本题导读
本题考查绝对值不等式的解法,以及零点分段讨论法。
📌【题干】
Question
(2012年湖南卷(理)) 不等式 的解集为 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 因为不等式中含有两个绝对值符号,所以采用零点分段法。令 ;令 。
- 因为这两个零点将实数轴切分为三个区间: 、 、 ,所以分三种情况分别去掉绝对值符号。
- 因为是在特定区间内解不等式,所以求出的代数解必须与当前区间的定义域范围取交集,最后将三段支线的有效解集取并集。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
因为绝对值内部的多项式零点分别为 和 , 所以我们按此零点将实数集分为三个区间进行分类讨论:
情况一:当 时 因为此时 且 , 所以去掉绝对值符号需变号: , 。 代入原不等式得: 因为 恒为不可能的不等式,所以在该区间内无解,即解集为 。
情况二:当 时 Because 此时 且 , 所以去掉绝对值符号得: , 。 代入原不等式得: 将解 与当前区间的硬性约束 取交集,得:
情况三:当 时 因为此时 且 , 外层绝对值可直接去掉: , 。 代入原不等式得: 因为 恒成立,所以当前区间内的所有实数均为合规解。 将此解与当前区间约束 取交集,得:
综合上述三种情况,将各个分段内的有效解集取并集合并:
故答案为:(或写为区间形式 )
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:零点分段讨论法的区间划分、绝对值不等式去掉符号时的正负号判定、分段解与区间定义域的交并集运算。
- 核心方法:零点分段化归法。处理含有两个或多个绝对值的不等式,无条件采用零点切分法将数轴分段,将其退化化归为普通的线性不等式组求解。
- 避坑指南:
- 因为在分段求解后,极易忘记将算出来的解与当前区间的硬性范围取交集,所以经常会在“情况三”中误以为解集是全集 。必须牢记“段内取交,段间取并”的八字纲领。
- 因为去绝对值符号时前面常带有负号(如情况一的 ),符号嵌套较多,需特别注意去括号时的符号负负得正变号。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题源于人教A版高中数学老教材选修4-5《不等式选讲》中关于绝对值不等式解法的常规经典压轴填空题。
- 结论推广:
- 绝对值不等式移项平方快速模型:若观察本题的代数结构,可以将负项移到等式右端: 。因为不等式两端均恒为非负数,所以满足两边同时作平方保持不等号方向不变的性质:
- 展开并化简两端的完全平方多项式:
- 两端消去二次项 :
- 结果只需 3 行算式。掌握这一“非负项平方去绝对值模型”,在面对项数系数合适的绝对值不等式时,可以彻底跳过复杂的零点分段讨论,实现高效快速得出。
🔗【关联脉络】
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