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