初一第2次小卷 · 有理数及绝对值运算综合

数形解析 · 每个题目对应一幅可交互动态图

1与绝对值相关求值

已知 (a+b)²+|b+5|=b+5,2a-b+1=0,则 ab 的值=______。

动态示意:条件推导

解析

  • 等式右边为 b+5,左边 |b+5|≥0,故必须有 b+5≥0,即 |b+5|=b+5。
  • 代入得 (a+b)²=0,所以 a+b=0,即 b=-a。
  • 联立 2a-b+1=0:2a-(-a)+1=0 ⇒ 3a+1=0 ⇒ a=-1/3。
  • 于是 b=1/3,ab=(-1/3)×(1/3)=-1/9。
答案:ab = -1/9

2符号和求值

有理数 a,b,c 均不为 0,且 a+b+c=0。设 x=|a|/(b+c)+|b|/(c+a)+|c|/(a+b),求 x¹⁹+99x+2000 的值。

动态示意:符号组合

解析

由 a+b+c=0 得 b+c=-a,c+a=-b,a+b=-c,所以 x=-(|a|/a+|b|/b+|c|/c)=-(符号和)。

因为三数不能同号,只可能:

情况符号和xx¹⁹+99x+2000
两正一负+1-11900
两负一正-1+12100
答案:1900 或 2100

3数轴化简绝对值

有理数 a,b,c 在数轴上的位置如图所示(a<b<0<c,且 |a|>|c|),则 |a+c|+|c-b|-|b+a|=(  )

动态数轴:拖动观察去绝对值
a=-4 b=-1.5 c=1.5

解析

由数轴位置及 |a|>|c| 知:a+c<0,c-b>0,b+a<0。

原式 = -(a+c)+(c-b)-[-(a+b)] = -a-c+c-b+a+b = 0。

答案:0

4和为0、积为负

a,b,c 是有理数,a+b+c=0,abc<0,求 (b+c)/|a|+(a+c)/|b|+(a+b)/|c| 的值。

动态示意:一负两正的符号分析

解析

abc<0 且 a+b+c=0 ⇒ 恰有 1 个负数、2 个正数。

不妨设 a<0,b>0,c>0:

  • (b+c)/|a|=(-a)/(-a)=1
  • (a+c)/|b|=(-b)/b=-1
  • (a+b)/|c|=(-c)/c=-1

和 = 1-1-1 = -1。由对称性,无论哪个为负,结果不变。

答案:-1

5数轴距离与绝对值最值

数轴上两点之间的距离等于相对应的两数差的绝对值。

(3) 拖动 x 观察 |x+1|+|x-2| 的变化
和=3
最小值 = 3,当 x∈[-1,2] 时取得。

解析

小问计算答案
(1)|5-2|=3;|-2-(-8)|=63;6
(2)|x+1|=2 ⇒ x=1 或 -31 或 -3
(3)最小值 = |-1 到 2 的距离| = 3[-1,2]
(4)三点 p<3<p+15,中点 x=3,最小值=(3-p)+(p+12)=1515

6用几何意义解方程

① |x+2|+|x-3|=5;② =2;③ =8。求 x。

拖动 x 观察距离和,点击下方按钮查看三种情况
和=5
|x+2|+|x-3| 最小值为 5(-2 与 3 的距离)。

解析

左边表示 x 到 -2 与 x 到 3 的距离之和,最小值为 5。

  • ① =5:x 落在 [-2,3] 上。
  • ② =2<5:无解。
  • ③ =8>5:x 在线段外。x<-2 时 -2x+1=8 ⇒ x=-3.5;x>3 时 2x-1=8 ⇒ x=4.5。
答案:① -2≤x≤3;② 无解;③ x=-3.5 或 4.5

7非负和为 0

已知 |x-2|+|x+y-5|+|y-1|=y-1,则 x+y 的值为(  )

动态示意:非负数之和为 0 的约束

解析

左边≥0 ⇒ 右边 y-1≥0,即 y≥1。此时 |y-1|=y-1。

原式化简为 |x-2|+|x+y-5|=0。

两个非负数同时为 0:x-2=0 且 x+y-5=0 ⇒ x=2,y=3。

答案:x+y=5

8多变量绝对值乘积

x,y,z 满足 (|x+1|+|x-2|)(|y-1|+|y-3|)(|z-1|+|z+2|)=18,求 x+2y+3z 的最大值与最小值。

三条数轴:拖动 x、y、z 求 x+2y+3z 的极值
T=-5
每个因子都取到最小值时乘积才为 18。

解析

因子最小值取到条件
|x+1|+|x-2|3x∈[-1,2]
|y-1|+|y-3|2y∈[1,3]
|z-1|+|z+2|3z∈[-2,1]

3×2×3=18,故每个因子必须取最小值。

  • 最大值:x=2,y=3,z=1 ⇒ 2+6+3=11
  • 最小值:x=-1,y=1,z=-2 ⇒ -1+2-6=-5
答案:最大值 11,最小值 -5

9数轴折叠与加权中位数

如图,数轴上 A=-5,B=-2,C=6。

(1)(2) 数轴折叠:B 与 C 重合,观察 A 落在哪里
展开状态
折痕在 (B+C)/2=2;A=-5 关于 2 的对称点是 9。
(3)-① |x-3|+|x-6| 的最小值
和=3
最小值 = 3 到 6 的距离 = 3,x∈[3,6] 时取得。
(3)-② |x-4|+|x+3|=7 的整数解
4 与 -3 的距离为 7,故 x∈[-3,4]。整数解和 = (-3)+(-2)+(-1)+0+1+2+3+4 = 4。
(3)-③ 加权中位数:2|x-2|+2|x-3|+5|x-4|
f=6
权重 2,2,5,总权重 9,中位点在 x=4,最小值为 6。
(3)-④ 加权中位数:4|x-1/2|+3|x-2/3|+|x-5/2|+2|x-7/2|+3|x-3|
f=15.17
总权重 13,中位点在 x=2/3,最小值 = 91/6。

解析

小问要点答案
(1)直接读数轴B=-2,C=6
(2)对称中心 2,A 的像为 2×2-(-5)=99
(3)-①3 到 6 的距离3
(3)-②x∈[-3,4]整数和 4
(3)-③权重 2,2,5,中位点 x=4x=4
(3)-④总权重 13,中位点 x=2/3x=2/3,最小值 91/6