绝对值练习题A4 文字整理版

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3.适合 |1−2a|+|2a+2020|=2021 的整数 a 有个。
4.设有理数 a,b,c 满足 a<0<b<c,则代数式 |x−a+b3| +|x−a+c2| +|x+c−a2| 的最小值为()
A.c
B.2b−a3
C.a+9c−2b6
D.3c−2b−11a6
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参考答案与解析第 3 题

第 3 题答案:1011 个 第 4 题答案:A(最小值为 c)

3.答案:1011 个。

【思路】绝对值的几何意义:|u−v| 表示数轴上点 u、v 之间的距离,把“解绝对值方程”变成“在数轴上找位置”。

第 1 步 · 把两个绝对值翻译成距离。把 2a 看成数轴上的一个动点 T:|1−2a|=|2a−1| 是 T 到定点 1 的距离;|2a+2020|=|2a−(−2020)| 是 T 到定点 −2020 的距离。方程的含义:T 到 1 的距离 + T 到 −2020 的距离 = 2021。

第 2 步 · 算两个定点的间距。1−(−2020)=2021,恰好等于方程右边的数!

第 3 步 · 距离和什么时候恰好等于 2021?只有 T 夹在 −2020 与 1 之间(含两端)时,两段路首尾相接、不多不少;一旦跑到两点外侧,就得“折返”,距离和 = 2021 + 2×跑出去的长度 > 2021。

−2020 1 2a 的取值范围(含两端) 两定点相距 2021 —— 恰好等于方程右边的 2021
图 1 2a 夹在 −2020 与 1 之间(含端点)时,两段距离之和恰好为 2021

所以 −2020 ≤ 2a ≤ 1。

第 4 步 · 数整数个数。两边除以 2:−1010 ≤ a ≤ 1/2。整数 a 从 −1010 取到 0(1/2 不是整数,取到 0 为止),个数 = 0−(−1010)+1 = 1011 个。

验算:a=0:|1|+|2020|=2021 ✓;a=−1010:|1+2020|+|0|=2021 ✓;a=1:|−1|+|2022|=2023 ✗;a=−1011:|2023|+|−2|=2025 ✗。

【另解 · 零点分段】两个零点:a=1/2(使 1−2a=0)、a=−1010(使 2a+2020=0)。

① 当 a ≥ 1/2:原式=(2a−1)+(2a+2020)=4a+2019,令它等于 2021 得 a=1/2,不是整数,舍去;

② 当 −1010 ≤ a < 1/2:原式=(1−2a)+(2a+2020)=2021,恒成立——这一整段里的整数全部适合;

③ 当 a < −1010:原式=(1−2a)+(−2a−2020)=−4a−2019,令它等于 2021 得 a=−1010,不在本段范围内,舍去。

综上:整数解为 −1010 ~ 0,共 1011 个(两种方法结果一致,互为印证)。

易错提醒:① 端点 a=−1010 千万别丢——此时 |2a+2020|=0,它是整数解;② 个数 = 大数 − 小数 + 1,别忘了“+1”;③ 考场上先用几何意义“看穿”答案,再用零点分段验算,双保险。

参考答案与解析第 4 题

第 4 题答案:A(最小值为 c)

4.答案:A。

【思路】“到三个点的距离和”模型:每个 |x−P| 都是 x 到定点 P 的距离。三个距离之和,当 x 站在中间那个点上时最小,最小值 = 最右点 − 最左点(与中间点具体在哪无关)。

第 1 步 · 找出三个定点(让每个绝对值内部等于 0 的 x 值):

· |x−(a+b)/3| → 定点 P2=(a+b)/3;

· |x−(a+c)/2| → 定点 P3=(a+c)/2;

· |x+(c−a)/2|=|x−(a−c)/2| → 定点 P1=(a−c)/2。

第 2 步 · 给三个定点排序(利用 a<0<b<c):

· P2−P1=(a+b)/3−(a−c)/2=(−a+2b+3c)/6>0(−a、2b、3c 全为正)→ P1 在 P2 左边;

· P3−P1=(a+c)/2−(a−c)/2=c>0 → P1 在 P3 左边;

· P3−P2=(a+c)/2−(a+b)/3=(a+3c−2b)/6>0(因 b<c,3c−2b>c>0)→ P2 在 P3 左边。

∴ 从左到右依次为 P1、P2、P3。

第 3 步 · 为什么 x 站在中间点 P2 处最小?当 x 夹在 P1、P3 之间时,|x−P1|+|x−P3|=P3−P1=c(定值),于是原式 = c + |x−P2| ≥ c,当且仅当 x=P2 时取等号;若 x 跑到 P1、P3 外侧,则 |x−P1|+|x−P3|>c,原式更大。

x 站在这里(中间点)距离和最小 P1=(a−c)/2 P2=(a+b)/3 P3=(a+c)/2 P3−P1= c ← 这就是最小值
图 2 x 站在中间点 P2 处,三个距离之和最小;最小值 = P3−P1 = c

第 4 步 · 结论。最小值 = P3−P1=(a+c)/2−(a−c)/2=c,选 A。

选项陷阱:C 项 (a+9c−2b)/6 恰好是把 x 放在最右点 P3 上算出的值(= c + (P3−P2) 那一段),并不是最小值——“站在端点”是这类题最常见的失分点。特值检验:取 a=−1、b=2、c=3,三个定点为 −2、1/3、1,最小值 = 1−(−2) = 3 = c ✓;此时 B=5/3、C=11/3、D=8/3,全部排除。
模型推广:到奇数个定点距离和最小 → x 取正中间那个点;到偶数个定点 → x 取中间两点之间任意位置(如 4 个点 P1~P4 的最小值 = (P4−P1)+(P3−P2))。“找中间点”的思想在以后学函数与方案选择时还会反复出现。
易错提醒:① 最小值只由最左、最右两个点决定,中间点只决定“x 站在哪”,不改变最小值大小;② |x+(c−a)/2| 的定点是 (a−c)/2(是负数),别误当成 (c−a)/2;③ 做题先把三个定点“钉”在数轴上排序,比硬算绝对值又快又稳。