- 绝对值不等式的解法
- 共1415题
若实数x、y、m满足|x-m|<|y-m|,则称x比y接近m。
(I)若x2-1比3接近0,求x的取值范围;
(Ⅱ)对任意两个不相等的正数a、b,证明:a2b+ab2比a3+b3接近2ab;
(Ⅲ)已知函数f(x)的定义域D={x|x≠kπ,k∈Z,x∈R}。任取x∈D,f(x)等于1+sinx和1-sinx中接近0的那个值。写出函数f(x)的解析式,并指出它的奇偶性、最小正周期、最小值和单调性(结论不要求证明)。
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得|x2-1|<3,即-3
解得-2
∴x的取值范围是(-2,2);
(Ⅱ)证明:当a、b是不相等的正数时,a3+b3-(a2b+ab2)=(a-b)2(a+b)>0
又
则
于是
接近
;
(Ⅲ)由|1-sinx|< |1+sinx|得1-sinx<1+sinx,即sinx>0,则2kπ
同理,若|1+sinx|< |1-sinx|,则2kπ+π
于是,函数f(x)的解析式是
函数f(x)的大致图象如下:
函数f(x)的最小正周期T=π
函数f(x)是偶函数
当时,函数f(x)取得最小值0
函数f(x)在上单调递减;
在上单调递增。
已知函数f(x)=x2﹣1,g(x)=a|x﹣1|.
(1)若关于x的方程|f(x)|=g(x)只有一个实数解,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈R时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)求函数h(x)=|f(x)|+g(x)在区间[﹣2,2]上的最大值(直接写出结果,不需给出演算步骤).
正确答案
解答:解:(1)方程|f(x)|=g(x),即|x2﹣1|=a|x﹣1|,
变形得|x﹣1|(|x+1|﹣a)=0,
显然,x=1已是该方程的根,
从而欲原方程只有一解,即要求方程|x+1|=a,
有且仅有一个等于1的解或无解,
结合图形得a<0.
(2)不等式f(x)≥g(x)对x∈R恒成立,即(x2﹣1)≥a|x﹣1|(*)对x∈R恒成立,
①当x=1时,(*)显然成立,此时a∈R;
②当x≠1时,(*)可变形为,令
因为当x>1时,φ(x)>2,当x<1时,φ(x)>﹣2,
所以φ(x)>﹣2,故此时a≤﹣2.
综合①②,得所求实数a的取值范围是a≤﹣2.
(3)因为h(x)=|f(x)|+g(x)=|x2﹣1|+a|x﹣1|=
当时,结合图形可知h(x)在[﹣2,1]上递减,在[1,2]上递增,
且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
经比较,此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在[﹣2,﹣1],上递减,
在,[1,2]上递增,且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在[﹣2,﹣1]14,15上递减, 在
,[1,2]上递增,且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在,
上递减, 在
,
上递增,
且h(﹣2)=3a+3<0,h(2)=a+3≥0,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3.
当时,结合图形可知h(x)在[﹣2,1]上递减,在[1,2]上递增,
故此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为h(1)=0.
综上所述,当a≥0时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3;
当﹣3≤a<0时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3;
当a<﹣3时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为0.
已知关于x的不等式|x-3|+|x-4|<a.
(1)当a=2时,解上述不等式;
(2)如果关于x的不等式|x-3|+|x-4|<a的解集为空集,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)原不等式|x-3|+|x-4|<2
当x<3时,原不等式化为7-2x<2,解得x>,∴
<x<3
当3≤x≤4时,原不等式化为1<2,∴3≤x≤4
当x>4时,原不等式化为2x-7<2,解得x<,∴4<x<
综上,原不等式解集为{x|<x<
};(5分)
(2)法一、作出y=|x-3|+|x-4|与y=a的图象,
若使|x-3|+|x-4|<a解集为空集只须y=|x-3|+|x-4|图象在y=a的图象的上方,
或y=a与y=1重合,∴a≤1
所以,a的范围为(-∞,1],(10分)
法二、:y=|x-3|+|x-4|=
当x≥4时,y≥1
当3≤x<4时,y=1
当x<3时,y>1
综上y≥1,原问题等价为a≤[|x-3|+|x-4|]min∴a≤1(10分)
法三、:∵|x-3|+|x-4|≥|x-3-x+4|=1,
当且仅当(x-3)(x-4)≤0时,上式取等号
∴a≤1.
选修4-5:《不等式选讲》
已知函数f(x)=|x-2|-|x-5|.
(I)证明:-3≤f(x)≤3;
(Ⅱ)求不等式f(x)≥x2-8x+15的解集.
正确答案
(I)证明:当x≤2时,f(x)=2-x-(5-x)=-3;
当2<x<5时,f(x)=x-2-(5-x)=2x-7,所以-3<f(x)<3;
当x≥5 时,f(x)=x-2-(x-5)=3.
所以-3≤f(x)≤3.…(5分)
(II)由(I)可知,当x≤2时,f(x))≥x2-8x-8x+15,等价于-3≥x2-8x+15,等价于(x-4)2+2≤0,解集为∅.
当2<x<5时,f(x)≥x2-8x-8x+15,等价于2x-7)≥x2-8x-8x+15,即 x2-10x+22≤0,解得 5-≤x≤5+
,故不等式的解集为{x|5-
≤x<5}.
当x≥5时,f(x))≥x2-8x-8x+15,等价于x2-8x+12≤0,解得2≤x≤6,
∴不等式的解集为 {x|5≤x≤6}.
综上,不等式的解集为{x|5-≤x≤6}.…(10分)
选修4-5;不等式选讲
已知函数f(x)=|2x-a|+a.
(1)若不等式f(x)≤6的解集为{x|-2≤x≤3},求实数a的值;
(2)在(1)的条件下,若存在实数n使f(n)≤m-f(-n)成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(1)由|2x-a|+a≤6得|2x-a|≤6-a,
∴a-6≤2x-a≤6-a,即a-3≤x≤3,
∴a-3=-2,
∴a=1.(5分)
(2)由(1)知f(x)=|2x-1|+1,令φ(n)=f(n)+f(-n),
则φ(n)=|2n-1|+|2n+1|+2=
∴φ(n)的最小值为4,故实数m的取值范围是[4,+∞).(10分)
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