本题导读

本题考查绝对值函数的图象。核心在于零点分段法、数形结合法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2021年甲卷理)已知函数 ,.

(1)画出 和 的图象;

(2)若 ,求 的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(分段作图):

    • 寻找零点:找出绝对值符号内部为零的点,对于 是 ;对于 是 和 。

    • 去绝对值:利用零点将定义域分段,分别判断每段内绝对值内部符号,去绝对值化简为一次函数或常数。

    • 绘制图象:在坐标系中画出折线图。

  2. 第二问(数形结合求参):

    • 几何意义转化: 在几何上意味着,将 的图象向左或向右平移 个单位后,得到的新图象始终位于 图象的上方(或与其相交)。

    • 锁定临界点:观察 的图象特征,其最高点所在的平线段右端点为 。因为 是一个开口向上的 型折线,要使其完全包住 ,其右侧射线必须“盖住”点 。

    • 代数计算:利用临界点坐标代入 的右侧射线方程,解出 的不等式。

✅【答案】

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(1) 图象特征及分段解析见解析

(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1)画出 和 的图象

1. 分段化简 :

函数 只有一个零点 。

其图象是以 为顶点,开口向上的 型折线.

2. 分段化简 :

函数 有两个零点 和 。

分三段进行讨论:

  • 当 时:,

  • 当 时:,

  • 当 时:,

综合得到分段函数:

其图象是一条呈“Z”字型上升的连续折线,在 段斜率为 ,两端为水平射线.

(2)求 的取值范围

1. 分析图象平移与位置关系:

条件 等价于函数 的图象始终不在 的图象下方.

函数 的图象是将 的图象沿 轴平移得到的,其顶点为 ,左右两支射线的斜率分别为 和 .

2. 寻找临界约束点:

观察 的图象:其最大值为 ,且在 时恒取最大值 .

为了让开口向上的 型函数 能够“盖住”整个 :

  • 的最低点为 ,而 在 上为 ,所以在 这一段,必须由 递增的“右臂”(方程为 )来覆盖.

  • 临界卡点就在 达到最高的起始点,即 .

3. 建立并求解不等式:

只要 的右臂在 处的值不小于 ,且其顶点坐标在 的左侧,就能确保全面覆盖。

即要求在 处:

且右臂对应 ,代入得:

解得:

(验证左臂情况:当 时,顶点 。此时 在 均处于右臂上升段,斜率为 1。而 在该段斜率为 4,从左向右看 追赶 ,在 处 满足,说明整段满足覆盖)

结论:

的取值范围为 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心技巧:

    1. 零点分段法:绘制绝对值函数图象的不二法门,熟练掌握“内侧函数为斜率和、外侧函数为定值”的规律。

    2. 数形结合法:在处理 时,将代数方程转化为几何中“V型折线罩住阶梯折线”的画面,通过寻找决定性的高点(即 ),能瞬间化繁为简。

  • 避坑指南:单纯用代数法分段去解 会极其繁琐,且极易在无穷多个区间的交并运算中漏解。此类问题一旦涉及“恒成立”,画草图是唯一的“解药”。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:待补

  2. 结论推广:待补

🔗【关联脉络】

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