绝对值的几何意义及其运算(绝对值的几何意义)
天津新东方小编今天找到了一个非常有趣的几何绝对值问题解析,就转载了过来!希望同学们能喜欢!
一、绝对值的几何意义:数轴上,表示一个数的点与原点的距离,叫做这个数的绝对值.如数a的绝对值记作|a|,表示数a的点与原点的距离.
例如|3|指在数轴上3与原点的距离,这个距离是3,所以3的绝对值是3。同样, |-3|指在数轴上表示-3与原点的距离,这个距离是3,所以-3的绝对值也是3。
动图解析:
绝对值的概念来自于数轴上两点之间的距离,最后抽象为一个非负数,这就决定了绝对值具有几何意义和代数意义,绝对值的本质就是两点间的距离
二、两点间的距离在数轴上,一个数到原点的距离叫做该数的绝对值。
但是我们其实可以把|a|看作|a-0|,这样就能表示为数a的点与数0的点的距离.那么|a-5|表示什么呢?千万别说成数a-5的点与数0的点的距离.而应该看成数a的点与数5的点的距离.不能理解的同学,我们就举最简单的例子,数10的点与数5的点的距离是多少,你肯定是知道是10-5,那这里只不过把10换成了a而已,如果a比5小,加个绝对值符号,保证距离的非负性即可,这下你明白了吧.那么|a+5|表示什么呢?|a+5|=|a-(-5)|,表示数a的点与数-5的点的距离.最后,你能说出|a-b|和|a+b|的几何意义吗?
|a-b|表示数轴上表示a的点和表示b的点的距离|
用几何画板动图解析如下:
①a>0,b>0和a>0,b=0时,AB=a-b
②a>0,b<0时,AB=a-b
③a>0,b<0时,AB=a-b
综上:a>b时,AB=|a-b|=大数-小数
三、绝对值的典型例题
类型1.绝对值化简求最值
例1.阅读材料:我们知道:点A、B在数轴上分别表示有理数a、b,A、B两点之间的距离表示为AB,在数轴上A、B两点之间的距离AB=|a﹣b|.所以式子|x﹣3|的几何意义是数轴上表示有理数3的点与表示有理数x的点之间的距离.
根据上述材料,解答下列问题:
(1)若|x﹣3|=|x 1|,则x=_______;
(2)式子|x﹣3| |x 1|的最小值为______;
(3)若|x﹣3| |x 1|=7,求x的值.
【解答】(1)根据绝对值的意义可知,此点必在﹣1与3之间,故x﹣3<0,x 1>0,
∴原式可化为3﹣x=x 1,∴x=1;
(2)根据题意,可知当﹣1≤x≤3时,|x﹣3| |x 1|有最小值.
∴|x﹣3|=3﹣x,|x 1|=x 1,
∴|x﹣3| |x 1|=3﹣x x 1=4;
(3)∵|x﹣3| |x 1|=7,
若x>3,则原式可化为(x﹣3) (x 1)=7,x=9/2;
若﹣1≤x≤3,则﹣(x﹣3) (x 1)=7,x不存在;
若x<﹣1,则﹣(x﹣3)﹣(x 1)=7,x=﹣5/2;
∴x=9/2或x=﹣5/2.
故答案为:1,4,x=9/2或x=﹣5/2.
类型2 绝对值知识的实际应用
例2.为了加强校园周边治安综合治理,警察巡逻车在学校旁边的一条东西方向的公路上执行治安巡逻,如果规定向东为正,向西为负,从出发点开始所走的路程(单位:千米)为:
2,﹣3, 2, 1,﹣2,﹣1,﹣2
(1)此时,这辆巡逻车司机如何向警务处描述他现在的位置?
(2)已知每千米耗油0.25升,如果警务处命令其巡逻车马上返回出发点,这次巡逻共耗油多少升?
【解答】(1)根据题意得: 2 (﹣3) 2 1 (﹣2) (﹣1) (﹣2)=﹣3.
由此时巡边车出发地的西边3km处.
(2)依题意得:
0.25×(| 2| |﹣3| | 2| | 1| |﹣2| |﹣1| |﹣2| |﹣3|)=0.25×16=4,
答:这次巡逻共耗油4升.
类型3 绝对值中数学思想方法
在绝对值的知识点中,蕴含了许多重要的数学思想.
(1)分类讨论思想:绝对值化简时,要根据被化简式子的正负性来分类.
在实际解题时,我们通常要去绝对值符号:根据绝对值符号内的代数式的正负,分情况讨论(一般是分大于0,小于0,等于0几种情况),判断每一个绝对值符号的正负后再把绝对值符号去掉,去绝对值符号要根据绝对值的代数意义来取正负号。
显然,在去绝对值符号时,我们需要具备分类讨论的数学思想。正是由于这点,使绝对值的题型成为刚上初中的同学的一个难点。
例3.已知数轴上点A和点B分别位于原点O两侧,点A对应的数为a,点B对应的数为b,且AB=9.
(1)若b=﹣6,直接写出a的值;
(2)若C为AB的中点,对应的数为c,且OA=2OB,求c的值.
【解答】(1)∵AB=9,b=﹣6,而点A和点B分别位于原点O两侧,∴a﹣(﹣6)=9,∴a=3,故a的值为3.
(2)∵OA=2OB,而AB=9,∴OA=6,OB=3,AC=4.5,
①若A点在原点左侧,则C点表示的数为﹣6 4.5=﹣1.5,
②若A点在原点右侧,则C点表示的数为6﹣4.5=1.5,
故c的值为﹣1.5或1.5.
(2)整体思想:绝对值化简时,有时需要将被化简式子看作整体.
例4.已知(|x 1| |x﹣2|)(|y﹣2)| |y 1|)(|z﹣3| |z 1|)=36,求2016x 2017y 2018z的最大值和最小值
【解答】∵|x 1| |x﹣2|≥3,(|y﹣2| |y 1|)≥3,(|z﹣3| |z 1|)≥4,
又∵(|x 1| |x﹣2|)(|y﹣2| |y 1|)(|z﹣3| |z 1|)=36,
∴|x 1| |x﹣2|=3,|y﹣2| |y 1|=3,|z﹣3| |z 1|=4,
当|x 1| |x﹣2|=3时,x最小取﹣1,最大取2,
当|y﹣2| |y 1|=3时,y最小取﹣1,最大取2,
当|z﹣3| |z 1|=4时,z最小取﹣1,最大取3
所以2016x 2017y 2018z的最大值为:2016×2 2017×2 2018×3
=14120,
2016x 2017y 2018z的最小值为:2016×(﹣1) 2017×(﹣1) 2018×(﹣1)
=﹣6051
(3)数形结合思想:绝对值的几何意义中,结合数轴来了解,更加简单易懂.
例5.回答下列问题:
①数轴上表示2和5两点之间的距离是_____,数轴上表示1和﹣3的两点之间的距离是_____ .
②数轴上表示x和﹣2的两点之间的距离表示为_____.数轴上表示x和5的两点之间的距离表示为______ .
③若x表示一个有理数,则|x﹣1| |x 3|的最小值=______.
④若x表示一个有理数,且|x 3| |x﹣2|=5,则满足条件的所有整数x的是______.
⑤若x表示一个有理数,当x为______,式子|x 2| |x﹣3| |x﹣5|有最小值为______.
【解答】①数轴上表示2和5两点之间的距离是5﹣2=3,数轴上表示1和﹣3的两点之间的距离是1﹣(﹣3)=4,
故答案为:3,4;
②数轴上表示x和﹣2的两点之间的距离表示为|x﹣(﹣2)|=|x 2|,数轴上表示x和5的两点之间的距离表示为|5﹣x|,
故答案为:|x 2|,|5﹣x|;
③当x<﹣3时,|x﹣1| |x 3|=1﹣x﹣x﹣3=﹣2x﹣2,
当﹣3≤x≤1时,|x﹣1| |x 3|=1﹣x x 3=4,
当x>1时,|x﹣1| |x 3|=x﹣1 x 3=2x 2,
在数轴上|x﹣1| |x 3|的几何意义是:表示有理数x的点到﹣3及到1的距离之和,所以当﹣3≤x≤1时,它的最小值为4,故答案为:4;
④当x<﹣3时,|x 3| |x﹣2|=﹣x﹣3 2﹣x=﹣2x﹣1=5,解得:x=﹣3,
此时不符合x<﹣3,舍去;
当﹣3≤x≤2时,|x 3| |x﹣2|=x 3 2﹣x=5,此时x=﹣3或x=﹣2或0或1或2;
当x>2时,|x 3| |x﹣2|=x 3 x﹣2=2x 1=5,解得:x=2,此时不符合x>2,舍去;
当x=0时,|x 3| |x﹣2|=5;
当x=1时,|x 3| |x﹣2|=5;
当x=﹣1时,|x 3| |x﹣2|=5;
故答案为:﹣3或﹣2或﹣1或0或1或2;
⑤∵设y=|x 2| |x﹣3| |x﹣5|,
i、当x≥5时,y=x 2 x﹣3 x﹣5=3x﹣6,
∴当x=5时,y最小为:3x﹣6=3×5﹣6=9;
ii、当3≤x<5时,y=x 2 x﹣3 5﹣x=x 4,∴当x=3时,y最小为7;
iii、当﹣2≤x<3时,y=x 2 3﹣x 5﹣x=10﹣x,∴此时y最小接近7;
iiii、当x<﹣2时,y=﹣x﹣2 3﹣x 5﹣x=6﹣x,∴此时y最小接近8;
∴y的最小值为7.故答案为:3,7.
绝对值知识的易错点:
1.概念模糊,定义理解不透彻,
如:绝对值是它本身的数是非负数,很多同学潜意识里会认为是正数,这是典型的概念理解不透彻。
2.去绝对值化简,一定要把绝对值内的式子可做一个整体;去括号时,括号前面是“—”号,要变号;
3.在解关于绝对值的未知数时,容易丢解或漏解,最简单的例子|a|=3,a=±3,一定是两个解!
4.与相反数,倒数混淆:绝对值是它本身的数是非负数;相反数是它本身的数是0,倒数是它本身的数是±1。
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