高中数学人教版新课标A选修4-51.绝对值三角不等式教学设计
展开2.会用绝对值不等式的性质定理证明简单的含绝对值的不等式,会求简单绝对值不等式的最值.
二、课时安排
1课时
三、教学重点
理解绝对值的几何意义,能利用绝对值的几何意义证明绝对值不等式的性质定理.
四、教学难点
会用绝对值不等式的性质定理证明简单的含绝对值的不等式,会求简单绝对值不等式的最值.
五、教学过程
(一)导入新课
|x+1|+|2-x|的最小值是________.
【解析】 ∵|x+1|+|2-x|≥|(x+1)+(2-x)|=3,
当且仅当(x+1)(2-x)≥0,即-1≤x≤2时,取等号.
因此|x+1|+|2-x|的最小值为3.
【答案】 3
(二)讲授新课
教材整理1 绝对值的几何意义
1.实数a的绝对值|a|表示数轴上坐标为 的点A到 的距离.
2.对于任意两个实数a,b,设它们在数轴上的对应点分别为A,B,那么|a-b|的几何意义是数轴上A,B两点之间的 ,即线段AB的
教材整理2 绝对值三角不等式
1.定理1 如果a,b是实数,则|a+b|≤ ,当且仅当 时,等号成立.
2.在定理1中,实数a,b替换为向量a,b,当向量a,b不共线时,有向量形式的不等式|a+b|<|a|+|b|,它的几何意义是 .
教材整理3 三个实数的绝对值不等式
定理2 如果a,b,c是实数,那么|a-c|≤ +|b-c|,当且仅当时,等号成立.
(三)重难点精讲
题型一、运用绝对值不等式求最值与范围
例1对任意x∈R,求使不等式|x+1|+|x+2|≥m恒成立的m的取值范围.
【精彩点拨】 令t=|x+1|+|x+2|,只需m≤tmin.
【自主解答】 法一 对x∈R,|x+1|+|x+2|
≥|(x+1)-(x+2)|=1,
当且仅当(x+1)(x+2)≤0时,
即-2≤x≤-1时取等号.
∴t=|x+1|+|x+2|的最小值为1,故m≤1.
∴实数m的取值范围是(-∞,1].
法二 t=|x+1|+|x+2|=
∴t≥1,则t=|x+1|+|x+2|的最小值为1,故m≤1.
因此实数m的取值范围是(-∞,1].
规律总结:
1.本题也可利用绝对值的几何意义求解.
2.对于含有两个绝对值及以上的代数式,通常利用分段讨论的方法转化为分段函数,进而利用分段函数的性质求函数最值.
[再练一题]
1.已知函数f(x)=|2x-a|+a.
(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;
(2)设函数g(x)=|2x-1|.当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.
【解】 (1)当a=2时,f(x)=|2x-2|+2.
解不等式|2x-2|+2≤6,得-1≤x≤3.
因为f(x)≤6的解集为{x|-1≤x≤3}.
(2)当x∈R时,f(x)+g(x)=|2x-a|+a+|1-2x|≥|2x-a+1-2x|+a=|1-a|+a,
当x=eq \f(1,2)时等号成立,所以当x∈R时,f(x)+g(x)≥3等价于|1-a|+a≥3.①
当a≤1时,①等价于1-a+a≥3,无解.
当a>1时,①等价于a-1+a≥3,解得a≥2.
题型二、含绝对值不等式的证明
例2 设m等于|a|,|b|和1中最大的一个,当|x|>m时,求证:eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(a,x)+\f(b,x2)))<2.
【精彩点拨】 不管|a|,|b|,1的大小,总有m≥|a|,m≥|b|,m≥1,然后利用绝对值不等式的性质证明.
【自主解答】 依题意m≥|a|,m≥|b|,m≥1.
又|x|>m,
∴|x|>|a|,|x|>|b|,|x|>1,从而|x|2>|b|.
因此eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(a,x)+\f(b,x2)))≤eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(a,x)))+eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(b,x2)))
=eq \f(|a|,|x|)+eq \f(|b|,|x2|)
1.将文字语言“m等于|a|,|b|,1中最大的一个”转化为符号语言“m≥|a|,m≥|b|,m≥1”是证明本题的关键.
2.运用绝对值不等式的性质证明不等式时,要注意放缩的方向和“尺度”,切忌放缩过度.
[再练一题]
2.若f(x)=x2-x+c(为常数),且|x-a|<1,求证:|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).
【证明】 |f(x)-f(a)|
=|(x2-x+c)-(a2-a+c)|
=|x2-x-a2+a|=|(x-a)(x+a-1)|
=|x-a|·|x+a-1|<|x+a-1|
=|(x-a)+(2a-1)|≤|x-a|+|2a-1|.
又|x-a|<1,
∴|f(x)-f(a)|≤|x-a|+|2a-1|
≤|x-a|+|2a|+1<1+2|a|+1
=2(|a|+1).
题型三、绝对值不等式的理解与应用
例3已知a,b∈R,则有
(1)eq \f(|a|-|b|,|a-b|)≤1成立的充要条件是________;
(2)eq \f(|a|+|b|,|a+b|)≥1成立的充要条件是________.
【精彩点拨】 利用绝对值三角不等式定理分别求解.
【自主解答】 (1)因为|a|-|b|≤|a-b|恒成立,所以有|a-b|>0⇔a≠b⇔eq \f(|a|-|b|,|a-b|)≤1,
因此eq \f(|a|-|b|,|a-b|)≤1成立的充要条件是a≠b.
(2)因为|a|+|b|≥|a+b|恒成立,
所以有|a+b|>0⇔a≠-b⇔eq \f(|a|+|b|,|a+b|)≥1.
因此eq \f(|a|+|b|,|a+b|)≥1成立的充要条件是a≠-b.
【答案】 (1)a≠b (2)a≠-b
规律总结:
1.本题求解的关键在于|a|-|b|≤|a-b|与|a|+|b|≥|a+b|的理解和应用.
2.解决此类问题应从两个方向推出关系来进行求解.
[再练一题]
3.条件不变,试求:
(1)eq \f(||a|-|b||,|a-b|)<1成立的充要条件;
(2)eq \f(|a|+|b|,|a+b|)>1成立的充要条件.
【解】 (1)因为ab<0⇔||a|-|b||<|a-b|⇔eq \f(|a|-|b|,|a-b|)<1,
所以eq \f(||a|-|b||,|a-b|)<1成立的充要条件是ab<0.
(2)因为eq \f(|a|+|b|,|a+b|)>1⇔|a|+|b|>|a+b|且a+b≠0⇔ab<0且a≠-b,
所以eq \f(|a|+|b|,|a+b|)>1成立的充要条件是ab<0且a≠-b.
(四)归纳小结
绝对值三角不等式—eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(—\x(绝对值的几何意义),—\x(绝对值三角不等式),—\x(三个实数的绝对值不等式),—\x(求最值与范围)))
(五)随堂检测
1.已知实数a,b满足ab<0,则下列不等式成立的是( )
A.|a+b|>|a-b|
B.|a+b|<|a-b|
C.|a-b|<||a|-|b||
D.|a-b|<|a|+|b|
【解析】 ∵ab<0,∴|a-b|=|a|+|b|>|a+b|=||a|-|b||,故应选B.
【答案】 B
2.若a,b∈R,则使|a|+|b|>1成立的充分不必要条件可以是( )
A.|a|≥eq \f(1,2)且|b|≥eq \f(1,2) B.|a+b|≥1eq \f(1,2) C.|a|≥1eq \f(1,2) D.b<-1
【解析】 当b<-1时,|b|>1,
∴|a|+|b|>1,
但|a|+|b|>1eq \(⇒,/)b<-1(如a=2,b=0),
∴“b<-1”是“|a|+|b|>1”的充分不必要条件.
【答案】 D
3.已知四个命题:①a>b⇒|a|>b;②a>b⇒a2>b2;
③|a|>b⇒a>b;④a>|b|⇒a>b.其中正确的命题是________.
【解析】 当a>b时,|a|≥a>b,①正确.显然②③不正确.
又当a>|b|时,有a>|b|≥b,④正确.
【答案】 ①④
六、板书设计
七、作业布置
同步练习:1.2.1绝对值三角不等式
八、教学反思
1.2.1绝对值三角不等式
教材整理1 绝对值的几何意义
教材整理2 绝对值三角不等式
教材整理3 三个实数的绝对值不等式
例1:
例2:
例3:
学生板演练习
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