多个绝对值求和型函数最值问题的求解方法

2020-12-24 21:14

多个绝对值求和型函数最值问题的求解方法

命题设a1≤a2≤a3≤ ≤an,

Y=︱x-a1︱+︱x-a2︱+︱x-a3︱+ +︱x-an︱,求y达到最小值的条件: (1)当n=2k时,x∈﹝ak,,ak+1﹞,y值达到最小; (2)当n=2k-1时,x=ak时,y值达到最小。

利用绝对值的几何意义,可以方便的证明。(思考:穿根法思想试试?) 证明:(1)当n=2k时

若ak<ak+1

︱x-a1︱+︱x-a2k︱≥a2k-a1, 当且仅当x∈﹝a1,,a2k﹞时等号成立, ︱x-a2︱+︱x-a2k-1︱≥a2k-1-a2,当且仅当x∈﹝a2,,a2k-1﹞时等号成立,

︱x-ak︱+︱x-ak+1︱≥ak+1-ak, 当且仅当x∈﹝ak,ak+1﹞时等号成立; 因为﹝ak,ak+1﹞是以上各区间的公共的子区间,

所以当且仅当x∈﹝ak,ak+1﹞时,以上各式的等号能同时成立,y才能达到最小。

若ak=ak+1时,当且仅当x=ak=ak+1时,以上各式的等号能同时成立,y才能达到最小。 (2)当n=2k-1时,

︱x-a1︱+︱x-a2k-1︱≥a2k-1-a1,当且仅当x∈﹝a1,a2k-1﹞时等号成立, ︱x-a2︱+︱x-a2k-2︱≥a2k-2-a2,当且仅当x∈﹝a2,a2k-2﹞时等号成立,

︱x-ak-1︱+︱x-ak+1︱≥ak+1-ak-1,当且仅当x∈﹝ak-1,ak+1﹞时等号成立; ︱x-ak︱≥0,当且仅当x=ak时等号成立 因为x=ak是以上各区间唯一公共的元素,

所以当且仅当x=ak时,以上各式的等号能同时成立,y才能达到最小。

例1 y=︱x-1︱+︱x-2︱+︱x-3︱+ +︱x-19︱,求y的最小值。

解析:共19项,中项为10,由以上定理知,当且仅当x=10时,y值达到最小。 代人x=10,ymin=90.

例2(第19届“希望杯”高二2试) 如果对于任意实数x,都有

y=︱x-1︱+︱x-2︱+︱x-3︱+ +︱x-2008︱≥m成立,那么m的最大值是: (A)1003×1004 (B)10042 (C)1003×1005 (D)1004×1005

解析:m的最大值,即是y的最小值。

绝对值和式共2008项,中间两项分别是1004和1005, 当且仅当x∈﹝1004,1005﹞时,y能达到最小,

2

取x=1004或x=1005代人,ymin=1004,故选(B).

例3 y=︱x-1︱+︱x-2︱+︱x-3︱+︱x-4︱>4,求x的解集。 解析:共4项,中间两项分别是2和3,当且仅当x∈﹝2,3﹞时,ymin=4。 所以原不等式的解集是{x︱x<2或x>3}.


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