去绝对值符号方法全解析:分类讨论口诀与例题精讲专项练习题库
适用年级
初一
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-21
💡 阿星精讲:去绝对值符号 原理
- 核心概念:想象绝对值 \( |\quad| \) 是一扇数学王国的“大门”。一个数字(或式子)想“出门”(即去掉绝对值符号),守卫阿星会先检查它的“身份”(正负性)。“正数出来是本身”:如果它身份是正数或零,阿星直接放行,保持原样。“负数出来变相反数”:如果它身份是负数,阿星就会给它“变装”(前面加个负号),把它变成正数才让出去。“0出来还是0”:如果它恰好是0,那就很简单,出来还是0。所以,我们必须根据绝对值里面的东西是正、是负、还是零,来分情况讨论,确保开门方式正确。
- 计算秘籍:
- 判身份: 设绝对值里面的式子为 \( A \)。解方程或不等式 \( A \ge 0 \) 和 \( A < 0 \),找到 \( A \) 为正(或零)及为负的“临界点”和范围。
- 分情况: 根据临界点,将所有可能的情况分开讨论。
- 去符号: 在每种情况下,按照阿星的规则去掉绝对值:
- 若 \( A \ge 0 \),则 \( |A| = A \)。
- 若 \( A < 0 \),则 \( |A| = -A \)(注意这里的 \( -A \) 是一个正数)。
- 总结果: 将各情况下的结果合并,形成最终答案。
- 阿星口诀: 绝对值,像门卫,出来先看你是谁。非负(≥0)不变直接走,是负乖乖变相反。
📐 图形解析
绝对值 \( |a-b| \) 的几何意义是数轴上表示 \( a \) 的点与表示 \( b \) 的点之间的距离。去绝对值,就是在判断这个距离的“方向”。
距离公式:\( |a-b| = \text{点}a\text{与点}b\text{之间的距离} \)
当 \( a > b \) 时,距离为 \( a-b \),即 \( |a-b| = a-b \)(本身)。
当 \( a < b \) 时,距离为 \( b-a \),即 \( |a-b| = b-a = -(a-b) \)(相反数)。
⚠️ 易错警示:避坑指南
- ❌ 错误1:忽略“等于0”的临界情况。 例如,认为 \( |x| \) 在 \( x>0 \) 和 \( x<0 \) 时结果不同,就把 \( x=0 \) 随便归到一边。 → ✅ 正解: “等于0”是非负情况的一部分,应归入 \( |A| = A \) 的范畴,这样在临界点上结果唯一,不会产生矛盾。分类标准应明确为 \( A \ge 0 \) 和 \( A < 0 \)。
- ❌ 错误2:处理嵌套绝对值(如 \( ||x|-2| \))时,从外向内去符号。 → ✅ 正解: 必须从内向外逐层去掉绝对值符号。先讨论 \( |x| \) 的情况,得到结果后再将其作为一个整体,讨论外层绝对值的正负。
🔥 三例题精讲
例题1:化简 \( |x-3| \),其中 \( x \) 表示数轴上的点。
📌 解析:
- 判身份:令 \( A = x-3 \)。临界点为 \( x-3=0 \),即 \( x=3 \)。
- 分情况:
- 当 \( x \ge 3 \) 时,\( A = x-3 \ge 0 \)。
- 当 \( x < 3 \) 时,\( A = x-3 < 0 \)。
- 去符号:
- 当 \( x \ge 3 \) 时,\( |x-3| = x-3 \)。(正数本身)
- 当 \( x < 3 \) 时,\( |x-3| = -(x-3) = 3-x \)。(负数变相反数)
✅ 总结: 找到一个让绝对值里面为0的“零点”(3),以它为界,左右分开讨论。
例题2:化简 \( |x+1| + |x-2| \)。
📌 解析: 本题有两个绝对值,有两个“零点”:\( x = -1 \) 和 \( x = 2 \)。它们将数轴分为三段。
- 判身份:令 \( A_1 = x+1 \),零点 \( x=-1 \);\( A_2 = x-2 \),零点 \( x=2 \)。
- 分情况讨论:
- 当 \( x < -1 \) 时:\( x+1 < 0 \),\( x-2 < 0 \)。
- 当 \( -1 \le x < 2 \) 时:\( x+1 \ge 0 \),\( x-2 < 0 \)。(注意零点归属)
- 当 \( x \ge 2 \) 时:\( x+1 > 0 \),\( x-2 \ge 0 \)。
- 去符号并化简:
- 当 \( x < -1 \) 时,\( |x+1| + |x-2| = -(x+1) + -(x-2) = -x-1 -x+2 = -2x+1 \)。
- 当 \( -1 \le x < 2 \) 时,\( |x+1| + |x-2| = (x+1) + -(x-2) = x+1 -x+2 = 3 \)。
- 当 \( x \ge 2 \) 时,\( |x+1| + |x-2| = (x+1) + (x-2) = 2x-1 \)。
✅ 总结: 多个绝对值,找所有零点,在数轴上从小到大排序,然后像划分领地一样分段讨论,这是解决复杂绝对值化简的通用方法。
例题3:解方程 \( |2x-1| = 3 \)。
📌 解析: 方程 \( |A|=3 \) 意味着 \( A=3 \) 或 \( A=-3 \),因为绝对值等于3的数有两个:3和-3。
- 根据去绝对值的定义,直接分类:
- 当 \( 2x-1 \ge 0 \) 时,\( |2x-1| = 2x-1 \)。原方程化为 \( 2x-1=3 \),解得 \( x=2 \)。检验:代入 \( x=2 \),满足 \( 2x-1=3 \ge 0 \),是有效解。
- 当 \( 2x-1 < 0 \) 时,\( |2x-1| = -(2x-1) = 1-2x \)。原方程化为 \( 1-2x=3 \),解得 \( x=-1 \)。检验:代入 \( x=-1 \),满足 \( 2x-1=-3 < 0 \),是有效解。
所以,方程的解为 \( x=2 \) 或 \( x=-1 \)。
✅ 总结: 解绝对值方程 \( |A|=b \ (b>0) \),可转化为解两个普通方程 \( A=b \) 和 \( A=-b \),最后务必检验解是否在对应的分类条件下(本例中检验自动满足)。
🚀 阶梯训练
第一关:基础热身(10道)
- 化简 \( |5| \)。
- 化简 \( |-5| \)。
- 若 \( a > 0 \),化简 \( |a| \)。
- 若 \( b < 0 \),化简 \( |b| \)。
- 根据数轴上点 \( x \) 的位置,化简 \( |x-1| \)。
- 化简 \( |\pi - 3| \)。(提示:\( \pi \approx 3.14 \))
- 若 \( |m| = m \),判断 \( m \) 的符号。
- 若 \( |n| = -n \),判断 \( n \) 的符号。
- 计算 \( |3-8| + |8-3| \)。
- 解方程 \( |x| = 7 \)。
第二关:中考挑战(10道)
- 化简 \( |3.14-\pi| \)。
- 若实数 \( a, b \) 在数轴上位置如图,化简 \( |a| - |b| + |a-b| \)。
- 化简 \( |x-2| + |x+3| \)(提示:分三段讨论)。
- 解方程 \( |2x+1| = 5 \)。
- 解方程 \( |x-1| = 2x \)。(提示:注意 \( 2x \) 必须非负)
- 若 \( |a-2| + |b+3| = 0 \),求 \( a^b \) 的值。
- 化简 \( ||x|-1| \)。(提示:双层绝对值,先内后外)
- 已知 \( |m-3| = 3-m \),求 \( m \) 的取值范围。
- 求 \( |x-1| + |x-2| + |x-3| \) 的最小值。
- (思考题)解不等式 \( |x-1| < 3 \)。
第三关:生活应用(5道)
- 误差分析: 某零件标准长度为 \( 10.0cm \),允许的误差范围是 \( \pm 0.2cm \)。用绝对值表示合格零件的长度 \( x \) 应满足的条件。
- 温度控制: 某实验室要求温度控制在 \( 22^\circ C \),实际温度 \( t \) 与设定值的偏差绝对值不能超过 \( 1.5^\circ C \)。用不等式表示 \( t \) 的合格范围。
- 距离问题: 在一条东西向笔直公路上,加油站位于原点 \( O \)。一辆车在点 \( A \)(\( x_A = -3 \) 公里),另一辆在点 \( B \)(\( x_B = 5 \) 公里)。两车之间的距离是多少公里?用绝对值表示并计算。
- 财务管理: 某公司本月预算利润为 \( P \) 万元,实际利润为 \( R \) 万元。定义“业绩偏差”为 \( D = |R - P| \)。若 \( P=100 \),\( D \le 5 \),求 \( R \) 的实际范围。
- 几何应用: 数轴上,点 \( P \) 对应的数是 \( x \),点 \( A, B \) 对应的数分别是 \( -2, 4 \)。当 \( |PA| + |PB| = 8 \) 时,求 \( x \) 的值。(\( |PA| \) 表示 \( P \) 到 \( A \) 的距离)
🤔 常见疑问 FAQ
💡 专家问答:去绝对值符号 的深度思考
问:为什么很多学生觉得这一块很难?
答:难点在于思维方式的转换。学生习惯了一个算式只有一个结果,而绝对值引入了“分类讨论”的思想,结果可能因条件而异。这要求学生:1. 准确找到让绝对值内部为0的“临界点”;2. 有条理地划分所有可能情况,做到“不重不漏”;3. 在每个情况下正确应用规则 \( |A| = A \) (当 \( A \ge 0 \)) 或 \( -A \) (当 \( A < 0 \))。这需要清晰的逻辑和细致的习惯,突破“单一答案”的惯性思维是关键。
问:学习这个知识点对以后的数学学习有什么帮助?
答:去绝对值符号是数学核心思想——“分类讨论”和“数形结合”的绝佳启蒙。1. 它为后续学习更复杂的含参问题、分段函数(如 \( y=|x| \) 本身就是一个V型分段函数)、不等式(如 \( |x-a| < b \) )打下坚实基础。2. 其几何意义(距离)是解析几何中计算两点距离、理解绝对值函数图像的源头。掌握它,就等于掌握了处理“可变性”和“条件性”数学问题的一把万能钥匙。
问:有什么一招必胜的解题“套路”吗?
答:有!可以总结为 “找零点,画数轴,分段讨论” 九字诀。具体操作流:
- 找零点: 令每个绝对值内部的代数式 \( A_i = 0 \),解出所有的零点 \( x_1, x_2, ... \)。
- 画数轴: 将所有零点标在数轴上,将整个数轴分成若干区间。
- 分段讨论: 在每个区间(和零点上)判断每个 \( A_i \) 的正负,根据“非负不变,是负变号”的规则去掉所有绝对值符号,再进行化简或求解。
对于方程 \( |A| = b (b>0) \),可直接转化为 \( A=b \) 或 \( A=-b \) 求解并检验。这套方法能系统性地解决绝大多数去绝对值问题。
答案与解析
第一关:基础热身
- \( 5 \)(正数本身)
- \( 5 \)(负数变相反数 \(-(-5)=5\))
- \( a \)(正数本身)
- \( -b \)(负数变相反数)
- 当 \( x \ge 1 \) 时,为 \( x-1 \);当 \( x < 1 \) 时,为 \( 1-x \)。
- \( \pi - 3 \)(因为 \( \pi - 3 > 0 \))
- \( m \ge 0 \)(非负)
- \( n \le 0 \)(非正)
- \( |3-8| + |8-3| = |-5| + |5| = 5+5=10 \)
- \( x=7 \) 或 \( x=-7 \)。
第二关:中考挑战
- \( \pi - 3.14 \)(因为 \( 3.14-\pi < 0 \))
- 由图知 \( b<0, a>0, a-b>0 \)。原式 \( = -b - a + (a-b) = -b - a + a - b = -2b \)。
- 零点:\( x=2, x=-3 \)。分三段:
1) \( x < -3 \): 原式 \( = -(x-2) - (x+3) = -2x-1 \)
2) \( -3 \le x < 2 \): 原式 \( = -(x-2) + (x+3) = 5 \)
3) \( x \ge 2 \): 原式 \( = (x-2) + (x+3) = 2x+1 \) - 由 \( 2x+1=5 \) 或 \( 2x+1=-5 \),解得 \( x=2 \) 或 \( x=-3 \)。
- 由原方程可知 \( 2x \ge 0 \),即 \( x \ge 0 \)。在此前提下:
1) 当 \( x-1 \ge 0 \) 即 \( x \ge 1 \)时,方程化为 \( x-1=2x \),解得 \( x=-1 \),与 \( x \ge 1 \)矛盾,舍去。
2) 当 \( x-1 < 0 \) 即 \( x < 1 \)时,结合 \( x \ge 0 \) 得 \( 0 \le x < 1 \),方程化为 \( 1-x=2x \),解得 \( x=\frac{1}{3} \),满足条件。故解为 \( x=\frac{1}{3} \)。 - 由绝对值非负性知,\( |a-2| \ge 0, |b+3| \ge 0 \),和为0则各自为0。所以 \( a-2=0, b+3=0 \),得 \( a=2, b=-3 \)。故 \( a^b = 2^{-3} = \frac{1}{8} \)。
- 先内层:令 \( t=|x| \ge 0 \)。则外层:\( |t-1| \)。
- 当 \( t \ge 1 \) 即 \( |x| \ge 1 \) 时,\( |t-1| = t-1 = |x|-1 \)。
- 当 \( t < 1 \) 即 \( |x| < 1 \) 时,\( |t-1| = 1-t = 1-|x| \)。
所以,当 \( |x| \ge 1 \) 时,结果为 \( |x|-1 \);当 \( |x| < 1 \) 时,结果为 \( 1-|x| \)。
- 由 \( |a-2| = 3-m \) 及绝对值定义,有 \( 3-m \ge 0 \),即 \( m \le 3 \)。
- (提示:几何意义为数轴上点 \( x \) 到1,2,3三点距离之和。当 \( x \) 位于中间点2时,距离和最小)最小值为 \( (2-1) + (2-2) + (3-2) = 2 \)。
- 不等式 \( |x-1| < 3 \) 表示点 \( x \) 到点1的距离小于3。即 \( -3 < x-1 < 3 \),解得 \( -2 < x < 4 \)。
第三关:生活应用
- 条件为 \( |x - 10.0| \le 0.2 \)。
- 条件为 \( |t - 22| \le 1.5 \)。
- 距离为 \( |x_A - x_B| = |-3 - 5| = |-8| = 8 \) (公里)。或用 \( |x_B - x_A| = |5 - (-3)| = 8 \) 公里。
- 由 \( |R - 100| \le 5 \) 得 \( -5 \le R-100 \le 5 \),所以 \( 95 \le R \le 105 \) (万元)。
- \( |PA| = |x - (-2)| = |x+2| \),\( |PB| = |x-4| \)。原式即 \( |x+2| + |x-4| = 8 \)。零点为-2和4。
- 当 \( x < -2 \) 时:\( -(x+2) - (x-4)=8 \Rightarrow -2x+2=8 \Rightarrow x=-3 \) (符合范围)。
- 当 \( -2 \le x < 4 \) 时:\( (x+2) - (x-4)=8 \Rightarrow 6=8 \),不成立。
- 当 \( x \ge 4 \) 时:\( (x+2)+(x-4)=8 \Rightarrow 2x-2=8 \Rightarrow x=5 \) (符合范围)。
故 \( x = -3 \) 或 \( 5 \)。
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