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我们先来解一个不等式:
解关于x的不等式2x-1>3-x.
最直接的想法是去掉绝对值,当然这也是解决含绝对值问题的基本思想,于是有下面的解法.
解法1
2x-1>3-x
另外,我们知道当a≥0时,x>a?圳x>a或x
解法2
以上两种方法容易理解,且由于紧扣高中绝对值不等式的知识点,不失为好方法. 然而,就笔者所知,有同学在学习中,觉得有比以上两种更简单的解法.
解法3
的确,这种解法非常简洁,但是我们也往往产生疑问:这种解法为什么是对的?它的原理是什么?现给出如下证明.
定理1 关于x的不等式f(x)
于是上述不等式的解集用集合语言表述即为
推论1 {xf(x)≤g(x)}={x-g(x)≤f(x)≤g(x)}.
进一步的,我们也可以得到下面的结论.
定理2 关于x的不等式f(x)>g(x)的解集为{xf(x)>g(x)或f(x)< -g(x)}.
推论2 {xf(x)≥g(x)}={xf(x)≥g(x)或f(x)≤-g(x)}.
当然,定理2的证明也可不借助定理1而单独给出证明:f(x)>g(x)?圳g(x)≥0,f(x)>g(x)或f(x)
又由于当g(x)g(x)}∪{xf(x)
因此上式等价于
g(x)≥0,f(x)>g(x)或f(x)
g(x)g(x)或f(x)
?圳f(x)>g(x)或f(x)
即{xf(x)>g(x)}={xf(x)>g(x)或f(x)
因此,解法3是正确的解法,运用上述两个定理来解形如“f(x)>g(x)或f(x)
不少同学甚至老师会给出如下解法.
可是也有这样的解法.
原不等式总成立,
解法1和解法2 的结果不一致!究竟哪种解法是对的?仔细审视两种解法的过程,我们可以肯定解法2是没有问题的,那么,解法1是哪一步错了呢?
实际上,解法1中的步骤①到②是不等式的移项,没有问题;③④⑤⑥是求最值的过程,本身不存在问题;⑦是③的等价转化,也不存在问题;错误其实来源于②到③不是等价的转化!
为了更清楚地说明这个问题,我们把问题进行一般化来研究.
对任意的x∈[m,n],f(x,a)>g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
问题等价于求集合{af(x,a)>g(x),对于?坌x∈[m,n]}. 为此,我们设
A={af(x,a)>g(x),对于?坌x∈[m,n]},
B={af(x,a)>g(x),对于?坌x∈[m,n]},
C={af(x,a)
解法1认为A=B∪C,这是否正确呢?我们来举一个反例.
既然对于例2这种类型的题目,不能采用解法1的办法,那应该怎样解决呢?解法2给了我们答案,最稳妥的办法应是进行分类讨论,正确地去掉绝对值,使不等式不含绝对值,这样就好办了.
值得一提的是,对于形如“f(x,a)