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初中数学中绝对值性质的应用

2018-01-07钟秋红

数学学习与研究 2018年20期
关键词:原式界值负数

钟秋红

绝对值的知识是初中代数的重要内容,在中考和各类竞赛中经常出现,含有绝对值符号的数学问题又是学生遇到的难点之一,解决这类问题的方法通常利用绝对值的意义,将绝对值符号化去,将其转化为不含绝对值的问题.确定绝对值符号内部分的正负,借此去掉绝对值符号的方法大致有以下几种.

一、含有一个绝对值符号的化简题

(一)已知未知数的取值或取值范围进行化简

如,当x>3时,化简|2x-3|+2x(根据绝对值的意义直接化简).

解原式=2x-3+2x=4x-3.

(二)没有告诉未知数的取值或取值范围进行化简

如,化简|x-3|+2x(必须进行讨论).

我们把使绝对值符号内的代数式为0的未知数的值叫作界值,显然绝对值符号内代数式是x-3,使x-3=0的未知数的值是3,所以我们把3叫作此题的界值,确定了界值后,我们就把它分成三种情况进行讨论.

(1)当x>3时,则x-3>0是一个正数,则它的绝对值应是它本身,∴原式=x-3+2x=3x-3.

(2)当x=3时,则x-3=0,而0的绝对值为0,∴原式=0+2x=2x或|x-3|+2x=0+2×3=6.

(3)当x<3时,则x-3<0,是一个负数,而负数的绝对值应是它的相反数,∴原式=-(x-3)+2x=-x+3+2x=x+3.

二、含有两个绝对值符号的化简题

1.已知未知数的取值或取值范围,进行化简也应根据绝对值的意义直接化简.

如,当x<-5时,化简|2x-7|+|5x|.

解原式=-(2x-7)+(-5x)=-2x+7-5x=-7x+7.

2.没有告诉未知数的取值或取值范围进行化简也必须进行讨论

如,化简|x+2|+|3x-1|.

|x+2|的界值为-2,|3x-1|的界值为13.

所以对此类化简题,我们仍从三个方面进行讨论.

解(1)当x>13时(界值-2,13中13为较大界值,讨论的第(1)种情况为大于大的界值).

原式=(x+2)+(3x-1)=x+2+3x-1=4x+1.

(2)当x<-2时,(第(2)种情况为小于小的界值)

原式=-(x+2)+[-(3x-1)]=-x-2-3x+1=-4x-1.

(3)当-2<x<13时(第(3)种情况为大于小的界值小于大的界值)

原式=x+2+[-(3x-1)]=x+2-3x+1=-2x+3.

三、数形结合绝对值化简题

如,有理数a,b,c在数轴上的位置如图所示,试化简:|2a-b|+|b-c|-|c-3a|.

解由a,b,c在数轴上的位置可知a<0,b>0,c<0且c<a,c>3a,2a<b.

∴原式=-(2a-b)+(b-c)-(c-3a)=-2a+b+b-c-c+3a=a+2b-2c.

综上所述,含有绝对值符号的化简题,如已确定某些未知数的取值,就按这个未知数的取值根据绝对值的意义去掉绝对值符号,进而化简.如没有告诉某些未知数的取值或取值范围,那么就找出这个绝对值(或两个绝对值)符号内的界值,然后分三种情况进行讨论.

四、绝对值性质化简问题

若abc≠0,则a|a|+b|b|+c|c|的所有可能值是什么?

解∵abc≠0,∴a≠0,b≠0,c≠0.

(1)当a,b,c均大于0时,原式=3.

(2)当a,b,c均小于0时,原式=-3.

(3)当a,b,c中有两个大于0,一个小于0时,原式=1.

(4)当a,b,c中有两个小于0,一个大于0时,原式=-1.

∴a|a|+b|b|+c|c|所有可能的值为±3,±1.

本题的解法是采用把a,b,c中大于0与小于0的个数分情况加以解决的,这种解法叫作分类讨论法,它在解决绝对值问题时很常用.

例已知|a-1|+|ab-2|=0,求1ab+1(a+1)(b+1)+1(a+2)(b+2)+…+12017×2018.

解∵|a-1|+|ab-2|=0,∴|a-1|=0,|ab-2|=0,即a=1,b=2.

∴原式=11×2+12×3+13×4+…+12017×2018=1-12+12-13+13-14+…+12017-12018=1-12018=20172018.

互为相反数的绝对值相等,任何一个数的绝对值都是非负数.运用这些性质可以去掉绝对值符号.

五、关于绝对值的最值问题

已知y=|2x+6|+|x-1|-4|x+1|,求y的最大值.

分析首先使用“零点分段法”将y化简,然后在各个取值范围内求出y的最大值,再加以比较,从中选出最大者.

解有三个分界点:-3,1,-1.

(1)当x≤-3时,y=-(2x+6)-(x-1)+4(x+1)=x-1,

∵x≤-3,∴y=x-1≤-4,y的最大值是-4.

(2)当-3≤x≤-1时,y=(2x+6)-(x-1)+4(x+1)=5x+11,

∵-3≤x≤-1,∴-4≤5x+11≤6,y的最大值是6.

(3)当-1≤x≤1时,y=(2x+6)-(x-1)-4(x+1)=-3x+3,

∵-1≤x≤1,∴0≤-3x+3≤6,y的最大值是6.

(4)当x≥1时,y=(2x+6)+(x-1)-4(x+1)=-x+1,

∵x≥1,∴1-x≤0,y的最大值是0.

综上可知,当x=-1时,y取得最大值,为6.

小结:绝对值是中學数学中一个非常重要的概念,不仅是有理数运算的基础,还可以深化认识有理数.它具有非负性,在数学中有广泛应用.因而,学好绝对值性质的应用显得尤为重要.

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