吳筍
絕對值不等式問題的常見命題形式有:(1)解絕對值不等式;(2)求含有絕對值代數(shù)式的取值范圍.其中解絕對值不等式問題比較常見,解這類題目的關(guān)鍵是去掉絕對值符號,將絕對值不等式轉(zhuǎn)化為不含絕對值的常規(guī)不等式去求解.本文介紹解絕對值不等式問題的四個(gè)“妙招”,以供大家參考.
一、分類討論
一般地,若 x 為非負(fù)數(shù),則 |x| = x;若 x 為負(fù)數(shù),則|x| = -x. 由于絕對值內(nèi)部式子的符號決定去掉絕對值符號后式子的表示形式,所以在解絕對值不等式時(shí),往往要采用分類討論法,對絕對值內(nèi)部式子的符號進(jìn)行討論.可令每個(gè)絕對值內(nèi)部的式子為零,然后將其零點(diǎn)標(biāo)在數(shù)軸上,于是這些零點(diǎn)把數(shù)軸分成若干個(gè)區(qū)間,再在各個(gè)區(qū)間上對絕對值內(nèi)部式子的符號進(jìn)行討論,去掉絕對值符號,便可通過解不等式求得問題的答案.
例1.
求出各個(gè)絕對值內(nèi)部式子的零點(diǎn)后,將實(shí)數(shù)集劃分為幾個(gè)區(qū)間,可直接運(yùn)用分類討論法在每個(gè)區(qū)間上討論絕對值內(nèi)部式子的符號,便可根據(jù)絕對值的性質(zhì)去掉絕對值符號,最后綜合三種情況即可.
二、采用平方法
利用絕對值的性質(zhì) |a|2 = a2,也可以去掉絕對值符號.當(dāng)確定不等式兩邊的式子都是非負(fù)的時(shí),可根據(jù)絕對值的性質(zhì),將不等式平方,這也不失為一種切實(shí)可行的好方法.但該方法并非完美,它的缺點(diǎn)是平方后的式子比較冗長繁雜,此外求得的解還有可能是增根.
例2.
上述兩種解法中都用到了平方法.相比較而言,解法2比解法1更簡潔.一般地,若 0 < n < m,則 n < |ax2 +bx + c| < m 等價(jià)于 n < ax2 + bx + c < m 或-m < ax2 + bx + c< -n .值得注意的是,采用平方法去絕對值符號,必須先看不等式兩邊的式子是否同號,若不同號,需進(jìn)行分類討論,否則有可能出現(xiàn)增根.
三、利用等價(jià)轉(zhuǎn)化法
所謂等價(jià)轉(zhuǎn)化法,是指利用絕對值的性質(zhì)進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,從而去絕對值符號.通??蓪ⅲ?)|f (x)| ≥ g(x)等價(jià)轉(zhuǎn)化為f (x) ≥ g(x)或f (x) ≤ -g(x);(2)將|f (x)| ≤ g(x) 等價(jià)轉(zhuǎn)化為 - g(x) ≤ f (x) ≤ g(x) .
例3.
四、數(shù)形結(jié)合
數(shù)形結(jié)合法是解數(shù)學(xué)題的重要方法之一.在解絕對值不等式問題時(shí),可根據(jù)絕對值的幾何意義,畫出圖形;還可將絕對值內(nèi)部的式子看作函數(shù),畫出其函數(shù)圖象,通過分析圖形中x的取值,利用數(shù)形結(jié)合法求得問題的答案.
例4.
當(dāng)一個(gè)不等式中含有兩個(gè)絕對值時(shí),一般會(huì)先想到采用分類討論法,但如果我們換一個(gè)角度去思考,根據(jù)絕對值的幾何意義可知 | x + 2| + | x - 1| < 4 表示到定點(diǎn) A(-2) 和 B(1) 的距離之和小于4的點(diǎn)的集合,只需找A點(diǎn)左側(cè)和B點(diǎn)右側(cè)的點(diǎn),即可找到滿足不等式的點(diǎn)的集合,這樣就避免了繁瑣的分類討論.一般地,形如 | x - a| + | x - b| < c 的不等式,表示數(shù)軸上的點(diǎn) x 到a,b 點(diǎn)的距離之和小于c;形如 | x - a| - | x - b| > c 的不等式,表示數(shù)軸上的點(diǎn) x 到 a,b 點(diǎn)距離之差大于c,該方法常用于解選擇題、填空題.
解法 2:
該解法是從函數(shù)的觀點(diǎn)來進(jìn)行分析,在同一坐標(biāo)系中分別作出函數(shù) y1 = | x + 2| + | x - 1| 和函數(shù) y2 = 4 的圖象,通過觀察兩個(gè)圖象間的關(guān)系,就可達(dá)到解題的目的.
解法1的重點(diǎn)在于研究絕對值的幾何意義,這不失為一種便捷的好方法;對于解法2,需正確畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象,并準(zhǔn)確寫出它們交點(diǎn)的坐標(biāo),才能使問題順利獲解.運(yùn)用數(shù)形結(jié)合法解絕對值不等式,需將代數(shù)式轉(zhuǎn)化為幾何圖形,合理進(jìn)行數(shù)形轉(zhuǎn)化.
絕對值不等式,是新課標(biāo)選修4系列中《不等式選講》中的重要部分,也是新課標(biāo)高考的必考內(nèi)容,雖然在初中的教材中出現(xiàn)過,但同學(xué)們沒有深入研究.而在高中教材中,它是在學(xué)完了其它內(nèi)容后要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,所以我們應(yīng)該利用所學(xué)的高中數(shù)學(xué)知識,靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)思想去研究絕對值,去掉絕對值符號.掌握上述四個(gè)“妙招”,我們就能靈活應(yīng)對絕對值不等式問題了.
(作者單位:江蘇省常州市金壇第一中學(xué))