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人教版 选修4-5 第5讲-绝对值三角不等式


6、设m等于 a 、 b 和1中最大的一个,当 x m时, a b 求证: 2 2. x x
典例分析
例3 设f(x)=ax2+bx+c,当|x|≤1时,总有 |f(x)|≤1,求证:|f(2)|≤7.
典例分析
例4 已知二次函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的 定义域为[-1,1],且|f(x)|的最大值为M. (1)证明: |1+b|≤M;
1 (2)证明 : M ; 2 (3)当 M 1 时,试求出f(x)的解析式. 2
(1)证明
∵M≥|f(-1)|=|1-a+b|,
M≥|f(1)|=|1+a+b|,
2M≥|1-a+b|+|1+a+b| ≥|(1-a+b)+(1+a+b)|=2|1+b|,
∴M≥|1+b|.
(2)证明 依题意,M≥|f(-1)|, M≥|f(0)|,M≥|f(1)|,
课前热身:
2 1.设x 0, 则y x 的最小值是 _________ . x
2
3
32/27 . 2.函数y x4 (2 x2 )(0 x 2 )的最大值为_______
3. 已知0 x 1, 求函数y x(1 x) 2的最大值 .
3 2 答案: 9
高中新课程数学选修4-5
变式1 - 2 若关于x的不等式| x 3 | | x 4 | a的解集为 空集,求a的取值范围 .
答案:a≤1.
2.绝对值三角不等式的3个推论
推论1
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.
当且仅当ab ≤0时,
等号成立.推论2
≤3×1+1×1+3×1=7≤8.
[研一题] [例 1] (1)以下四个命题:
①若 a,b∈R,则|a+b|-2|a|≤|a-b|; ②若|a-b|<1,则|a|<|b|+1; x 2 ③若|x|<2,|y|>3,则|y|< ; 3 |A|+|B| 1 ④若 AB≠0,则 lg ≥ ( lg|A|+lg|B|). 2 2 其中正确的命题有 A.4 个 C.2 个 B. 3 个 D.1 个 ( )
① ②


典例分析
例3 设f(x)=ax2+bx+c,当|x|≤1时,总有
|f(x)|≤1,求证:|f(2)|≤7. 证明 方法一 ∵当|x|≤1时,|f(x)|≤1, ∴|f(0)|≤1,即|c|≤1. 又|f(1)|≤1,|f(-1)|≤1,
∴|a+b+c|≤1,|a-b+c|≤1.
又∵|a+b+c|+|a-b+c|+2|c| ≥|a+b+c+a-b+c-2c|=|2a|, 且|a+b+c|+|a-b+c|+2|c|≤4, ∴|a|≤2.
(2)当|a|>|b|时,有|a|-|b|>0, ≨|a+b|≥||a|-|b||=|a|-|b|. |a+b| ≨必有 ≥1. |a|-|b| |a+b| 即|a|>|b|是 ≥1 成立的充分条件. |a|-|b| |a+b| 当 ≥1 时,由|a+b|>0, |a|-|b| 必有|a|-|b|>0. |a+b| 即|a|>|b|,故|a|>|b|是 ≥1 成立的必要条件. |a|-|b| 故所求为:|a|>|b|.
f (1) f (1) 2 f (0) a , 2 f (1) f (1) , c f (0). 2 ∴f(2)=|4a+2b+c| b
=|2f(1)+2f(-1)-4f(0)+f(1)-f(-1)+f(0)| =|3f(1)+f(-1)-3f(0)| ≤3|f(1)|+|f(-1)|+3|f(0)|
又f(-1)=|1-a+b|,
|f(1)|=|1+a+b|,|f(0)|=|b|, ∴4M≥|f(-1)|+2|f(0)|+|f(1)|
=|1-a+b|+2|b|+|1+a+b|
≥|(1-a+b)-2b+(1+a+b)|=2, 1 M . 2
(3)解 当M 1 时, | f (0) || b | 1 , 2 2
1 1 b 2 2 1 1 同理 1 a b 2 2 1 1 1 a b 2 2 3 1 ② ③得 b 2 2 1 由①④得b , 2 1 a 0 1 当b 时, 分别代入②③得 a 0, 2 0 a 1 1 因此f ( x) x 2 . 2
1 1 |y|>3,≨ < . |y| 3 |x| 2 又≧|x|<2,≨ < .③正确; |y| 3 |A|+|B| 2 1 2 ( ) = (|A| +|B|2+2|A||B|), 2 4 1 ≥ (2|A||B|+2|A||B|)=|A||B|, 4 |A|+|B| ≨2lg ≥lg|A||B|. 2 |A|+|B| 1 ≨lg ≥ (lg|A|+lg|B|),④正确. 2 2
(2)≧|a|-|b|≤|a± b|≤|a|+|b|, |a|-|b| |a-b| ≨m= ≤ = 1, |a-b| |a-b| |a|+|b| |a|+|b| n= ≥ =1, |a+b| |a|+|b| ≨m≤1≤n.
答案:(1)④
(2)D
[研一题]
[例 2] 已知 a,b∈R 且 a≠0, |a2-b2| |a| |b| 求证: ≥ - . 2|a| 2 2
|a|-|b| ≨左边≥ =右边. 2 ②若|a|<|b|, 左边>0,右边<0,≨原不等式显然成立. ③若|a|=|b|,原不等式显然成立. 综上可知原不等式成立.
[悟一法] 含绝对值不等式的证明题主要分两类:一类是比较简
单的不等式,往往可通过平方法、换元法去掉绝对值转化
为常见的不等式证明,或利用绝对值三角不等式性质定理: ||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,通过适当的添、拆项证明;另 一类是综合性较强的函数型含绝对值的不等式,往往可考 虑利用一般情况成立,则特殊情况也成立的思想,或利用
答案:a≥1.
变式2 - 2 已知 | x a | 求证: | xy ab | .

2M
,0 | y b |

2|a|
, y (0, M ).
例 : 若 x m , y m , 下列不等式中一定成立 的是( B ) A. x - y C . x y 2 B . x y 2 D. x y
|a+b| (2)不等式 ≥1 成立的充要条件是________. |a|-|b|
[解析] 本题考查绝对值三角不等式定理的应用及充要
条件等问题.解答问题(1)可利用绝对值三角不等式定理,结 合不等式的性质、基本定理等一一验证;解答问题(2)应分|a| >|b|与|a|<|b|两类讨论. (1)|a+b|=|(b-a)+2a|≤|b-a|+2|a| =|a-b|+2|a|,≨|a+b|-2|a|≤|a-b|,①正确; 1>|a-b|≥|a|-|b|,≨|a|<|b|+1,②正确;
2、设 a 1, b 1, 则 a b a b 与2的大小关系是
3、如果a,b都是非零实数,则下列不等式中不成立的是
补充练习 : 4、已知 a b , m ab a b ,n ab ab , 则m, n之间的
大小关系是( D) A.m n B.m n
一元二次方程的根的分布等方法来证明.
[通一类] 2.若f(x)=x2-x+c(c为常数),|x-a|<1, 求证:|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).
|a|-|b| |a|+|b| (2)已知|a|≠|b|,m= , n= ,则 m,n 之间的 |a-b| |a+b| 大小关系是 A.m>n B.m<n D.m≤n ( )
n 解析:(1)≧0< <1. n+ 1 n ≨lg <0. n+ 1
C.m=n
由 x<5,并不能确定|x|与 5 的关系, n ≨可以否定①②③,而|x|lg <0,④成立. n+ 1
①若|a|>|b|, |a+b||a-b| 左边= 2|a| |a+b||a-b| |a+b||a-b| = ≥ |a+b+a-b| |a+b|+|a-b| = . 1 1 + |a+b| |a-b| 1
1 1 1 1 ≧ ≤ , ≤ , |a+b| |a|-|b| |a-b| |a|-|b| 1 1 2 ≨ + ≤ . |a+b| |a-b| |a|-|b|
∵|2b|=|a+b+c-(a-b+c)| ≤|a+b+c|+|a-b+c|≤2,
∴|b|≤1,
∴|f(2)|=|4a+2b+c|=|f(1)+3a+b| ≤|f(1)|+3|a|+|b|≤1+6+1=8,
即|f(2)|≤8.
方法二 ∵当|x|≤1时,|f(x)|≤1, ∴|f(0)|≤1,| f(1)| ≤1,|f(-1)|≤1. 由f(1)=a+b+c, f(-1)=a-b+c,f(0)=c知
[答案] (1)A
(2)|a|>|b
[通一类] 1.(1)若x<5,n∈N+,则下列不等式: n n ①|xlg |<5|lg |; n+ 1 n+ 1
n n ②|x|lg <5lg ; n+ 1 n+ 1 n n ③xlg <5|lg |; n+ 1 n+ 1 n n ④|x|lg <5|lg |. n+ 1 n+ 1 其中,能够成立的有________.
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