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有絕對值的不等式要怎麼求

生活 更新时间:2025-03-13 19:20:08

昵稱為“Zach”的讀者朋友問到下面的問題:

左老師,這道題看了解析以後總覺得怪怪的,但是又沒有強有力的證據支持我的想法,所以想問問您 .

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)1

這道題有三點疑惑.

第(1)處那裡,它是同時用了兩個基本不等式.

請問,這裡滿足基本不等式中的“正、定、等”嗎?

不是說相加或相乘要為定值嗎?但(2x-1)*1也不為定值啊.

第(2)處那裡.即便第(1)處沒有問題,在連用兩個基本不等式之後,已經是前一個式子的最小值,這裡又再用一次基本不等式求最小值的最小值,合理嗎?

第(3)處,因為用了三次基本不等式.當然要有三個當且僅當.

這樣解雖然使用了基本不等式,但是右邊的式子并不是定值,結果正确嗎?

顯然,當x=2時,(9-2x)x的值等于10>9,所以上面的解法錯誤.

錯誤是如何發生的呢?

我們分别畫出兩個函數f(x)=(9-2x)x,g(x)=[(9-x)/2]^2的圖象.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)2

從上圖我們能看出:随着x的變化,(9-2x)x、[(9-x)/2]^2也都在變化,而且(9-2x)x始終小于等于[(9-x)/2]^2.

而且,當9-2x=x即x=3時,(9-2x)x等于[(9-x)/2]^2.

這些都沒有錯.

但是來了.

但是取等号時的位置并不是取最值的位置.

怎樣能保證取等号時就是最值呢?

答案是:必須定值!

看正确解法.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)3

再看圖象,我們畫出函數兩個函數f(x)=(9-2x)x,g(x)=81/8的圖象.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)4

看出定值的好處來了嗎?

因為是定值,它的圖象是一條平行于x軸的直線,這樣就保證了——f(x)的圖象都在直線的下方,取等号的位置就是最值的問題.

最後就到了“等”的要求了.

無需多言,如果等号取不到,最值顯然也取不到.

2

可以多步到達“定”,隻要多個等号能同時取得

從上面的分析我們能看出,用基本不等式求最值不僅要求“一正二定三相等”,而且順序都不能變——先要求"正",再要求"定",最後研究取等的條件是否滿足.

當然,如果隻是使用基本不等式研究兩個變量的不等關系,隻要明白“正”和“相等”就夠了.

比如,我們隻是比較0<x<9/2時,(9-2x)x與(9-x)^2/4的大小關系.

首先确定是否為正數.

然後使用基本不等式,知道(9-2x)x<=(9-x)^2/4.

最後我們确定,當9-2x=x即x=3時,二者相等.

這就為“定值”提供了另外一種路徑——多步到達“定值”.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)5

畫出圖來,是這樣的感覺.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)6

隻要中間的兩個等号能夠同時取得,f(x)也能取得最小值.

所以,你提供的答案解析是可行的.

回到你的問題:如果中間的幾個等号不能同時取得,怎麼辦?

那就說明,這個解法行不通,要換别的思路.

畫出圖來,就類似于這樣.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)7

從上圖看出,兩個取等條件不一緻,所以最終取不到最值.

3

有無其它解法?

你問是否有易于理解的解法?

我想,你的意思是問,有沒有一步到位的解法?

也有,但同時需要學一點基本不等式的拓展——從二元到多元.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)8

上面的解法中,用到了四元的基本不等式.

實際上,基本不等式可拓展到n元.學霸筒子們可參考.

有絕對值的不等式要怎麼求(基本不等式求最值為什麼一定要)9

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