第二讲 绝对值绝对值是初中代数中的一个基本概念,在求代数式的值、化简代数式、证明恒等式与不等式,以及求解方程与不等式时,经常会遇到含有绝对值符号的问题,同学们要学会根据绝对值的定义来解决这些问题。
一.基础知识回顾:1.绝对值的几何意义:一个数的绝对值就是数轴上表示a 的点与原点的距离,数a 的绝对值记作a ,读作a 的绝对值。
2.绝对值的代数意义:一个正数的绝对值是它本身;一个负数的绝对值是它的相反数;0的绝对值还是0。
3.绝对值的非负性:由于距离总是正数或0,故有理数的绝对值不可能是负数,即对任意有理数a ,总有a ≥0。
4绝对值的求法:绝对值是一种运算,这个运算符号是“”,求一个数的绝对值就是想办法去掉绝对值符号,对于任意有理数a ,有 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧<-≥=)0()0(a a a a a 。
5.数轴上两点间的距离公式:若数轴上两点,A B 所表示的数为,a b ,则,A B 两点间的距离为a b -6.零点:使某个绝对值等于0的x 的值叫做式子(方程、不等式)的零点。
7、绝对值的基本性质:⑴非负性:0a ≥;⑵a a =- ⑶ab a b = (4)b b a a=(0a ≠)(5)222n n n a a a ==(n 为正整数);8、与绝对值有关的最值问题:(1)x 的最小值为_____(其中x 为任意实数);(2)代数式x a x b -+-,当a x b ≤≤时取得最小值为a b -(其中a b <);(3)代数式x a x b x c -+-+-,当x b =时取得最小值为a c -(其中a b c <<);思考: 若1a <2a <3a <…<n a ①当n 为偶数时,当x 满足什么条件时,代数式n a x a x a x -++-+- 21取最小值;②当n 为奇数时,x 满足什么条件代数式n a x a x a x -++-+- 21取最小值.(4)代数式 x a x b ---(其中a b <),当x a ≤时,有最小值a b --,当x b ≥时有最大值a b -9、绝对值方程:(1)x a = ① 当 0a >时,方程有两个解x a =±;② 当 0a =时,方程有一解0x = ③当0a <时,方程无解;(2)x a x b m -+-=(a b <)①当 m b a >-时,方程有两解:2a b m x ++=或 2a b m x +-= ② 当m b a =-时,方程有无数个解,即满足a x b ≤≤的所有值 ③当m b a <-时,方程无解(3)x a x b m ---=(a b <)①当 a b m a b --<<-时,方程有一解 ② 当 m a b =-或 m a b =--时,方程有无数个解 ③当m a b >-或m a b <--时,方程无解二、【典型例题分析】(一)绝对值的化简:含有绝对值符号的化简的关键是先确定绝对值符号内部分的正负,再利用绝对值的代数意义化去绝对值符号(就是非负数的绝对值等于它本身;非正数的绝对值等于它的相反数)。
绝对值符号的化简方法大致有三种类型。
1、 根据题设条件(已知字母的取值范围,直接能确定绝对值内式子的符号)例1、设1-<x 化简222---x ;思路分析 由1-<x 可知032<-<-x 可化去第一层绝对值符号,第二次绝对值符号待合并整理后再用同样方法化去.解 222---x x x x x +=--=-=---=2)(22)2(22归纳点评 只要知道绝对值将合内的代数式是正是负或是零,就能根据绝对值意义顺利去掉绝对值符号,这是解答这类问题的常规思路.例2、设T=|x-p|+|x-15|+|x-p-15|,其中0<p <15.对于满足p≤x≤15的x 的来说,T 的最小值是多少?解:由已知条件可得T=(x-p )+(15-x )+(p+15-x )=30-x.∵当p≤x≤15时,上式中在x 取最大值时T 最小;当x=15时,T=30-15=15,故T 的最小值是15.2、借助数轴例3 实数a 、b 、c 在数轴上的位置如图所示,化简代数式c b a c b a a -+-++- ;思路分析 由数轴上容易看出0,0,0,0<-<-<+∴<<<c b a c b a c a b ,这就为去掉绝对值符号扫清了障碍.解 原式[]a c b c a c b a a -=-+-++---=2)()()(归纳点评 这类题型是把已知条件标在数轴上,借助数轴提供的信息让人去观察,一定弄清:1.原点的左边都是负数,右边都是正数.2.右边点表示的数总大于左边点表示的数.3.离原点远的点的绝对值较大,牢记这几个要点就能从容自如地解决问题了.3、采用零点分段讨论法例4 化简422+--x x思路分析 本类型的题既没有条件限制,又没有数轴信息,要对各种情况分类讨论,可采用零点分段讨论法,本例的难点在于4,2+-x x 的正负不能确定,由于x 是不断变化的,所以它们为正、为负、为零都有可能,应当对各种情况―一讨论.解 令02=-x 得零点:2=x ;令04=+x 得零点:4-=x ,把数轴上的数分为三个部分(如图)x -4O 2 ①当 时,∴ 原式②当 时,,∴ 原式2≥x24<≤-x 4-<x③当时, , ∴ 原式 ∴归纳点评 虽然4,2+-x x 的正负不能确定,但在某个具体的区段内都是确定的,这正是零点分段讨论法的优点,采用此法的一般步骤是:(1)求零点:分别令各绝对值符号内的代数式为零,求出零点(不一定是两个).(2)分段:根据第一步求出的零点,将数轴上的点划分为若干个区段,使在各区段内每个绝对值符号内的部分的正负能够确定.(3)在各区段内分别考察问题.(4)将各区段内的情形综合起来,得到问题的答案.例12 已知0,0,,a ab b c a <>>>化简c a b a c b c a -+--+++2解:∵0,0a ab <>,∴0b <,c 的正负无法确定,需要分2种情况讨论:①当0c >时,∵||||c a >,∴c a >-,则0a c +>∵||||b c >,∴b c ->,则0b c +<∵||||b a >,∴b a <,则0a b ->∵0a <,∴20a <,又∵0c >,∴0c -<,则22()0a c a c -=+-<故c a b a c b c a -+--+++2=22a c b c a b a c a c +---+-+=-+①当0c <时,∵0a <,∴0a c +<∵0b <,∴0b c +<∵||||b a >,∴b a <,则0a b ->∵0a <,∴20a <,又∵0c <,∴0c ->,一个负数与一个整数的和,无法判别 2||a 与||c 的大小,故又需要分3种情况讨论:⑴当2||a =||c 时,|2|0a c -=故c a b a c b c a -+--+++2=22a c b c a b a c -----+=--⑵当2||a >||c 时,有2a c ->-,故20a c -<故c a b a c b c a -+--+++2=24a c b c a b a c a c -----+-+=--⑶当2||a <||c 时,有2a c -<-,故20a c -> 故c a b a c b c a -+--+++2=23a c b c a b a c c -----++-=-例8 上午8点,某人驾驶一辆汽车从A 地出发,向东记为正,向西记为负。
记录前4次行驶过程如下:-15公里,+25公里,-20公里,+30公里,若要汽车最后回到A 地,则最后一次如何行驶?已知汽车行驶的速度为55千米/小时,在这期间他办事花去2小时,问他回到A 地的时间?解:前4次行驶完成后,汽车位于:1525203020-+-+= A 点东边20公里处若要汽车最后回到A 地,则最后一次:20-,即向西行进20公里总共路程:|15|25|20|30|20|110-++-++-=,路上花费时间:110÷55=2小时期间他办事花去2小时,所以总共耗时4小时,他回到A 地的时间:8+4=12(二)绝对值与最值:对绝对值概念有几何、代数两种描述方法.其中几何方法的描述是:|x|是在数轴上表示数x 的点与原点的距离.据此,我们可以略加推广:|x-a|指在数轴上表示数x 的点与表示数a 的点的距离.下面举例说明其应用.1、利用几何方法求最值例1 已知y=|x-2|-|x-5|,求y 的最大值与最小值.分析 此题常见的方法是根据x 的取值范围,去绝对值,然后分别讨论求出最大值、最小值.但根据绝对值几何意义解,那就容易多了.解 设数轴上表示数2、5、x 的点分别为A 、B 、C.C 可在数轴上移动,那么y=|x-2|-|x-5|=AC-BC,如图1,当C 点在B 点右边时,AC-BC=AB=5-2=3;当C点在A点左边时(如C1处),AC-BC=-AB=-3;当C点在线段AB上(包括A、B点)(如在C2处)时,-3≤AC-BC≤3.综上所述,y的最大值为3,最小值为-3.例2已知y=|x-2|+|x-1|,求y的最小值.解设数轴上表示数2、1和的点分别为A、B、C,则y=|x-2|+|x-1|=AC+BC(如图2),当C点在A点右边时,AC+BC>AB,即y>1.当C点在B点左边时(如在C1处),AC+BC>AB,即y>1.当C点在线段AB上(包括A、B点)(如在C2处)时,y=AC+BC=AB=1,综上所述y≥1,y的最小值为1.通过上述两题,我们知道,利用绝对值几何意义解决此类问题,显得直观又简单,同时我们还能得出一些有用的结论:如果y=|x-a|-|x-b|,那么y有最大值|a-b|,最小值-|a-b|.如果y=|x-a|+|x-b|,那么y有最小值|a-b|,无最大值.并且还求出最大值,最小值时对应的x值的范围.3、利用界点分段法求最值例3.求代数式∣x-1│+∣x-2│+∣x-3│的最小值分析:根据上题很容易找到三个分界点是x=1、2、3,这样将数轴分成四部分,112233,,,,然后分段讨论。
≤<≤<≤>x x x x∣解:这里有三个分界点:1、2、3当x≦1时,原式=-(x-1)-(x-2)-(x-3)=6-3x这时x=1时有最小值3当1<x≦2时,原式=x-1-(x-2)-(x-3)=4-x这时x=2时有最小值2当2<x≦3时,原式=x-1+(x-2)-(x-3)=x这时x没有最小值当x>3时,原式=x-1+x-2+x-3=x这时x没有最小值综合以上几种情况,原式的最小值是2。