這是一道關于不等式的高考數學真題,這道題必須借助數軸,才能比較簡便地解決。用一般的方法,將會特別繁瑣。題目是這樣的: 已知函數f(x)=|x-a|+|x+3|. (1)當a=1時,求不等式f(x)≥6的解集;(2)若f(x)>-a, 求a的取值范圍. 分析:(1)這類題型最普通的方法就是分情況討論。比如第一小題,就適合分情況討論,雖然借助數軸也能比較簡便解決,但用一般方法也不麻煩。 因為當a=1時,原函數可以寫成分段函數的形式。就是根據x在不同的取值范圍內,絕對值內式子的符號性質,去絕對值符號。當x不大于-3時,兩個式子都非正的,所以去絕對值符號后,都要取相反數。當x在-3到1之間時,前面的式子是負數,去絕對值符號后要取相反數,后面的式子是正數,可以直接去掉絕對值符號?;啺l(fā)現,這種情形下,函數f是常量函數4,其實這也是函數的最小值。而當x不小于1時,兩個式子都非負,因此直接去掉絕對值符號。 ![]() 雖然,中間這段函數是不可能不小于6的。只有兩側函數有可能不小于6。如果左側函數不小于6,則解得x不大于-4;如果右側函數不小于6,則解得x不小于2。從而得到不等式的解集。把解集在數軸上表示出來。你能說出函數f(x)的幾何意義嗎? ![]() 其實f(x)就是數軸上一點,到1和-3的距離和。因此當x在-3和1之間時,這個距離和最小,等于-3和1之間的距離,也就等于4. 而在-3左側,離-3越遠,到兩點的距離和越大。同理,在1的右側時,離1越遠,到兩點的距離和也越大。只有在-4和2的點上,兩個距離和等于6,超過-4越左,和超過2越右,距離和就會越大于6. 老黃之所以要分析這些,就是為第二小題做準備的。 (2)第二小題如果要按第一小題的解法,分情況討論,不僅有六種情形之多,而且其中的不等式關系會相當復雜。有興趣也可以自己試試看。如果利用數軸,根據f(x)的幾何意義來解,就要輕松得多了。當然,這里也要用到一點分情況討論的方法。 就是在a不小于0時,可以知道f(x)是恒大于-a。因為這個時候-a表示非正數,而f(x)是正數,甚至不存在f(x)=0的情形,因為當a不小于0時,兩個絕對值不可能同時等于0. 所以不等式f(x)>-a恒成立 又f(x)的最小值是-3和a的距離,表示為|-3-a|或|a+3|。當a<0時,想要滿足f(x)>-a恒成立, 就必須滿足f(x)的最小值大于-a,這是f(x)>-a恒成立的充要條件。這時不等式兩邊|-3-a|>-a都是非負數,其實都是正數。解這個不等式就兩邊同時平方,然后移項合并同類項,從而解得a>-1.5,與a不小于0取并集,就得到a的取值范圍了a∈(-1.5,+∞). ![]() 在數軸上,我們可以發(fā)現,當a小于0時,-a在這里表示a到原點的距離。如果a在-3的左邊,這個距離不會恒小于函數f(x)。 ![]() 就算a在-3的右邊,f(x)也不一定大于-a。只有當a在0和-3之間,靠近0時,即a在0和-3的中點的右側時,f(x)的最小值才會大于-a,從而保證f(x)恒大于-a。下面組織解題過程: 解:(1)當a=1時,f(x)={-2x-2, x<=-3; 4, -3<x<1; 2x+2, x>=1} 若-2x-2≥6時, x≤-4; 若2x+2≥6時, x≥2, ∴x∈(-∞,-4]U[2,+∞). (2)當a≥0時, f(x)>-a恒成立, 又f(x)≥|-3-a|, 當a<0時,解不等式|-3-a|>-a, 得a>-1.5, ∴a∈(-1.5,+∞). 你有更好的辦法嗎?如果有,請不吝分享出來! |
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