题目
存在实数k使得方程|x-1|+|x-2|=k恰好有三个解。A. 对B. 错
存在实数k使得方程$|x-1|+|x-2|=k$恰好有三个解。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查绝对值方程的解的个数问题,解题的关键思路是先根据绝对值内式子的正负性去掉绝对值符号,将原方程转化为分段函数,再分析函数的值域,进而确定方程解的个数。
步骤一:根据绝对值内式子的正负性去掉绝对值符号
令$x - 1 = 0$,得$x = 1$;令$x - 2 = 0$,得$x = 2$。
根据$x$取值范围的不同,分三种情况讨论去掉绝对值符号:
- 当$x \lt 1$时,$x - 1\lt 0$,$x - 2\lt 0$,则$\vert x - 1\vert = 1 - x$,$\vert x - 2\vert = 2 - x$,原方程$\vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert = k$可化为$(1 - x) + (2 - x) = k$,即$3 - 2x = k$,进一步变形为$x=\frac{3 - k}{2}$。
- 当$1\leqslant x\leqslant 2$时,$x - 1\geqslant 0$,$x - 2\leqslant 0$,则$\vert x - 1\vert = x - 1$,$\vert x - 2\vert = 2 - x$,原方程$\vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert = k$可化为$(x - 1) + (2 - x) = k$,即$1 = k$。
- 当$x \gt 2$时,$x - 1\gt 0$,$x - 2\gt 0$,则$\vert x - 1\vert = x - 1$,$\vert x - 2\vert = x - 2$,原方程$\vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert = k$可化为$(x - 1) + (x - 2) = k$,即$2x - 3 = k$,进一步变形为$x=\frac{k + 3}{2}$。
步骤二:分析函数的值域
由上述讨论可知,$y = \vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert$可写成分段函数的形式:
$y=\begin{cases}3 - 2x, & x \lt 1 \\ 1, & 1\leqslant x\leqslant 2 \\ 2x - 3, & x \gt 2 \end{cases}$
- 当$x \lt 1$时,$y = 3 - 2x$是一次函数,且一次项系数$-2\lt 0$,所以$y$随$x$的增大而减小,此时$y\gt 3 - 2\times1 = 1$。
- 当$1\leqslant x\leqslant 2$时,$y = 1$。
- 当$x \gt 2$时,$y = 2x - 3$是一次函数,且一次项系数$2\gt 0$,所以$y$随$x$的增大而增大,此时$y\gt 2\times2 - 3 = 1$。
综上,$y = \vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert\geqslant 1$。
步骤三:确定方程解的个数
- 当$k \lt 1$时,方程$\vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert = k$无解。
- 当$k = 1$时,$1\leqslant x\leqslant 2$,方程有无数个解。
- 当$k \gt 1$时,$x=\frac{3 - k}{2}$($x \lt 1$)和$x=\frac{k + 3}{2}$($x \gt 2$),方程有两个解。
所以,不存在实数$k$使得方程$\vert x - 1\vert + \vert x - 2\vert = k$恰好有三个解。