内容正文:
高中数学 · 不等式专题 · 数形结合
绝对值不等式的解法与几何意义
从“数”的运算,到“形”的距离 —— 用数轴重新认识绝对值
编写:2026级数学组 审核:2026级数学组
开场:本节课主线只有一个——把绝对值翻译成距离。
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学习目标
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本节课的学习目标
1. 知识与技能:理解绝对值的几何意义;掌握 |x|<a 与 |x|>a(a>0)的解法,会解 |ax+b|<c、|ax+b|>c 型不等式。
2. 过程与方法:经历“代数问题 → 几何解释”的转化过程,会用数轴直观表示解集,体会数形结合的思想方法。
3. 情感态度与价值观:在“转化”中体会数学的简洁与统一,感受抽象与直观的和谐,激发探究兴趣。
教学重点:|x|<a 与 |x|>a 的解集及其应用。
教学难点:双绝对值不等式中的分类讨论与数形结合的运用。
本课主线:绝对值 ⟷ 距离。每一个含绝对值的不等式,都可以翻译成数轴上的距离语言。
强调三维目标中的主线:代数与几何的互相翻译。可让学生齐读“绝对值就是距离”。
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新课导入
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数形结合:抽象与直观的统一
“ 数缺形时少直观,形少数时难入微。 ”
—— 华罗庚
绝对值的几何意义——数轴上点到原点的距离,是数形结合思想的经典体现。通过从“形”的角度理解“数”的问题,体会数学中抽象与直观的统一,培养辩证思维和空间想象能力。
直观一步:|x| 表示数轴上表示数 x 的点到原点 O 的距离。
x
O
| x | = 3
引用华罗庚名言点题;思政落点:抽象与直观的辩证统一。图示讲解 |x|=3 的直观含义。
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第一部分
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第 一 部分
概念奠基
知识梳理:先立概念,再建公式
绝对值不等式的概念
基本型 |x|<a 与 |x|>a 的解集
|ax+b|<c 型:整体代换
双绝对值型:两种思想
过渡页:本板块先梳理四个知识点,为精讲点拨做铺垫。
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新知探究
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知识点一:绝对值与绝对值不等式
一般地,含有绝对值的不等式称为绝对值不等式。如:|x−2| > 3,|2x+1| ≤ 5,|x| < a。
一、绝对值的代数定义(分段表示)
|x| =
x
(x > 0)
0
(x = 0)
−x
(x < 0)
二、绝对值的几何意义
|x| 表示数轴上表示数 x 的点到原点 O 的距离。例如 |−2| = 2,即点 −2 到原点的距离为 2。
求 |x| < a 的解集,就是找数轴上到原点的距离小于 a 的点。
−2
O
2
| −2 | = 2
知识点1:先给代数分段定义,再落到几何意义。右下角红字是全课钥匙:把解不等式转化为数轴上找点。
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新知探究
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知识点二:|x|<a 与 |x|>a 的解集(a 为实常数)
a 的符号 | x | < a 的解集 | x | > a 的解集
a > 0 −a < x < a x < −a 或 x > a
a = 0 无解 x ≠ 0
a < 0 无解(距离非负) 全体实数 R
口诀:小于取中间(一段),大于取两边(两段)。
注意:a ≤ 0 时两个公式都失效——所以第一步永远是看右边常数的符号!
|x| < a(a>0):解集 −a < x < a
−a
O
a
|x| > a(a>0):解集 x < −a 或 x > a
−a
O
a
核心表格要求学生当堂记忆。结合右侧数轴讲“为什么”:小于号→一段;大于号→两段。提醒反例:|x|<−1 无解。
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新知探究
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知识点三:|ax+b|<c 与 |ax+b|>c 型 —— 整体代换
把 ax+b 看成一个整体 X,就回到了基本型:
|ax+b| < c(c>0) ⟺ −c < ax+b < c
双向夹逼,两个不等式同时成立,解集取交集(且)。
|ax+b| > c(c>0) ⟺ ax+b < −c 或 ax+b > c
两侧分离,两个不等式有一个成立即可,解集取并集(或)。
示例:解不等式 |2x−1| < 3。
注意:① 先把右边化成正常数再套公式;② “或”字两侧解集取并集,别丢掉一半。
原式 ⟺ −3 < 2x−1 < 3 ⟺ −2 < 2x < 4 ⟺ −1 < x < 2。
知识点3:整体代换思想。示例演示四步链条,最后一步除以 2 时方向不变。强调“且/或”的集合运算差异。
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新知探究
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知识点四:|x−a|+|x−b| ≶ c 型 —— 两种思想
方法一:几何意义法
|x−a| + |x−b| 表示点 x 到 a、b 两点的距离之和。两定点的距离 |a−b| 是这个和的最小值。
a
b
|a−b|(最小值)
先比较 c 与 |a−b|,再在数轴上定位解的区域。
方法二:零点分段法
①
找零点:令每个绝对值内部的式子等于 0;
②
以零点为界把数轴分段,逐段去掉绝对值;
③
每段内解一次不等式;
④
小分类求交,大综合求并。
怎么选:右边是小常数、只问范围 → 几何意义法更快;要精确解集 → 零点分段法更稳。两者本质相通:都是先把“绝对值”翻译成“距离”。
知识点4:双绝对值两种解法。图示讲清“距离和最小值=|a−b|”;零点分段四步口诀当堂带读。
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第二部分
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第 二 部分
精讲点拨
两个典例,读懂“距离”的语言
典例1:阅读理解型探究
典例2:距离和方程
变式训练与思想迁移
过渡页:进入例题板块。提醒学生:每道题先问“绝对值在说什么距离”。
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典例精析
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典例1:解不等式 |x| < 1
小明在课外读物上看到解不等式 |x| < 1。他想起绝对值的几何意义:到原点的距离小于 1 的点,集中在 −1 和 1 之间。
解:|x| < 1 即“到原点的距离小于 1”。在数轴上,这样的点分布在 −1 与 1 之间(不含端点);对比地,|x| > 1 的点分布在两端。
|x| < 1
−1
O
1
解集:−1 < x < 1
|x| > 1
−1
O
1
解集:x < −1 或 x > 1
方法本质:不等式 → 距离语言 → 数轴定位。
典例1讲阅读材料。先让学生复述小明的思路,再对照数轴。强调开区间端点:距离“小于”不含端点。
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典例精析
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进阶:解不等式 2 < |x| < 5
翻译:到原点的距离大于 2 且小于 5。两个条件同时成立(“且”→ 交集),落点在两段对称区域内。
−5
−2
O
2
5
2 < 距离 < 5
2 < 距离 < 5
解集:−5 < x < −2 或 2 < x < 5
一般规律:a < |x| < b(0 < a < b) ⟺ −b < x < −a 或 a < x < b
进阶例题:中间虚线段表示“被排除”的区域。引导学生先画数轴再写解集,最后归纳一般规律。
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典例精析
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仿照小明的做法,练一练
(1)|x| < 5
到原点距离小于 5
−5
O
5
解集:−5 < x < 5
(2)1 < |x| < 3
距离大于 1 且小于 3
−3
−1
O
1
3
解集:−3 < x < −1 或 1 < x < 3
(3)|x−2| < 2
到点 2 的距离小于 2
0
2
4
解集:0 < x < 4
第(3)题的飞跃:绝对值里出现了 x−2——距离的“参照点”从原点变成了 2,这正是 |x−a| 的意义。
仿做三题,建议先让学生独立画数轴再展示答案。第3题是关键跃迁:|x−2| 表示到点 2 的距离。
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典例精析
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典例2:解方程 |x−1| + |x+2| = 5
方程含义:数轴上点 x 到 1 的距离与到 −2 的距离之和为 5。 关键观察:1 与 −2 相距 3,而 5 > 3,所以满足条件的 x 在区间 [−2, 1] 的外侧。
−3
−2
O
1
2
3
1
1
解:x = 2 或 x = −3
验证 x=2:|2−1|+|2+2| = 1+4 = 5 ✓
验证 x=−3:|−3−1|+|−3+2| = 4+1 = 5 ✓
思维路径:看两定点距离(3)→ 与常数比较(5 > 3)→ 判断解在区间外 → 由对称性两侧各外扩 1,得 x = 2 或 x = −3。
典例2重点题。强调 [−2,1] 内部距离和恒为 3 < 5 不满足;解在两侧对称位置。可追问:右边是 3 呢?(整段 [−2,1]);小于 3 呢?(无解)
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典例精析
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变式训练:距离思想的迁移
(1)
方程 |x+3| = 4 的解为
即点 x 到 −3 的距离等于 4。
x = 1 或 x = −7
(2)
解不等式 |x−3| + |x+4| ≥ 9
零点 −4、3 相距 7 < 9,解在两零点外侧,两侧各外扩 1。
x ≤ −5 或 x ≥ 4
变式三题递进:定点距离方程→距离和不等式→恒成立最值化归。(3) 可拓展 |A|−|B| ≤ |A−B| 视角。
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方法总结
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方法总结:一类问题,三条路径
1. 公式法(基本型 |x|<a、|x|>a):先看 a 的符号;小于取中间(一段),大于取两边(两段)。
2. 整体代换法(|ax+b|<c、|ax+b|>c):把 ax+b 看作整体 X 化为基本型;“且”取交集,“或”取并集。
3. 零点分段法与几何意义法(双绝对值型):距离和 ↔ 数轴定位,或找零点分段讨论;小分类求交,大综合求并。
易错提醒
① 套公式前先保证右边是非负常数(必要时先讨论符号);
② 双侧解集用“或”连接取并集,别只写一半;
③ 双绝对值分段后:小分类求交,大综合求并。
方法总结页:带学生从“识别类型”走一遍三条路径。本质相同:去绝对值的途径可以不同,但“距离”这一几何内核不变。
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第三部分
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第 三 部分
巩固训练
分三个层次:基础 · 提升 · 挑战
基础巩固:基本型
能力提升:双绝对值
挑战自我:综合与化简
过渡页:练习板块。基础题限时 8 分钟,提升题小组讨论,挑战题课后思考。
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巩固练习
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基础巩固:解下列含绝对值的不等式
1.(1)
|x| ≤ 5
解集:−5 ≤ x ≤ 5
含等号,端点可取
(2)
|2x−1| < 3
解集:−1 < x < 2
整体代换 −3 < 2x−1 < 3
(3)
|2x+5| > 7
解集:x < −6 或 x > 1
两侧分离取并集
(4)
(5)
|x+2| < 3x+14
解集:x > −4
右边含 x:需 3x+14 > 0
4 ≤ |x−1| < 8
解集:−7 < x ≤ −3 或 5 ≤ x < 9
联立两条件取交集
(4)(5)是“隐性分类”:右边含未知数要先保证非负;双向不等式要拆成两个条件联立。
基础六题答案:(1)−5≤x≤5 (2)−1<x<2 (3)x<−6或x>1 (4)x≤−11/2或x≥13/2 (5)x>−4(需3x+14>0) (6)−7<x≤−3或5≤x<9。重点讲 (5)(6):隐性分类讨论。
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巩固练习
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挑战自我:综合运用与化简
2.
已知 x < −1,化简:|3x+1| − |1−3x|
先判定符号:x < −1 时 3x+1 < 0,1−3x > 0。
原式 = −2
3.
已知 5(x+1) − 3x > 2(2x+3) + 4,化简 |2x−1| − |1+2x|
先解不等式得 x < −5/2,再判定 2x−1 < 0 且 1+2x < 0。
原式 = 2
4.
解不等式:|x| ≥ |x−3|
两边同时平方,或理解为“到原点的距离 ≥ 到 3 的距离”(中点 3/2 右侧)。
解集:x ≥ 3/2
挑战三题:(3) 平方后 x ≥ 3/2;(4) 原式 = −3x−1−1+3x = −2;(5) 先解得 x < −5/2,原式 = −2x+1+1+2x = 2。
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巩固练习
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能力提升:双绝对值不等式
(1)解不等式 |x−5| − |x+2| < 1
零点分段法示范:零点为 −2、5,分三段讨论。
分段 去绝对值后 与 1 比较
x < −2 7 7 < 1 不成立
−2 ≤ x < 5 3 − 2x x > 1,取 1 < x < 5
x ≥ 5 −7 −7 < 1 恒成立
综合(并):解集为 x > 1
口诀:小分类求交,大综合求并。
(2)解不等式 |x−1| + |x+2| > 5
点 x 到 1 与 −2 的距离之和大于 5。两定点相距 3 < 5,解在 [−2, 1] 外侧,两侧边界各外扩 1。
−3
−2
1
2
解集:x < −3 或 x > 2
能力提升两题。左题示范零点分段完整流程;右题与典例2呼应,可让学生口答。
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课堂小结
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课堂小结
1. 一个概念:绝对值 = 数轴上的距离。
2. 两类基本型:|x| < a 取中间(一段);|x| > a 取两边(两段)。
3. 三种方法:公式法、几何意义法、零点分段法。
4. 一种思想:数形结合——先翻译成距离,再回到代数。
数与形,本是相依 —— 用几何的眼睛,看代数的世界。
结课:回扣主线“绝对值=距离”。预告下节课绝对值三角不等式,与本课距离和最小值问题呼应。
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