内容正文:
专题08 绝对值中的化简求值问题探究
【压轴题常考题型梳理】
【题型01】 已知范围化简绝对值
【题型02】 根据数轴上点的位置化简绝对值
【题型03】 解绝对值方程
【题型04】 利用绝对值的非负性求最值
【题型05】 用分类讨论思想对绝对值化简求值
【题型06】 用分类讨论思想化简绝对值的除法
【题型07】 利用绝对值的几何意义化简求值
【题型01】 已知范围化简绝对值
【例1】(2024-2025七年级上·江苏徐州·阶段练习)已知、为有理数,,且,当、取不同的值时,的值等于( )
A. B.或 C.或 D.或
【答案】D
【分析】本题考查了绝对值的含义,分四种情况讨论即可得到结果,不重不漏是解题的关键.
【解答】解:∵,
∴当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
∴的值等于或,
故选:D.
【变式1-1】(2024-2025七年级上·全国·期末)已知,,化简应为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查绝对值的性质,根据绝对值的性质和已知条件,去掉绝对值即可得出答案.
【解答】解:∵,,
∴,,
∴,
故选:C.
【变式1-2】(2023-2024七年级上·广东梅州·期中)若,则 .
【答案】4
【分析】此题主要考查绝对值的性质,当时,;当时,,解题的关键是如何根据已知条件,去掉绝对值.由,根据绝对值的性质可得,然后然后合并同类项即可求解.
【解答】解:,
,,
.
故答案为:4
【变式1-3】(2023-2024七年级上·重庆渝北·期末)已知,化简的结果是
【答案】/
【分析】本题主要考查了有理数的有关计算,整式的加减等知识,先根据已知条件,判断和的正负,再根据绝对值的性质进行化简即可,解题关键是熟练掌握绝对值的性质.
【解答】解:,
,,
,
故答案为:.
【题型02】 根据数轴上点的位置化简绝对值
【例2】(2023-2024七年级上·广东佛山·期末)有理数a,b,c在数轴上对应的点的位置如图所示.
(1)由图可得:______(用“”“”“”填空);
(2)由图可得:______0,______0,______0(用“”“”“”填空);
(3)结合(2)化简:.
【答案】(1)
(2);;
(3)
【分析】本题主要考查了根据数轴上点的位置判断式子符号,化简绝对值和整式的加减计算:
(1)根据数轴上点的位置即可得到答案;
(2)根据数轴可得,据此判断式子符号即可;
(3)根据(2)所求,先去绝对值,再去括号,最后合并同类项即可.
【解答】(1)解:由数轴上点的位置可知,
故答案为:;
(2)解:由题意得,,
∴,
故答案为:;;;
(3)解:∵,
∴
【变式2-1】(2024-2025七年级上·重庆渝北·期中)有理数在数轴上对应的点的位置如图所示,则下列各式正确的个数有( )
①;②;③;④
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【分析】本题考查看有理数与数轴,根据数轴可得,,据此逐项判断即可求解,掌握绝对值的意义是解题的关键.
【解答】解:由数轴可得,,,
∴,,,
故正确,②错误;
∵,
∴,
即,故④正确;
综上,正确的个数有个,
故选:.
【变式2-2】(2024-2025七年级上·陕西咸阳·期中)如图所示,已知有理数,,在数轴上位置如图所示,化简式子的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题综合考查了数轴、绝对值,有理数的加减法法则及整式的加减运算,根据数轴可得,,,进而化简绝对值,即可求解.
【详解】解:由数轴可得,
∴,,,
∴
,
故选:C.
【变式2-3】(2023-2024七年级上·云南保山·期末)已知三个有理数在数轴上的位置如图所示.
(1)______0,______0;(填“>”或“<”)
(2)如果互为相反数,则______;
(3)化简:
【答案】(1);
(2)
(3).
【分析】本题主要考查数轴、绝对值的性质、整式的加减.
(1)根据、、在数轴上的位置即可求解;
(2)根据相反数的定义即可求解;
(3)结合数轴,根据绝对值性质去绝对值符号,再合并即可求解.
【解答】(1)解:由数轴可知,,,则
,,
故答案为:,;
(2)解:∵、互为相反数,
∴.
故答案为:;
(3)解:∵,,
∴,,,
.
【题型03】 解绝对值方程
【例3】(2024-2025七年级上·贵州遵义·期末)规定:,如,下列结论中正确的是 ( )
A.若则的值为8或2
B.若则
C.若取得最小值时,则的取值范围为
D.若则
【答案】B
【分析】本题考查绝对值方程,代数式求值;根据绝对值的性质计算可得x的值,可对A选项进行判断;根据绝对值的性质去绝对值计算可对B选项进行判断;根据绝对值的几何意义可对C选项进行判断;利用绝对值的非负数性质可求出x,y的值,可对D选项进行判断;综上即可得答案.
【解答】解:A、若,则,
∴或,故本选项错误;
B、,
当时,,故本选项正确;
C、,
∵当时,由最小值,
∴取得最小值时,y的取值范围是,故本选项错误;
D、若,则,
∵,,
∴,,
∴,,
∴,故本选项错误.
故选:B
【变式3-1】(2023-2024七年级·河南周口·期中)方程的解为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】由,得到或,分别解一元一次方程,即可求解,
本题考查了,解绝对值方程,解题的关键是:熟练掌握解绝对值方程.
【解答】解:∵,
∴或,
解得:或,
故选:C.
【变式3-2】(2024-2025七年级上·广东汕头·阶段练习)阅读材料:点A,B在数轴上分别表示有理数a,b,A,B两点之间的距离可表示为.例如:的几何意义是数轴上表示有理数x的点与表示6的点之间的距离.如图,已知数轴上两点A、B对应的数分别为和2,数轴上另有一个点P对应的数为有理数x.
(1)点A、B之间的距离为 .
(2)点P、A之间的距离 (用含x的式子表示);若,则 .
(3)若点P在点A、B之间,则 .
(4)若,则点P表示的有理数 .
【答案】(1)3
(2),3或
(3)3
(4)或3
【分析】本题考查了在数轴上表示有理数,数轴上两点之间的距离,绝对值的几何意义.绝对值方程,化简绝对值等知识.熟练掌握在数轴上表示有理数,数轴上两点之间的距离,绝对值的几何意义,绝对值方程,化简绝对值是解题的关键.
(1)根据题意直接求点A、B之间的距离即可;
(2)由题意知,点、之间的距离,当时,计算求解即可;
(3)由点在线段上,可得,计算求解即可;
(4)由题意知,当时,,计算求出满足要求的解即可;当时,,舍去;当时,,计算求出满足要求的解即可.
【解答】(1)解:根据题意得:点A、B之间的距离为,
故答案为:3;
(2)解:由题意知,点、之间的距离,
当时,
解得:或,
故答案为:或3;
(3)解:∵点在线段上,
,
故答案为:3.
(4)解:由题意知,当时,,
解得,;
当时,,舍去;
当时,,
解得,;
综上所述,点表示的有理数为或3,
故答案为:或3.
【变式3-3】(2023-2024七年级上·吉林长春·期末)“数形结合”是一种非常重要的数学思想,它可以把抽象的数量关系与直观的几何图形结合起来解决问题.
探究:方程,可以用两种方法求解,将探究过程补充完整.
方法一、当时,;
当时,
___________.
方法二、的意义是数轴上表示x的点与表示___________的点之间的距离是2.
上述两种方法,都可以求得方程的解是___________.
应用:根据探究中的方法,求得方程的解是__________.
拓展:方程的解是___________.
【答案】探究:、1、或;应用:或;拓展:.
【分析】本题考查了绝对值的意义,解绝对值方程,数轴上两点之间的距离.熟练掌握绝对值的意义,解绝对值方程,数轴上两点之间的距离是解题的关键.
探究:根据题意化简绝对值,利用绝对值的意义进行作答即可;
应用:由的意义是数轴上表示x的点与表示和两点之间的距离和为9,表示和两点之间的距离为4,可知表示x的点在左侧,或在1右侧;分当时,当时,解绝对值方程即可;
拓展:由题意知,,整理得,分当时,当时,当时,三种情况解绝对值方程即可.
【解答】探究:解:由题意知,当时,,
解得,;
当时,,
解得,;
的意义是数轴上表示x的点与表示1的点之间的距离是2,
上述两种方法,都可以求得方程的解是或;
故答案为:、1、或.
应用:解:的意义是数轴上表示x的点与表示和两点之间的距离和为9,
∵表示和两点之间的距离为4,
∴表示x的点在左侧,或在1右侧;
当时,,
解得,;
当时,,
解得,;
综上所述,或;
拓展:解:,
∴,
当时,,无解;
当时,,无解;
当时,,
解得,;
故答案为:.
【题型04】 利用绝对值的非负性求最值
【例4】(2024-2025七年级上·广东广州·期中)设个有理数满足,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是绝对值的非负性的应用,由,结合已知条件得到,再取值验证符合题意即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【解答】解:∵,
∴,
∴,
当时,取,,
则且,满足题目条件,故所求的最小值为,
故选:.
【变式4-1】(2023-2024七年级·福建泉州·期中)如果x为有理数,式子存在最大值,这个最大值是( )
A.2025 B.2024 C.2023 D.2022
【答案】C
【分析】本题考查的是绝对值的非负性的含义,理解的最小值是0是解本题的关键.
【解答】解:∵x为有理数式子存在最大值,
∴当,最大为2023,
故选C.
【变式4-2】(2024-2025七年级上·江苏扬州·期中)设,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】表示在数轴上,数到,,的距离之和,则可知当时,取得最小值为,则问题随之得解.
【解答】∵表示在数轴上,数到,,的距离之和,且设该值为a,
结合数轴可知:当数x在1的左侧,此时a的值必然大于2;当数x在3的右侧,此时a的值也必然大于2;当数x在1和3之间时,此时数x到1和3距离之和为定值2,此时若数x与数2重合,即数x到数2距离为0,则a的值取最小,为2;
即当时,取得最小值,为,
∴,
∴,
∴,
即,
∴的最大值为.
故选:.
【点评】本题主要考查了绝对值的意义,理解表示在数轴上数到,,的距离之和,是解答本题的关键.
【变式4-3】(2024-2025七年级上·全国·随堂练习)已知是非负数,且非负数中最小的数是0.
(1)已知,则的值是_________;
(2)当________时,有最小值,最小值是______.
【答案】(1)3
(2)1,2
【分析】本题考查绝对值;
(1)有绝对值的非负性可以得出,代入即可求出答案.
(2)根据绝对值的非负性解题即可.
【解答】(1)∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)∵
∴当时,最小,此时有最小值,
∴当时有最小值,最小值是,
故答案为:1,.
【题型05】 用分类讨论思想对绝对值化简求值
【例5】(2023-2024七年级上·广东东莞·期末)若,.
(1)分别直接写出和的值;
(2)如果,求的值.
【答案】(1),
(2)或1
【分析】本题考查绝对值,代数式求值:
(1)根据绝对值的定义直接求解;
(2)根据确定和的值,代入计算.
【解答】(1)解:,,
,;
(2)解:,,,
,,或,,
当,时,,
当,时,,
即的值为或1.
【变式5-1】(2024-2025七年级上·北京·期中)已知:,且abc>0,a+b+c=0,m的最大值是x,最小值为y,则x+y= .
【答案】-4
【分析】利用有理数的性质,由abc>0,a+b+c=0可判断a、b、c中有两个负数,一个正数,由于,则当a<0,c<0,b>0,m有最大值,当a>0,c<0,b<0,m有最小值,然后利用绝对值的意义计算出x、y即可.
【解答】解:∵abc>0,a+b+c=0,
∴a、b、c中有两个负数,一个正数,
∵,
∴当a<0,c<0,b>0,m有最大值,即m=-1-2+3=0;
当a>0,c<0,b<0,m有最小值,即m=1-2-3=-4,
∴x+y=0+(-4)=-4.
故答案为:-4.
【点评】本题考查了绝对值:若a>0,则|a|=a;若a=0,则|a|=0;若a<0,则|a|=-a.
【变式5-2】(2023-2024七年级上·江苏无锡·期中)已知a,b,c均为整数,且,那么的值 .
【答案】1或2或3或4
【分析】此题主要考查了绝对值的意义,分类讨论是解答此题的关键.首先根据,,均为整数得,均为非负整数,再根据即可得出①,,②,,③,,据此根据每一种情况求出的值即可.
【解答】解:,,均为整数,
,均为非负整数,
又,
,,或,,或,,
①当,时,,,
;
②当,时,,,
;
③当,时,此时或2,
或.
综上所述,的值是1或2或3或4.
故此题答案为:1或2或3或4.
【变式5-3】(2024-2025七年级上·安徽合肥·阶段练习)是双重绝对值运算,运算顺序是先求的差的绝对值,再求与差的绝对值的差的绝对值.求:
(1)若,,,的最小值为 .
(2)若随意三个互不相等的正整数输入双重绝对值进行运算,如果最大值为18,则最小值为
【答案】 2 14
【分析】(1)根据,,,得解答即可.
(2)分类计算即可.
本题考查了绝对值的计算,熟练掌握绝对值的计算是解题的关键.
【解答】解:(1)根据,,,得,
,
故答案为:2.
(2)解:根据是双重绝对值运算,
故三个互不相等的正整数输入双重绝对值进行运算,得或或,
当时,由三个互不相等的正整数,且双重绝对值最大值为18,
,,此时最小值是18;
当时,由三个互不相等的正整数,且双重绝对值最大值为18,
时,
当时,,不符合题意;
当时,,,最小值为:,
当时,
当时,,最小值为18,
当时,,,最小值为:,
同理可证的最小值也是14或18,
综上所述,最小值为14,
故答案为:14.
【题型06】 用分类讨论思想化简绝对值的除法
【例6】(2024-2025七年级上·重庆渝中·期末)已知,,若,则x的最大值与最小值的乘积为( )
A. B. C.6 D.24
【答案】A
【分析】本题考查了有理数的除法,有理数的乘法,绝对值的性质,熟记运算法则是解题的关键.
【解答】解:∵,
∴a、b、c有1个负数或3个负数.
∵,
∴a、b、c只有1个负数,
∴,,,
当时,,时,
,
当时,,时,
,
当时,,时,
,
∴x的最大值为6,最小值为,
∴,
即x的最大值与最小值的乘积为.
故选:A.
【变式6-1】(2024-2025七年级上·四川南充·期中)下列结论:①若,则;②若,则,③若,则,④若,则;⑤已知,,均为非零有理数,若,则的值为2或.其中,错误的结论是 (填写序号)
【答案】②③④
【分析】本题主要考查了相反数,绝对值的意义.利用相反数的意义,绝对值的意义对每个说法进行判断,错误的举出反例即可.
【解答】解:①若,则,正确,不符合题意;
②若,则,原结论不正确,符合题意;
③若,则,原结论不正确,符合题意;
④若,当时,则,原结论不正确,符合题意;
⑤∵a、b、c均为非零有理数,若,,,
∴a、b、c有四种情形:或或或,
当时,原式;
当时,原式,
当时,原式,
当时,原式.
综上,已知a、b、c均为非零有理数,若,,,则的值为2或.正确,不符合题意;
故答案为:②③④.
【变式6-2】(2023-2024七年级上·湖北武汉·期中)我们知道数轴上表示数a的点与原点的距离叫做数a的绝对值,利用数轴及绝对值知识结合数形结合.分类讨论思想可以解决一些问题.求解下列问题:
(1)若时,的值为___________;
(2)若成立,则___________;
(3)若,则___________;
(4)当式子取最小值时,相应的x的取值范围___________,最小值是___________.
【答案】(1)
(2)2
(3)0或
(4);7
【分析】(1)根据绝对值的性质代入化简即可;
(2)根据题意得出表示数轴上数a的点到的距离与到9的距离相等,然后求出中点到的距离为7,即可求解;
(3)根据题意,分情况讨论分析,然后代入求解即可;
(4)表示数轴上数x的点到的距离与到4的距离和,得出当时,距离和即为到4的距离即可求解.
【解答】(1)解:时,,
故答案为:;
(2)表示数轴上数a的点到的距离与到9的距离相等,
∵与9的距离为,
∴中点到的距离为7,
∴,
∴,
故答案为:2;
(3)∵,
∴分情况讨论:当时,,;
当时,,;
当时,,;
当时,,;
综上可得:值为0或,
故答案为:0或;
(4)表示数轴上数x的点到的距离与到4的距离和,
当时,距离和即为到4的距离,
故答案为:;7.
【点评】题目主要考查绝对值的意义及化简,理解绝对值在数轴上的意义上解题关键.
【变式6-3】(2023-2024七年级上·江苏扬州·期末)特殊与一般是重要的数学方法,当我们遇到复杂问题时,可以通过特殊情况下的分析尝试,积累经验再进行一般化的研究.
(1):若,则的值确定吗?若确定,求出确定的值;若不确定,说明理由;
特例分析:当时,__________;当时,__________;
一般化研究:若,则__________;
(2):若,,求的值;
(3):若,且,,,……,,这2024个数中有个正数,则的值为__________(用含的式子表示).
【答案】(1)1,,
(2),0,2
(3)
【分析】本题考查了根据绝对值的含义化简分式:
(1)将数值代入进去即可求得结果;
(2)根据关系式分三种情况即可求得结果;
(3)根据一般化研究可得到结果;
正确计算是解题的关键.
【解答】(1)解:当时,,
当时,,
若,则当时,,当时,,
∴若,则,
故答案为:1,,;
(2)解:∵,,
∴,,,
当时,此时且,
∴,
当时,此时且,
∴,
当时,此时且,
∴,
综上的值为,0,2;
(3)解:由(1)可得若,则当时,,当时,,
∵,,,……,,这2024个数中有个正数,
∴有个负数,
∴,
故答案为:.
【题型07】 利用绝对值的几何意义化简求值
【例7】(2024-2025七年级上·重庆万州·阶段练习)阅读下面材料:如图,点在数轴上分别表示有理数,则两点之间的距离可以表示为,根据阅读材料与你的理解回答下列问题:
(1)数轴上表示3与的两点之间的距离是 ;
(2)数轴上有理数x与有理数7所对应两点之间的距离用绝对值符号可以表示为 ;
(3)代数式可以表示数轴上有理数x与有理数所对应的两点之间的距离;若,则______;
(4)求代数式的最小值为 .
【答案】(1)5
(2)
(3)43或7
(4)504
【分析】本题考查绝对值的几何意义,数轴上两点间距离公式:
(1)根据数轴上两点间距离公式即可求解;
(2)根据数轴上两点间距离公式即可求解;
(3)表示数轴上有理数x与25所对应的两点之间的距离为18,由此可解;
(4)先计算的最小值,结合数轴,可得的最小值为.
【解答】(1)解:数轴上表示3与的两点之间的距离是:,
故答案为:5;
(2)解:数轴上有理数x与有理数7所对应两点之间的距离用绝对值符号可以表示为:,
故答案为:;
(3)解:表示数轴上有理数x与25所对应的两点之间的距离为18,
因此或,
故答案为:43或7;
(4)解:当时,有最小值,
最小值为:,
所以,当时,等号成立,
所以的最小值为:504.
故答案为:504.
【变式7-1】(2024-2025七年级上·河南驻马店·期末)同学们都知道,表示4与之差的绝对值,实际上也可以理解为4与两数在数轴上所对应的两点之间的距离.例如,的几何意义是数轴上表示有理数5的点与表示有理数的点之间的距离.根据所学知识试探索下列问题的答案.
(1)若,则 .
(2)请找出符合条件的,使得.
(3)由以上探索猜想:对于任何有理数是否有最小值?如果有,写出最小值;如果没有,说明理由.
【答案】(1)1
(2)或
(3)有最小值,最小值为4
【分析】本题考查了绝对值的几何意义,会利用绝对值的几何意义是解题的关键.
(1)将改写成规定形式:,再根据绝对值的几何意义求解;
(2)将改写成规定形式:,表示在数轴上找出某点,使它到与它到2的距离之和为9,画出数轴,分类讨论求解;
(3)的最小值表示在数轴上找出某点,使它到2的距离与它到6的距离之和最小,画出数轴分析求解即可.
【解答】(1)解:将改写成规定形式:,
表示在数轴上找出某一点,使它到5与它到的距离相等,
根据几何意义可知,它是5和的中点,画出数轴知,;
故答案为:1;
(2)解:将改写成规定形式:,表示在数轴上找出某点,使它到与它到2的距离之和为9,画出数轴如下:
观察发现:当在与2之间(包括这两点)时,到与到2的距离之和为.
所以讨论如下:
当时,是负数,也是负数,,解得;
当时,是非负数,是非正数,,无解;
当时,是正数,也是正数,,解得.
所以,或满足;
(3)解:有最小值,最小值为4,理由如下:
就是规定形式,的最小值表示在数轴上找出某点,使它到2的距离与它到6的距离之和最小,画出数轴如下:
观察发现:
当在2与6之间时(包括这两点),到2的距离与到6的距离之和是4;
当和时,到2的距离与到6的距离之和都大于4,
所以有最小值,最小值为4.
【变式7-2】(2023-2024七年级上·云南昆明·期末)“距离”再探究.
【概念理解】
“数形结合”是重要的数学思想.如:表示3与差的绝对值,也可以理解为3与在数轴上所对应的两个点之间的距离.进一步地,数轴上两个点A,B,所对应的数分别用a,b表示,那么A,B两点之间的距离表示为.利用此结论,回答以下问题:
(1)数轴上,点A,B表示的数分别是x,2,则A,B两点之间的距离可以表示为 .
A. B. C. D.
(2)【数学思考】数轴上,点C,D,E表示的数分别是2,4,10.点P是数轴上的动点,设点P表示的数是x.
(Ⅰ)的最小值为 ;
(Ⅱ)填写表格,并回答问题:
x
…
3
4
5
6
…
…
①
②
9
10
…
①处应填 .②处应填 .当 时,取最小值.
(3)【实际应用】在一条笔直的道路l上依次建有A,B,C,D四个停车场,其中B停车场靠近风景区,现准备在道路l上修建一个充电站P,请为充电站P选择一个合理的建造地点,并简要说明理由.
【答案】(1)D
(2)(Ⅰ)2(Ⅱ)9;8;4
(3)点P在点B停车场最合适.理由:由奇中点偶中段可知,点P在线段BC上任何一点都可以使点P到四点距离之和最短,又由于点B停车场靠近风景区,所以点P在点B停车场最合适.
【分析】本题考查数轴上两点的距离,化简绝对值,整式的加减,解答本题的关键是明确绝对值的定义,利用绝对值的知识和分类讨论的数学思想解答.
(1)由已知直接可得答案;
(2)(Ⅰ)是表示x的点P到表示2和4的点的距离之和,分类讨论根据绝对值的性质即可得答案;
(Ⅱ)将,分别代入即可求得空1和空2;分类讨论根据绝对值的性质即可得空3答案;
(3)利用(2)的结论即奇中点偶中段解决即可.
【解答】(1)由A,B两点之间的距离表示为.
故选:D.
(2)(Ⅰ)是表示x的点P到表示2和4的点的距离之和,
当时,原式;
当时,原式;
当时,原式;
∴当时,的最小为2;
故答案为:2.
(Ⅱ)当时,;
当时,;
表示数轴上有理数x所对应的点P到2、4和10所对应的点的距离和,
当时,原式;
当时,原式,
∴
当时,原式,
∴;
当时,原式,
∴;
∴当时,有最小值.
故答案为:9;8;4.
(3)点P在点B停车场最合适.
理由:由奇中点偶中段可知,点P在线段上任何一点都可以使点P到四点距离之和最短,又由于点B停车场靠近风景区,所以点P在点B停车场最合适.
【变式7-3】(2023-2024七年级上·四川成都·期中)【问题背景】
我们知道的几何意义是:在数轴上数对应的点到原点的距离,这个结论可以推广为:表示在数轴上数,对应点之间的距离.在数轴上,点,的位置如图所示,.
【问题解决】
(1)的几何意义是______.
(2)如果点为数轴上一点,它所表示的数为,点在数轴上表示的数为,那么______(用含的代数式表示).
【关联运用】
(1)运用一:代数式的最小值为______.
(2)运用二:代数式的最大值为______.
(3)运用三:已知,则的值为______.
(4)运用四:如图所示,点,,是数轴上的三点,点表示数是,点表示数是,点表示数是,点,,开始在数轴上运动,若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,假设秒后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为.秒后,若的值是一个定值,试确定的值.
【答案】问题解决:(1)点与点之间的距离;(2);关联运用:(1);(2);(3)或;(4)的值是一个定值时,的值为.
【分析】本题考查了数轴上两点间的距离公式,读懂题意,灵活运用所学知识是解答本题的关键.
问题解决:(1)的几何意义是点与点之间的距离;
(2)根据距离公式可得;
关联运用:(1)运用一:代数式表示点与的距离与点与点距离的和,然后分三种情况讨论,得到答案;
(2)运用二:表示点与的距离与点与点距离的差,然后分两种情况讨论,得到答案;
(3)运用三:由(1)知当时|取最小值,已知,然后分三种情况讨论,得到答案;
(4)运用四:时,点表示数是,点表示数是,点表示数是,则,,根据已知条件分情况讨论,得到答案.
【解答】问题解决:
解:(1)的几何意义是点与点之间的距离,
故答案为:点与点之间的距离;
(2)由题意得:
表示的数为,点在数轴上表示的数为,
则与之间的距离,
故答案为:;
关联运用:
(1)运用一:代数式表示点与的距离与点与点距离的和,
当时,,
当时,,
当时,,
综上所述:当时,取最小值为,
故答案为:;
(2)运用二:表示点与的距离与点与点距离的差,
当时,;
当时,
此时;
当时,;
综上所述:当时,代数式取最大值为;
故答案为:;
(3)运用三:由(1)知当时|取最小值,
时,或,
故当时,则,
解得:,
当时,,
解得:,
故答案为:或;
(4)运用四:点表示数是,点表示数是,点表示数是,
根据题意可得:
时,点表示数是,点表示数是,点表示数是,
由已知可知点始终在点右侧,故
而,
当的值是一个定值时,
则为定值,
当时,即时,
,
,
解得,
此时定值为;
当时,即时,
,
,
解得:,
此时定值为;
综上所述:的值是一个定值时,的值为.
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专题08 绝对值中的化简求值问题探究
【压轴题常考题型梳理】
【题型01】 已知范围化简绝对值
【题型02】 根据数轴上点的位置化简绝对值
【题型03】 解绝对值方程
【题型04】 利用绝对值的非负性求最值
【题型05】 用分类讨论思想对绝对值化简求值
【题型06】 用分类讨论思想化简绝对值的除法
【题型07】 利用绝对值的几何意义化简求值
【题型01】 已知范围化简绝对值
【例1】(2024-2025七年级上·江苏徐州·阶段练习)已知、为有理数,,且,当、取不同的值时,的值等于( )
A. B.或 C.或 D.或
【变式1-1】(2024-2025七年级上·全国·期末)已知,,化简应为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2023-2024七年级上·广东梅州·期中)若,则 .
【变式1-3】(2023-2024七年级上·重庆渝北·期末)已知,化简的结果是
【题型02】 根据数轴上点的位置化简绝对值
【例2】(2023-2024七年级上·广东佛山·期末)有理数a,b,c在数轴上对应的点的位置如图所示.
(1)由图可得:______(用“”“”“”填空);
(2)由图可得:______0,______0,______0(用“”“”“”填空);
(3)结合(2)化简:.
【变式2-1】(2024-2025七年级上·重庆渝北·期中)有理数在数轴上对应的点的位置如图所示,则下列各式正确的个数有( )
①;②;③;④
A.个 B.个 C.个 D.个
【变式2-2】(2024-2025七年级上·陕西咸阳·期中)如图所示,已知有理数,,在数轴上位置如图所示,化简式子的值为( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(2023-2024七年级上·云南保山·期末)已知三个有理数在数轴上的位置如图所示.
(1)______0,______0;(填“>”或“<”)
(2)如果互为相反数,则______;
(3)化简:
【题型03】 解绝对值方程
【例3】(2024-2025七年级上·贵州遵义·期末)规定:,如,下列结论中正确的是 ( )
A.若则的值为8或2
B.若则
C.若取得最小值时,则的取值范围为
D.若则
【变式3-1】(2023-2024七年级·河南周口·期中)方程的解为( )
A. B. C.或 D.或
【变式3-2】(2024-2025七年级上·广东汕头·阶段练习)阅读材料:点A,B在数轴上分别表示有理数a,b,A,B两点之间的距离可表示为.例如:的几何意义是数轴上表示有理数x的点与表示6的点之间的距离.如图,已知数轴上两点A、B对应的数分别为和2,数轴上另有一个点P对应的数为有理数x.
(1)点A、B之间的距离为 .
(2)点P、A之间的距离 (用含x的式子表示);若,则 .
(3)若点P在点A、B之间,则 .
(4)若,则点P表示的有理数 .
【变式3-3】(2023-2024七年级上·吉林长春·期末)“数形结合”是一种非常重要的数学思想,它可以把抽象的数量关系与直观的几何图形结合起来解决问题.
探究:方程,可以用两种方法求解,将探究过程补充完整.
方法一、当时,;
当时,
___________.
方法二、的意义是数轴上表示x的点与表示___________的点之间的距离是2.
上述两种方法,都可以求得方程的解是___________.
应用:根据探究中的方法,求得方程的解是__________.
拓展:方程的解是___________.
【题型04】 利用绝对值的非负性求最值
【例4】(2024-2025七年级上·广东广州·期中)设个有理数满足,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2023-2024七年级·福建泉州·期中)如果x为有理数,式子存在最大值,这个最大值是( )
A.2025 B.2024 C.2023 D.2022
【变式4-2】(2024-2025七年级上·江苏扬州·期中)设,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2024-2025七年级上·全国·随堂练习)已知是非负数,且非负数中最小的数是0.
(1)已知,则的值是_________;
(2)当________时,有最小值,最小值是______.
【题型05】 用分类讨论思想对绝对值化简求值
【例5】(2023-2024七年级上·广东东莞·期末)若,.
(1)分别直接写出和的值;
(2)如果,求的值.
【变式5-1】(2024-2025七年级上·北京·期中)已知:,且abc>0,a+b+c=0,m的最大值是x,最小值为y,则x+y= .
【变式5-2】(2023-2024七年级上·江苏无锡·期中)已知a,b,c均为整数,且,那么的值 .
【变式5-3】(2024-2025七年级上·安徽合肥·阶段练习)是双重绝对值运算,运算顺序是先求的差的绝对值,再求与差的绝对值的差的绝对值.求:
(1)若,,,的最小值为 .
(2)若随意三个互不相等的正整数输入双重绝对值进行运算,如果最大值为18,则最小值为
【题型06】 用分类讨论思想化简绝对值的除法
【例6】(2024-2025七年级上·重庆渝中·期末)已知,,若,则x的最大值与最小值的乘积为( )
A. B. C.6 D.24
【变式6-1】(2024-2025七年级上·四川南充·期中)下列结论:①若,则;②若,则,③若,则,④若,则;⑤已知,,均为非零有理数,若,则的值为2或.其中,错误的结论是 (填写序号)
【变式6-2】(2023-2024七年级上·湖北武汉·期中)我们知道数轴上表示数a的点与原点的距离叫做数a的绝对值,利用数轴及绝对值知识结合数形结合.分类讨论思想可以解决一些问题.求解下列问题:
(1)若时,的值为___________;
(2)若成立,则___________;
(3)若,则___________;
(4)当式子取最小值时,相应的x的取值范围___________,最小值是___________.
【变式6-3】(2023-2024七年级上·江苏扬州·期末)特殊与一般是重要的数学方法,当我们遇到复杂问题时,可以通过特殊情况下的分析尝试,积累经验再进行一般化的研究.
(1):若,则的值确定吗?若确定,求出确定的值;若不确定,说明理由;
特例分析:当时,__________;当时,__________;
一般化研究:若,则__________;
(2):若,,求的值;
(3):若,且,,,……,,这2024个数中有个正数,则的值为__________(用含的式子表示).
【题型07】 利用绝对值的几何意义化简求值
【例7】(2024-2025七年级上·重庆万州·阶段练习)阅读下面材料:如图,点在数轴上分别表示有理数,则两点之间的距离可以表示为,根据阅读材料与你的理解回答下列问题:
(1)数轴上表示3与的两点之间的距离是 ;
(2)数轴上有理数x与有理数7所对应两点之间的距离用绝对值符号可以表示为 ;
(3)代数式可以表示数轴上有理数x与有理数所对应的两点之间的距离;若,则______;
(4)求代数式的最小值为 .
【变式7-1】(2024-2025七年级上·河南驻马店·期末)同学们都知道,表示4与之差的绝对值,实际上也可以理解为4与两数在数轴上所对应的两点之间的距离.例如,的几何意义是数轴上表示有理数5的点与表示有理数的点之间的距离.根据所学知识试探索下列问题的答案.
(1)若,则 .
(2)请找出符合条件的,使得.
(3)由以上探索猜想:对于任何有理数是否有最小值?如果有,写出最小值;如果没有,说明理由.
【变式7-2】(2023-2024七年级上·云南昆明·期末)“距离”再探究.
【概念理解】
“数形结合”是重要的数学思想.如:表示3与差的绝对值,也可以理解为3与在数轴上所对应的两个点之间的距离.进一步地,数轴上两个点A,B,所对应的数分别用a,b表示,那么A,B两点之间的距离表示为.利用此结论,回答以下问题:
(1)数轴上,点A,B表示的数分别是x,2,则A,B两点之间的距离可以表示为 .
A. B. C. D.
(2)【数学思考】数轴上,点C,D,E表示的数分别是2,4,10.点P是数轴上的动点,设点P表示的数是x.
(Ⅰ)的最小值为 ;
(Ⅱ)填写表格,并回答问题:
x
…
3
4
5
6
…
…
①
②
9
10
…
①处应填 .②处应填 .当 时,取最小值.
(3)【实际应用】在一条笔直的道路l上依次建有A,B,C,D四个停车场,其中B停车场靠近风景区,现准备在道路l上修建一个充电站P,请为充电站P选择一个合理的建造地点,并简要说明理由.
【变式7-3】(2023-2024七年级上·四川成都·期中)【问题背景】
我们知道的几何意义是:在数轴上数对应的点到原点的距离,这个结论可以推广为:表示在数轴上数,对应点之间的距离.在数轴上,点,的位置如图所示,.
【问题解决】
(1)的几何意义是______.
(2)如果点为数轴上一点,它所表示的数为,点在数轴上表示的数为,那么______(用含的代数式表示).
【关联运用】
(1)运用一:代数式的最小值为______.
(2)运用二:代数式的最大值为______.
(3)运用三:已知,则的值为______.
(4)运用四:如图所示,点,,是数轴上的三点,点表示数是,点表示数是,点表示数是,点,,开始在数轴上运动,若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,假设秒后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为.秒后,若的值是一个定值,试确定的值.
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