鐘秋紅
絕對(duì)值的知識(shí)是初中代數(shù)的重要內(nèi)容,在中考和各類競(jìng)賽中經(jīng)常出現(xiàn),含有絕對(duì)值符號(hào)的數(shù)學(xué)問題又是學(xué)生遇到的難點(diǎn)之一,解決這類問題的方法通常利用絕對(duì)值的意義,將絕對(duì)值符號(hào)化去,將其轉(zhuǎn)化為不含絕對(duì)值的問題.確定絕對(duì)值符號(hào)內(nèi)部分的正負(fù),借此去掉絕對(duì)值符號(hào)的方法大致有以下幾種.
一、含有一個(gè)絕對(duì)值符號(hào)的化簡(jiǎn)題
(一)已知未知數(shù)的取值或取值范圍進(jìn)行化簡(jiǎn)
如,當(dāng)x>3時(shí),化簡(jiǎn)|2x-3|+2x(根據(jù)絕對(duì)值的意義直接化簡(jiǎn)).
解原式=2x-3+2x=4x-3.
(二)沒有告訴未知數(shù)的取值或取值范圍進(jìn)行化簡(jiǎn)
如,化簡(jiǎn)|x-3|+2x(必須進(jìn)行討論).
我們把使絕對(duì)值符號(hào)內(nèi)的代數(shù)式為0的未知數(shù)的值叫作界值,顯然絕對(duì)值符號(hào)內(nèi)代數(shù)式是x-3,使x-3=0的未知數(shù)的值是3,所以我們把3叫作此題的界值,確定了界值后,我們就把它分成三種情況進(jìn)行討論.
(1)當(dāng)x>3時(shí),則x-3>0是一個(gè)正數(shù),則它的絕對(duì)值應(yīng)是它本身,∴原式=x-3+2x=3x-3.
(2)當(dāng)x=3時(shí),則x-3=0,而0的絕對(duì)值為0,∴原式=0+2x=2x或|x-3|+2x=0+2×3=6.
(3)當(dāng)x<3時(shí),則x-3<0,是一個(gè)負(fù)數(shù),而負(fù)數(shù)的絕對(duì)值應(yīng)是它的相反數(shù),∴原式=-(x-3)+2x=-x+3+2x=x+3.
二、含有兩個(gè)絕對(duì)值符號(hào)的化簡(jiǎn)題
1.已知未知數(shù)的取值或取值范圍,進(jìn)行化簡(jiǎn)也應(yīng)根據(jù)絕對(duì)值的意義直接化簡(jiǎn).
如,當(dāng)x<-5時(shí),化簡(jiǎn)|2x-7|+|5x|.
解原式=-(2x-7)+(-5x)=-2x+7-5x=-7x+7.
2.沒有告訴未知數(shù)的取值或取值范圍進(jìn)行化簡(jiǎn)也必須進(jìn)行討論
如,化簡(jiǎn)|x+2|+|3x-1|.
|x+2|的界值為-2,|3x-1|的界值為13.
所以對(duì)此類化簡(jiǎn)題,我們?nèi)詮娜齻€(gè)方面進(jìn)行討論.
解(1)當(dāng)x>13時(shí)(界值-2,13中13為較大界值,討論的第(1)種情況為大于大的界值).
原式=(x+2)+(3x-1)=x+2+3x-1=4x+1.
(2)當(dāng)x<-2時(shí),(第(2)種情況為小于小的界值)
原式=-(x+2)+[-(3x-1)]=-x-2-3x+1=-4x-1.
(3)當(dāng)-2<x<13時(shí)(第(3)種情況為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、數(shù)形結(jié)合絕對(duì)值化簡(jiǎn)題
如,有理數(shù)a,b,c在數(shù)軸上的位置如圖所示,試化簡(jiǎn):|2a-b|+|b-c|-|c-3a|.
解由a,b,c在數(shù)軸上的位置可知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.
綜上所述,含有絕對(duì)值符號(hào)的化簡(jiǎn)題,如已確定某些未知數(shù)的取值,就按這個(gè)未知數(shù)的取值根據(jù)絕對(duì)值的意義去掉絕對(duì)值符號(hào),進(jìn)而化簡(jiǎn).如沒有告訴某些未知數(shù)的取值或取值范圍,那么就找出這個(gè)絕對(duì)值(或兩個(gè)絕對(duì)值)符號(hào)內(nèi)的界值,然后分三種情況進(jìn)行討論.
四、絕對(duì)值性質(zhì)化簡(jiǎn)問題
若abc≠0,則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)當(dāng)a,b,c均大于0時(shí),原式=3.
(2)當(dāng)a,b,c均小于0時(shí),原式=-3.
(3)當(dāng)a,b,c中有兩個(gè)大于0,一個(gè)小于0時(shí),原式=1.
(4)當(dāng)a,b,c中有兩個(gè)小于0,一個(gè)大于0時(shí),原式=-1.
∴a|a|+b|b|+c|c|所有可能的值為±3,±1.
本題的解法是采用把a(bǔ),b,c中大于0與小于0的個(gè)數(shù)分情況加以解決的,這種解法叫作分類討論法,它在解決絕對(duì)值問題時(shí)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.
互為相反數(shù)的絕對(duì)值相等,任何一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值都是非負(fù)數(shù).運(yùn)用這些性質(zhì)可以去掉絕對(duì)值符號(hào).
五、關(guān)于絕對(duì)值的最值問題
已知y=|2x+6|+|x-1|-4|x+1|,求y的最大值.
分析首先使用“零點(diǎn)分段法”將y化簡(jiǎn),然后在各個(gè)取值范圍內(nèi)求出y的最大值,再加以比較,從中選出最大者.
解有三個(gè)分界點(diǎn):-3,1,-1.
(1)當(dāng)x≤-3時(shí),y=-(2x+6)-(x-1)+4(x+1)=x-1,
∵x≤-3,∴y=x-1≤-4,y的最大值是-4.
(2)當(dāng)-3≤x≤-1時(shí),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)當(dāng)-1≤x≤1時(shí),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)當(dāng)x≥1時(shí),y=(2x+6)+(x-1)-4(x+1)=-x+1,
∵x≥1,∴1-x≤0,y的最大值是0.
綜上可知,當(dāng)x=-1時(shí),y取得最大值,為6.
小結(jié):絕對(duì)值是中學(xué)數(shù)學(xué)中一個(gè)非常重要的概念,不僅是有理數(shù)運(yùn)算的基礎(chǔ),還可以深化認(rèn)識(shí)有理數(shù).它具有非負(fù)性,在數(shù)學(xué)中有廣泛應(yīng)用.因而,學(xué)好絕對(duì)值性質(zhì)的應(yīng)用顯得尤為重要.