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高中函数:双绝对值函数最值问题

英才学习4周前 (04-04)函数292

高中函数:双绝对值函数最值问题


绝对值求最大、最小值的方法,形如:│x-a│+│x-b│,│x-a│+│x-b│+│x-c│+│x-d│+......,|x-a|-|x-b|求最值,可以查看后面链接:https://yc8.com.cn/wenzhang/202305/2828.html

除了上面方法,我们下面通过其他方法来求解双绝对值函数最值问题。


那么求双绝对值函数最值问题到底有哪些解决方法?

第一种:利用绝对值不等式求解

||a|-|b| | ≤ |a±b| ≤ |a|+|b|,当且仅当 ab≤0 时左边等号成立,ab≥0 时右边等号成立。


下面我们通过2018年8月浙江20校联考填空题压轴题(第17题)来继续探讨其他解法:


例题1:设函数f(x)=|x² +a|+|x+b|(a,b∈R),当x ∈[-2,2]时,记f(x)最大值为M(a,b),则M(a,b)的最小值为___.

绝对值恒等式.webp

解法1:利用绝对值三角不等式

由二次函数的性质可知

绝对值三角不等式.webp


解法2:以形助数,利用图像处理绝对值函数值域

图像处理绝对值函数值域.webp


解法3:利用绝对值的几何意义

绝对值的几何意义.webp


绝对值的几何意义2.webp


点评:以上三种方法应该说是解决绝对值函数问题最基本的手段,三种方法核心之处在于都用了一个重要恒等式 |a|+|b|=max{|a+b| ,|a-b|},其本质是把两个绝对值问题转化为一个绝对值问题进行研究,自然可以从绝对值函数图象与值域,绝对值三角不等式,以及绝对值的几何意义等方面思考,水到聚成。


如前解法,我们习惯于利用降维的思想,将两个绝对值减为一个绝对值,其实两个绝对值之和结构本身也具有良好的几何意义。

解法四:我们知道在线性规划里|x|+|y|=1是一个对角线长度为2的正方形,那么|x|+|y|=k呢?显然可以当成对角线长度为2k的,并随着k 的变化可以缩放的正方形。



解法五:两个绝对值之和除了几何意义可以表示为四边形外,还有什么其他意义呢?其实在现实生活中也有它的背景-----曼哈顿距离

下面让我们利用曼哈顿距离求解

具体曼哈顿距离知识可以查看后面链接:https://yc8.com.cn/wenzhang/202404/4057.html

曼哈顿距离3.webp

曼哈顿距离4.webp

曼哈顿距离5.webp

曼哈顿距离6.webp

本解法将目标式子视为“曼哈顿距离”的视角非常精巧,后面两动问题的处理也顺理成章,但分类讨论的能力要求较高。如果只是填空题,不少学生和老师会直接取临界状态,虽然少了解法中的严格说明过程,但也不失为一种巧解。

解法六:分拆函数,V 型函数开路

V 型函数1.webp

V 型函数2.webp

本解法是用动静分离的手段,将不等关系转化为两个函数图象的位置问题。尤其是两动问题,“一定一动,先定后动,逐步调整”的原则更是重要。

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