典型例题一
例1 解不等式
分析:解含有绝对值的不等式,通常是利用绝对值概念,将不等式中的绝对符号去掉,转化成与之同解的不含绝对值的不等式(组),再去求解.去绝对值符号的关键是找零点(使绝对值等于零的那个数所对应的点),将数轴分成若干段,然后从左向右逐段讨论.
解:令,∴
,令
,∴
,如图所示.
(1)当时原不等式化为
∴与条件矛盾,无解.
(2)当时,原不等式化为
.
∴
,故
.
(3)当时,原不等式化为
.∴
,故
.
综上,原不等式的解为.
说明:要注意找零点去绝对值符号最好画数轴,零点分段,然后从左向右逐段讨论,这样做条理分明、不重不漏.
典型例题二
例2 求使不等式有解的
的取值范围.
分析:此题若用讨论法,可以求解,但过程较繁;用绝对值的几何意义去求解十分简便.
解法一:将数轴分为三个区间
当时,原不等式变为
有解的条件为
,即
;
当时,得
,即
;
当时,得
,即
,有解的条件为
∴
.
以上三种情况中任一个均可满足题目要求,故求它们的并集,即仍为.
解法二:设数,3,4在数轴上对应的点分别为P,A,B,如图,由绝对值的几何定义,原不等式
的意义是P到A、B的距离之和小于
.
因为,故数轴上任一点到A、B距离之和大于(等于1),即
,故当
时,
有解.
典型例题三
例3 已知,求证
.
分析:根据条件凑.
证明:
.
说明:这是为学习极限证明作的准备,要习惯用凑的方法.
典型例题四
例4 求证
分析:使用分析法
证明
∵,∴只需证明
,两边同除
,即只需证明
,即
当时,
;当
时,
,原不等式显然成立.∴原不等式成立.
说明:在绝对值不等式的证明,常用分析法.本例也可以一开始就用定理:
(1)如果,则
,原不等式显然成立.
(2)如果,则
,利用不等式的传递性知
,
,∴原不等式也成立.
典型例题五
例5 求证.
分析:本题的证法很多,下面给出一种证法:比较要证明的不等式左右两边的形式完全相同,使我们联想利用构造函数的方法,再用单调性去证明.
证明:设.
定义域为{,且
},
分别在区间
,区间
上是增函数.
又,
∴
即
∴原不等式成立.
说明:在利用放缩法时常常会产生如下错误:
∵,
,
∴.
错误在不能保证,
.绝对值不等式
在运用放缩法证明不等式时有非常重要的作用,其形式转化比较灵活.放缩要适度,要根据题目的要求,及时调整放缩的形式结构.
典型例题六
例6 关于实数的不等式
与
的解集依次为
与
,求使
的
的取值范围.
分析:分别求出集合、
,然后再分类讨论.
解:解不等式,
,
∴.
解不等式,
.
当时(即
时),得
.
当时(即
时),得
.
当时,要满足
,必须
故
;
当时,要满足
,必须
∴.
所以的取值范围是
.
说明:在求满足条件的
时,要注意关于
的不等式组中有没有等号,否则会导致误解.
典型例题七
例6 已知数列通项公式对于正整数
、
,当
时,求证:
.
分析:已知数列的通项公式是数列的前项和,它的任意两项差还是某个数列的和,再利用不等式
,问题便可解决.
证明:∵
∴
.
说明:是以
为首项,以
为公比,共有
项的等比数列的和,误认为共有
项是常见错误.
正余弦函数的值域,即,
,是解本题的关键.本题把不等式、三角函数、数列、
个变量的绝对值不等式问题连在一起,是一个较为典型的综合题目.如果将本题中的正弦改为余弦,不等式同样成立.
典型例题八
例8 已知,
,求证:
分析:本题中给定函数和条件
,注意到要证的式子右边不含
,因此对条件
的使用可有几种选择:(1)直接用;(2)打开绝对值用
,替出
;(3)用绝对值的性质
进行替换.
证明:∵,∴
,
∵,∴
.
∴,
∴
,
即.
说明:这是绝对值和函数的综合题,这类题通常要涉及绝对值及绝对值不等式的性质等综合知识的运用.分析中对条件使用时出现的三种可能是经常碰到的,要结合求证,灵活选用.
典型例题九
例9 不等式组的解集是( ).
A.
B.
C.
D.
分析:本题是考查含有绝对值不等式的解法,由,知
,∴
,又
,∴
,解原不等式组实为解不等式
(
).
解法一:不等式两边平方得:.
∴,即
,
∴,又
.
∴ ∴
.选C.
解法二:∵,∴可分成两种情况讨论:
(1)当时,不等式组化为
(
).
解得.
(2)当时,不等式组可化为
(
),
解得.
综合(1)、(2)得,原不等式组的解为,选C.
说明:本题是在的条件下,解一个含绝对值的分式不等式,如何去绝对值是本题的关键所在,必须注意,只有在保证两边均为非负数时,才能将不等式两边同时平方.另一种方法则是分区间讨论,从而去掉绝对值符号.当然本题还可用特殊值排除法求解.
典型例题十
例10 设二次函数(
,且
),已知
,
,
,
,当
时,证明
.
分析:从知,二次函数的图像是开口向上的抛物线;从
且
,
知,要求证的是
,所以抛物线的顶点一定在
轴下方,取绝对值后,图像翻到
轴上方.因此抛物线的顶点的取值非常重要,也是解这道题的关键所在.
证明:∵
,
∴.
又∵,∴
.
∴.
又,
,
∴
.
而的图像为开口向上的抛物线,且
,
,
∴的最大值应在
,
或
处取得.
∵,
,
,
∴.
说明:本题考查了绝对值不等式的性质、二次函数的最值及分类讨论的思想和逻辑思维的能力,关键是通过对参数,
,
的分析,确定抛物线顶点的取值范围,然后通过比较求出函数在
范围内的最大值.