春模擬)設(shè)不等式||x+1|-|x-1||<2的解集為A.
(1)求集合A;
(2)若a,b,c∈A,求證:>1.
解:(1)由已知,令f(x)=|x+1|-|x-1|
=
由|f(x)|<2得-1<x<1,
即A={x|-1<x<1}.
(2)證明:要證>1,只需證|1-abc|>|ab-c|,
只需證1+a2b2c2>a2b2+c2,
只需證1-a2b2>c2(1-a2b2),
只需證(1-a2b2)(1-c2)>0,
由a,b,c∈A,得-1<ab<1,c2<1,
所以(1-a2b2)(1-c2)>0恒成立.
綜上,>1.
6.(2019·太原模擬)已知函數(shù)f(x)=|x-a|+(a≠0).
(1)若不等式f(x)-f(x+m)≤1恒成立,求實(shí)數(shù)m的最大值;
(2)當(dāng)a<時(shí),函數(shù)g(x)=f(x)+|2x-1|有零點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
解:(1)∵f(x)=|x-a|+(a≠0),
∴f(x+m)=|x+m-a|+,
∴f(x)-f(x+m)=|x-a|-|x+m-a|≤|m|,
∴|m|≤1,∴-1≤m≤1,∴實(shí)數(shù)m的最大值為1.
(2)當(dāng)a<時(shí),
g(x)=f(x)+|2x-1|=|x-a|+|2x-1|+
=
又函數(shù)g(x)有零點(diǎn),
∴g(x)min=g=-a+=≤0,
∴或∴-≤a<0,
∴實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
7.(2018·全國(guó)卷Ⅱ)設(shè)函數(shù)f(x)=5-|x+a|-|x-2|.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)≥0的解集;
(2)若f(x)≤1,求a的取值范圍.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=
當(dāng)x<-1時(shí),由2x+4≥0,解得-2≤x<-1;
當(dāng)-1≤x≤2時(shí),顯然滿(mǎn)足題意;
當(dāng)x>2時(shí),由-2x+6≥0,解得2<x≤3,
故f(x)≥0的解集為{x|-2≤x≤3}.
(2)f(x)≤1等價(jià)于|x+a|+|x-2|≥4.
而|x+a|+|x-2|≥|a+2|,且當(dāng)x=2時(shí)等號(hào)成立.
故f(x)≤1等價(jià)于|a+2|≥4.
由|a+2|≥4可得a≤-6或a≥2.
所以a的取值范圍是(-∞,-6]∪[2,+∞).
8.(2019·沈陽(yáng)模擬)已知函數(shù)f(x)=|x-a|+3x,其中a∈R.
(1)當(dāng)a=1時(shí),求不等式f(x)≥3x+|2x+1|的解集;
(2)若不等式f(x)≤0的解集為{x|x≤-1},求a的值.
解:(1)當(dāng)a=1時(shí),f(x)=|x-1|+3x,
由f(x)≥3x+|2x+1|,得|x-1|-|2x+1|≥0,
當(dāng)x>1時(shí),x-1-(2x+1)≥0,得x≤-2,無(wú)解;
當(dāng)-≤x≤1時(shí),1-x-(2x+1)≥0,得-≤x≤0;
當(dāng)x<-時(shí),1-x+(2x+1)≥0,得-2≤x<-.
∴不等式的解集為{x|-2≤x≤0}.
(2)法一:由|x-a|+3x≤0,
可得或
即或
當(dāng)a>0時(shí),不等式的解集為.
由-=-1,得a=2.
當(dāng)a=0時(shí),不等式的解集為,不合題意.
當(dāng)a<0時(shí),不等式的解集為.
由=-1,得a=-4.
綜上,a=2或a=-4.
法二:當(dāng)x≥a時(shí),f(x)=4x-a,函數(shù)f(x)為增函數(shù),
由不等式f(x)≤0的解集為{x|x≤-1}得,
f(-1)=4×(-1)-a=0,得a=-4.
當(dāng)x<a時(shí),f(x)=2x+a,函數(shù)f(x)為增函數(shù),
由不等式f(x)≤0的解集為{x|x≤-1}得,
f(-1)=2×(-1)+a=0,得a=2.
經(jīng)檢驗(yàn),a=2或a=-4都符合題意,
故a的值為2或-4.
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