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时间:2020-02-28
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1、高二数学同步辅导教材(第5讲)一、本讲进度6.5含有绝对值的不等式课本第20页至第23页二、本讲主要内容含有绝对值的不等式证明三、学习指导1、绝对值的性质(1)基本性质:①x∈R时,
2、x
3、≥x,
4、x
5、≥-x;②
6、x
7、8、x9、a,或x<-ax2>a2。(2)运算性质:10、ab11、=12、a13、14、b15、,,16、17、a18、-19、b20、21、≤22、a±b23、≤24、a25、+26、b27、,28、a1±a2±…+an29、≤30、a131、+32、a233、+…+34、an35、。(3)几何意义:36、x-a37、表示数轴上数x,a对应的两点之间的距离。2、与绝对值有关的不等式的证38、明,其方法仍是证明一般不等式的方法,如比较法、综合法、分析法等,但它除了涉及一般不等式的性质外,还经常用到刚才所介绍的绝对值的性质,特别是39、40、a41、-42、b43、44、≤45、a46、±47、b48、这一条性质。在利用绝对值的性质时,应根据不等号的方向进行合理的选择。3、含绝对值不等式的证明与解法有较大的差异,在解不等式中,主要是考虑如何去掉绝对值符号;而在证明中,一般不提倡去掉绝对值符号,当然,少数题目例外。四、典型例题【例1】设49、a50、<ε,51、a-b52、<2ε,求证:53、b54、<3ε。解题思路分析:根据解题的“结论向条件靠拢”的原则,本题主要思考如何用a,55、a-b表示b,从而利用56、a57、及58、a-b59、的条件得到60、b61、的范围。∵b=a-(a-b)∴62、b63、=64、a-(a-b)65、≤66、a67、+68、a-b69、<ε+2ε=3ε注:本题还涉及到了化简变形中的整体思想,即将a-b看作一个整体。实际上根据70、a-b71、的结构特点,也可用绝对值的基本不等式对其缩小:72、73、a74、-75、b76、77、≤78、a-b79、,关键是不等式的左端是选择80、a81、-82、b83、,还是84、b85、-86、a87、,尽管两个不等式都成立,但由本题的消元要求,应消去a,保留b,故选88、b89、-90、a91、≤92、a-b93、。∴94、b95、-96、a97、<2ε又98、a99、<ε∴两不等式同向相加得100、b101、<3ε【102、例2】已知f(x)=x2-x+c,103、x-a104、<1,a,c∈R,求证:105、f(x)-f(a)106、<2(107、a108、+1)。求证:109、f(x)-f(a)110、<2(111、a112、+1)解题思路分析:因f的对应法则已知,故首先对不等式左边化简:113、f(x)-f(a)114、=115、x2-x+c-(a2-a+c)116、=117、x2-a2-x+a118、。接下来的变形向条件119、x-a120、<1靠拢,即凑出因式x-a:121、f(x)-f(a)122、=123、x2-a2-x+a124、=1(x-a)(x+a)-(x-a)125、=126、x-a127、128、x+a-1129、<130、x+a-1131、下一步化简有两种途径:从结论向条件凑,或从条件向结132、论凑。途径一:133、x+a-1134、=135、x-a+2a-1136、≤137、x-a138、+139、2a-1140、≤141、x-a142、+143、2a144、+1<1+2145、a146、+1=2(147、a148、+1)途径二:149、x+a-1150、≤151、x152、+153、a-1154、≤155、x156、+157、a158、+1又159、x-a160、≥161、x162、-163、a164、∴165、x166、-167、a168、<1∴169、x170、<171、a172、+1∴173、x+a-1174、≤175、x176、+177、a178、+1<179、a180、+1+181、a182、+1=2(183、a184、+1)注:途径二在利用基本不等式185、x-a186、≥187、188、x189、-190、a191、192、时,涉及到是选择193、x-a194、≥195、x196、-197、a198、,还是199、x-a200、≥201、a202、-203、x204、,应根据与205、x206、有关的不等号方向选择。本题是要将207、a208、209、放大,故选择210、x-a211、≥212、x213、-214、a215、。【例3】求证≤。解题思路分析:思路一:三个分式的结构特点完全一致,可构造函数f(x)=,利用f(x)的单调性放缩。令f(x)=(x≥0)易证f(x)在[0,+∞)上递增∵0≤216、a+b217、≤218、a219、+220、b221、∴f(222、a+b223、)≤f(224、a225、+226、b227、)∴≤根据结论要求,采用缩小分母增大分式的放缩技巧∵,∴∴由不等式传递性,原不等式成立思路二:用228、a+b229、≤230、a231、+232、b233、进行放缩。但不等式左边分式的分子、分母均含有234、a+b235、,必须转化为只有一项含236、a+b237、的分式。∵238、a+b239、≤240、a241、+242、b243、∴≥≤下244、同思路一。【例4】已知a,b,x∈R,ab≥0,x≠0,求证≥。解题思路分析:本题考虑去绝对值符号后进行证明。思路一:不等号两边均为非负,原不等式≥即≥∵≥∴≥思路二:当a=0,或b=0时,原不等式为≥0,245、ax246、≥0,显然成立当a≠0且b≠0时,由a、b>0知,>0∴≥【例5】已知f(x)=x2+ax+b,(1)求f(1)-2f(2)+f(3);(2)证明247、f(1)248、,249、f(2)250、,251、f(3)252、中至少有一个不小于。解思路分析:(1)f(1)-f(2)+f(3)=2;问题(2)的求解想办法利用(1)的结论。这是一个存在性的命253、题,因正面情形较多,难以确定有几个,故采用反证法。假设254、f(x)255、<,256、f(2)257、<,258、f(3)259、<则260、f(1)-2f(2)+f(3)261、≤262、f(1)263、+2264、f(2)265、+266、f(3)267、<但268、f(1)-2f(2)+f(3)269、=2由此得到矛盾。【例6】已知a,b∈R,270、a271、>1,272、b273、>1,且a≠
8、x
9、a,或x<-ax2>a2。(2)运算性质:
10、ab
11、=
12、a
13、
14、b
15、,,
16、
17、a
18、-
19、b
20、
21、≤
22、a±b
23、≤
24、a
25、+
26、b
27、,
28、a1±a2±…+an
29、≤
30、a1
31、+
32、a2
33、+…+
34、an
35、。(3)几何意义:
36、x-a
37、表示数轴上数x,a对应的两点之间的距离。2、与绝对值有关的不等式的证
38、明,其方法仍是证明一般不等式的方法,如比较法、综合法、分析法等,但它除了涉及一般不等式的性质外,还经常用到刚才所介绍的绝对值的性质,特别是
39、
40、a
41、-
42、b
43、
44、≤
45、a
46、±
47、b
48、这一条性质。在利用绝对值的性质时,应根据不等号的方向进行合理的选择。3、含绝对值不等式的证明与解法有较大的差异,在解不等式中,主要是考虑如何去掉绝对值符号;而在证明中,一般不提倡去掉绝对值符号,当然,少数题目例外。四、典型例题【例1】设
49、a
50、<ε,
51、a-b
52、<2ε,求证:
53、b
54、<3ε。解题思路分析:根据解题的“结论向条件靠拢”的原则,本题主要思考如何用a,
55、a-b表示b,从而利用
56、a
57、及
58、a-b
59、的条件得到
60、b
61、的范围。∵b=a-(a-b)∴
62、b
63、=
64、a-(a-b)
65、≤
66、a
67、+
68、a-b
69、<ε+2ε=3ε注:本题还涉及到了化简变形中的整体思想,即将a-b看作一个整体。实际上根据
70、a-b
71、的结构特点,也可用绝对值的基本不等式对其缩小:
72、
73、a
74、-
75、b
76、
77、≤
78、a-b
79、,关键是不等式的左端是选择
80、a
81、-
82、b
83、,还是
84、b
85、-
86、a
87、,尽管两个不等式都成立,但由本题的消元要求,应消去a,保留b,故选
88、b
89、-
90、a
91、≤
92、a-b
93、。∴
94、b
95、-
96、a
97、<2ε又
98、a
99、<ε∴两不等式同向相加得
100、b
101、<3ε【
102、例2】已知f(x)=x2-x+c,
103、x-a
104、<1,a,c∈R,求证:
105、f(x)-f(a)
106、<2(
107、a
108、+1)。求证:
109、f(x)-f(a)
110、<2(
111、a
112、+1)解题思路分析:因f的对应法则已知,故首先对不等式左边化简:
113、f(x)-f(a)
114、=
115、x2-x+c-(a2-a+c)
116、=
117、x2-a2-x+a
118、。接下来的变形向条件
119、x-a
120、<1靠拢,即凑出因式x-a:
121、f(x)-f(a)
122、=
123、x2-a2-x+a
124、=1(x-a)(x+a)-(x-a)
125、=
126、x-a
127、
128、x+a-1
129、<
130、x+a-1
131、下一步化简有两种途径:从结论向条件凑,或从条件向结
132、论凑。途径一:
133、x+a-1
134、=
135、x-a+2a-1
136、≤
137、x-a
138、+
139、2a-1
140、≤
141、x-a
142、+
143、2a
144、+1<1+2
145、a
146、+1=2(
147、a
148、+1)途径二:
149、x+a-1
150、≤
151、x
152、+
153、a-1
154、≤
155、x
156、+
157、a
158、+1又
159、x-a
160、≥
161、x
162、-
163、a
164、∴
165、x
166、-
167、a
168、<1∴
169、x
170、<
171、a
172、+1∴
173、x+a-1
174、≤
175、x
176、+
177、a
178、+1<
179、a
180、+1+
181、a
182、+1=2(
183、a
184、+1)注:途径二在利用基本不等式
185、x-a
186、≥
187、
188、x
189、-
190、a
191、
192、时,涉及到是选择
193、x-a
194、≥
195、x
196、-
197、a
198、,还是
199、x-a
200、≥
201、a
202、-
203、x
204、,应根据与
205、x
206、有关的不等号方向选择。本题是要将
207、a
208、
209、放大,故选择
210、x-a
211、≥
212、x
213、-
214、a
215、。【例3】求证≤。解题思路分析:思路一:三个分式的结构特点完全一致,可构造函数f(x)=,利用f(x)的单调性放缩。令f(x)=(x≥0)易证f(x)在[0,+∞)上递增∵0≤
216、a+b
217、≤
218、a
219、+
220、b
221、∴f(
222、a+b
223、)≤f(
224、a
225、+
226、b
227、)∴≤根据结论要求,采用缩小分母增大分式的放缩技巧∵,∴∴由不等式传递性,原不等式成立思路二:用
228、a+b
229、≤
230、a
231、+
232、b
233、进行放缩。但不等式左边分式的分子、分母均含有
234、a+b
235、,必须转化为只有一项含
236、a+b
237、的分式。∵
238、a+b
239、≤
240、a
241、+
242、b
243、∴≥≤下
244、同思路一。【例4】已知a,b,x∈R,ab≥0,x≠0,求证≥。解题思路分析:本题考虑去绝对值符号后进行证明。思路一:不等号两边均为非负,原不等式≥即≥∵≥∴≥思路二:当a=0,或b=0时,原不等式为≥0,
245、ax
246、≥0,显然成立当a≠0且b≠0时,由a、b>0知,>0∴≥【例5】已知f(x)=x2+ax+b,(1)求f(1)-2f(2)+f(3);(2)证明
247、f(1)
248、,
249、f(2)
250、,
251、f(3)
252、中至少有一个不小于。解思路分析:(1)f(1)-f(2)+f(3)=2;问题(2)的求解想办法利用(1)的结论。这是一个存在性的命
253、题,因正面情形较多,难以确定有几个,故采用反证法。假设
254、f(x)
255、<,
256、f(2)
257、<,
258、f(3)
259、<则
260、f(1)-2f(2)+f(3)
261、≤
262、f(1)
263、+2
264、f(2)
265、+
266、f(3)
267、<但
268、f(1)-2f(2)+f(3)
269、=2由此得到矛盾。【例6】已知a,b∈R,
270、a
271、>1,
272、b
273、>1,且a≠
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