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2016 年陕西预赛 · 第 12 题
F2填空题函数的值域
设 x∈R,则函数
f(x)=∣2x−1∣+∣3x−2∣+∣4x−3∣+∣5x−4∣
的最小值为 。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:1
解析
提示
绝对值和可按零点分段,也可寻找一组符号,使若干线性项相加后变量抵消。
思路
若这种全局下界能与剩余绝对值同时取等,就直接得到最小值。
解答
对任意实数 x,有
∣2x−1∣≥2x−1,∣3x−2∣≥3x−2,∣5x−4∣≥−(5x−4).
相加得
f(x)≥(2x−1)+(3x−2)−(5x−4)+∣4x−3∣=1+∣4x−3∣≥1.
当 x=3/4 时,四项绝对值分别为 1/2,1/4,0,1/4,总和为1。 因此
minf=1.
复核
四个折点依次为 1/2,2/3,3/4,4/5,五个开区间上的斜率依次为 −14,−10,−4,4,14。函数在 3/4 之前递减、之后递增,也可确认唯一最小点。
方法总结
绝对值分段与带符号线性下界可以互相核验。尝试让斜率项抵消时,还要检查取等点的各符号条件是否同时满足。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
绝对值和可由折点斜率或带符号线性下界控制;关键是让变量项抵消后,还能找到同时满足各项取等符号的输入,单给一个下界不足以确定最小值。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:按断点分段讨论
专题卡:绝对值、max/min 求值域:找切换点分段,再合并