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初一数学竞赛讲座(四)
有理数的有关知识
一、 知识要点
1、绝对值
x的绝对值的意义如下:=
是一个非负数,当且仅当x=0时,=0
绝对值的几何意义是:一个数的绝对值表示这个数对应的数轴上的点到原点的距离;由此可得:表示数轴上a点到b点的距离。
2、倒数
1除以一个数(零除外)的商,叫做这个数的倒数。如果两个数互为倒数,那么这两个数的积等于1。
3、相反数
绝对值相同而符号相反的两个数互为相反数。两个互为相反数的数的和等于0。
二、 例题精讲
例1 化简
分析:由2x+1=0、x-3=0、x-6=0求出零点,然后用零点分段法将绝对值去掉,从而达到化简的目的。
解:由2x+1=0、x-3=0、x-6=0 分别求得:x= -1/2, x=3, x=6
当时,原式= -(2x+1)+(x-3) - (x-6)= -2x+2
当时,原式= (2x+1)+(x-3) - (x-6)= 2x+4
当时,原式= (2x+1)-(x-3) - (x-6)= 10
当x≥6时,原式= (2x+1)-(x-3) + (x-6)= 2x-2
∴原式=
评注:用零点分段法,通过零点分段将绝对值去掉,从而化简式子,解决问题是解决含绝对值问题的基本方法。
例2 已知的最大值和最小值。(第六届迎春杯决赛试题)
分析:先解不等式,求出x的范围,然后利用绝对值的几何意义来求最大值和最小值。
解:解不等式得:
的几何意义是x到1的距离与x到-3的距离的差,从上图中可以看出:当x≤-3时这差取得最大值4,因,则当时这差取得最小值.
评注:1、本题是采用数形结合的思想,用绝对值的几何意义来解题。
2、本题求得x的范围后,也可用零点分段法将化简,然后求出最大值和最小值。
=
由上式可以看出:当x≤-3时取得最大值4,当时取得最小值
例3 解方程
(第六届华杯赛决赛初一试题)
分析:两个非负数的和是0,这两个非负数必须都是0。
解:由原方程得
由(1)得:
从而 x=x-3.1415926或x=3.1415926-x,所以x=1.5707963
由(2)得:
从而
所以 y=或 y=
于是,原方程的解是
评注:两个非负数的和是0,这两个非负数必须都是0是解题中常用的一个结论。本题中,求中的x值也可以用绝对值的几何意义来解,表示x到原点与到3.1415926的距离相等,因而x是原点与点3.1415926连结线段的中点,即x=1.5707963
例4 有理数均不为0,且设试求代数式2000之值。(第11届希望杯培训题)
分析:要求代数式2000的值,必须求出x的值。根据 x的特征和已知条件,分析a与b+c,b与a+c,c与a+b的关系,从而求出x的值。
解:由均不为0,知均不为0.
∵ ∴
即
又中不能全同号,故必一正二负或一负二正.
所以中必有两个同号,即其值为两个+1,一个-1或两个-1,一个+1.
∴ ∴
因此,
例5已知a、b、c为实数,且
求的值。(第8届希望杯试题)
分析:直接对已知条件式进行处理有点困难,根据已知条件式的结构特征,可以将它们两边取倒数。
解:由已知条件可知a≠0,b≠0,c≠0,对已知三式取倒数得:
三式相加除以2得:
因为,所以=
例6 求方程的实数解的个数。(1991年祖冲之杯数学邀请赛试题)
分析:1可以化成:,于是
由绝对值的性质:若ab≤0,则可得(x-2) (x-3)≤0
从而求得x
解:原方程可化为:
则 (x-2) (x-3)≤0,所以,所以2≤x≤3
因此原方程有无数多个解。
评注:本题很巧妙地将“1”代换成,然后可利用绝对值的性质来解题。在解数学竞赛题时,常常要用到“1”的代换。
例7 求关于x的方程的所有解的和。
解:由原方程得 ,∴
∵0
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