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含绝对值的不等式解法

在数学领域中,绝对值不等式是一个常见且重要的知识点,它不仅出现在基础代数的学习中,也是高等数学及实际问题解决中的重要工具。本文将围绕如何正确理解和求解含绝对值的不等式展开讨论,帮助大家掌握这一知识点的核心思想与实用技巧。

一、绝对值的基本概念

首先回顾一下绝对值的定义:对于任意实数 \( x \),其绝对值表示为 \( |x| \),即:

\[

|x| =

\begin{cases}

x, & \text{当 } x \geqslant 0; \\

-x, & \text{当 } x < 0.

\end{cases}

\]

从几何意义上讲,绝对值可以看作是数轴上某点到原点的距离,因此它的非负性决定了所有绝对值的结果都大于或等于零。

二、解含绝对值的不等式的步骤

1. 确定分段区间

当遇到形如 \( |f(x)| > a \) 或 \( |f(x)| < b \) 的绝对值不等式时,第一步是找到使得 \( f(x) = 0 \) 的根(即分界点)。这些根会将整个定义域划分为若干个子区间,在每个子区间内 \( f(x) \) 的符号保持不变。

2. 分析不同区间的符号

根据分段区间的特点,分别讨论 \( f(x) \) 在各区间内的正负情况,并据此去掉绝对值符号。例如,若已知 \( f(x) > 0 \),则可以直接写成 \( f(x) \);而当 \( f(x) < 0 \) 时,则应写成 \( -f(x) \)。

3. 解不等式

去掉绝对值后,通常会得到一个普通的代数不等式。接下来按照常规方法求解即可,注意检查最终结果是否符合原题条件。

4. 验证解集

最后一步是对所求得的解集进行验证,确保其满足题目要求的所有约束条件。

三、典型例题解析

例题 1:

求解不等式 \( |2x - 3| \leqslant 5 \).

解答:

- 先找出分界点:令 \( 2x - 3 = 0 \),解得 \( x = \frac{3}{2} \).

- 划分区间:\( x < \frac{3}{2} \) 和 \( x \geqslant \frac{3}{2} \).

- 分别讨论:

- 当 \( x < \frac{3}{2} \),有 \( 2x - 3 < 0 \),所以 \( |2x - 3| = -(2x - 3) \). 不等式变为 \( -(2x - 3) \leqslant 5 \),化简得 \( 2x - 3 \geqslant -5 \),进一步整理为 \( 2x \geqslant -2 \),即 \( x \geqslant -1 \). 结合 \( x < \frac{3}{2} \),得到解集为 \( [-1, \frac{3}{2}) \).

- 当 \( x \geqslant \frac{3}{2} \),有 \( 2x - 3 \geqslant 0 \),所以 \( |2x - 3| = 2x - 3 \). 不等式变为 \( 2x - 3 \leqslant 5 \),化简得 \( 2x \leqslant 8 \),即 \( x \leqslant 4 \). 结合 \( x \geqslant \frac{3}{2} \),得到解集为 \( [\frac{3}{2}, 4] \).

- 综合两部分解集,最终解集为 \( [-1, 4] \).

四、总结

通过以上分析可以看出,解决含绝对值的不等式关键在于合理地划分区间并准确处理绝对值符号的变化。希望读者能够通过反复练习熟练掌握这一技能,在面对复杂问题时也能游刃有余地运用这些知识。

以上便是关于“含绝对值的不等式解法”的详细讲解,希望能为大家提供一定的参考价值。

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