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例题精讲 · 第 00544 题 · |x−2|+|x+1|=5 的三段里,中段会直接告诉你「无解」

以 |x−2|+|x+1|=5 为自编题面,训练按零点 −1 与 2 切三段去绝对值、逐段解出后回代验区间,并由最小值 3 给出方程有解条件。

00544题号全 1000 篇 · 第 第91轮 / 第91册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

含两个绝对值的方程,第一步不是两边平方,而是找零点切段。|x−2| 的零点是 2,|x+1| 的零点是 −1,于是数轴被切成 x<−1、−1≤x<2、x≥2 三段;每段里两个绝对值各自定号,去掉符号后就是一元一次方程。

去完号解出的根,必须回代检查它是否落在「本段所设的区间」里——这是分段讨论最容易漏的一步。另外,把左边看成 f(x)=|x−2|+|x+1|,它在中段恒等于两个零点之间的距离 3,也就是最小值。

二、逐题精讲

题1

题1 解方程 |x−2| + |x+1| = 5,并验根。

解析

第一段 x<−1:|x−2|=2−x,|x+1|=−x−1,方程化为 (2−x)+(−x−1)=1−2x=5,得 x=-2。验:-2<−1 成立,且 |-2−2|+|-2+1| = 4+1 = 5,是解。

第二段 −1≤x<2:|x−2|=2−x,|x+1|=x+1,左边 = (2−x)+(x+1) = 3,方程变成 3=5,无解。这一段恰恰是「恒等于常数」的区间,不需要再解。

第三段 x≥2:|x−2|=x−2,|x+1|=x+1,方程化为 (x−2)+(x+1)=2x−1=5,得 x=3。验:3≥2 成立,且 |3−2|+|3+1| = 1+4 = 5,是解。

回代核验:f(-2) = 5 = 5,f(3) = 5 = 5,f(0) = 3 = 3;中段恒值正好是最小值,所以 5>3 时恰有两个解,与结果一致。

答案 x = -2 或 x = 3;两解均在各自分段区间内且回代成立

采分点 三段划分 2 分;三段各自去绝对值 3 分;两个解各 1 分;回代验区间 2 分

易错点 解出 x=-2 后不验它是否小于 −1;中段 3=5 硬解出一个根

题2

题2 设 f(x)=|x−2|+|x+1|,求 f(x) 的最小值;并给出方程 f(x)=a 有解时 a 的条件。若 a=3,有几个解?

解析

由题1 的分段结果:x<−1 时 f=1−2x 随 x 增大而减小;−1≤x<2 时 f=3 恒定;x≥2 时 f=2x−1 随 x 增大而增大。故最小值就是中段恒值 3,取到最小值的 x 有无穷多个(整段 [−1,2) 加上端点 2)。

因此 f(x)=a 有解当且仅当 a≥3。a<3 无解;a=3 有无穷多解;a>3 恰有两个解(左右各一)。本题 a=3 = 3,属于「恰在最小值」的边界情形,解集是 [−1,2],不是两个数。

回代核验:f(−1)=|−3|+0=3,f(2)=0+3=3,端点都取到;若误答「两个解」,是把 a>3 的结论套到了 a=3 上。边界情形必须单独判。

答案 最小值 3;f(x)=a 有解当且仅当 a≥3;a=3 时解集为 [−1,2],无穷多解

采分点 分段单调性 2 分;最小值 3 1 分;有解条件 a≥3 2 分;a=3 的边界解集 2 分;端点回代 1 分

易错点 把 a=3 当成「两解」;漏掉中段整段取到最小值这一事实

三、规律小结与对照表

区间去掉绝对值后方程/结论验根
x<−11−2xx=-2-2<−1 成立
−1≤x<23 恒定3=5 无解无需解
x≥22x−1x=33≥2 成立
有解条件a≥3a=3 时整段边界单判

小结:零点切段 → 每段去号 → 解出必验区间 → 再看恒值段给最小值与有解条件。本题两解 -2、3,最小值 3,a=3 时解集是一整段而不是两个点。题面与数值均为自编示意。

四、自测清单

  • 能用两个零点把数轴切成三段
  • 能在每段正确去绝对值符号
  • 能把解回代验是否落在本段区间
  • 能由中段恒值得到最小值
  • 能写出 a≥3 的有解条件
  • 能单独处理 a=3 时解集为整段的边界情形
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):多项式、数列、计数、复数、不等式与二项式相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招数学·绝对值方程的分段讨论:端点必须回代
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