初一拓展|绝对值最值:奇中点、偶中段

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初一拓展|绝对值最值:奇中点、偶中段

同学们,2.3 绝对值学完,你一定见过这类题:求 |x−1| + |x−3| 的最小值

很多人靠"试数":x 试 0、试 1、试 2……试出来是 2,但为什么是 2?换个数还会不会?

今天这一篇,把这类题一次性讲透。学完你会拿到一句口诀:奇中点,偶中段

🚚 故事开头:快递驿站该开在哪儿?

老街上住着几户人家,平时都在网上买东西。快递员想设一个代收点,以后每送一件货,都从这个点出发。

问题来了:代收点修在哪儿,跑腿的总路程最短?

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生活中的快递点,背后就是一道选址题

街上的位置,正好可以用数轴表示。修在哪个位置,就是 x 取哪个数;到各家的总路程,就是距离相加

💡 小提示

 这类题的第一步永远是同一件事:把"位置"变成"数",把"总路程"变成"绝对值的和"。

📏 先做翻译:|x−a| 就是"两点之间的距离"

2.3 学过一句话:|a| 是数轴上 a 到原点的距离。把它推一步:

📌 要点

|x − a| 表示数轴上 x 和 a 两点之间的距离。 |x − 5| 就是"x 离 5 有多远";|x + 3| 就是"x 离 −3 有多远"(因为 x+3 = x−(−3))。

于是:

代数式
翻译成几何的话
|x−3|
x 到 3 的距离
|x+3|
x 到 −3 的距离
|x−5| + |x+1|
x 到 5、到 −1 的距离之和
💡 小提示

 所以"求 |x−3| + |x+5| 的最小值",真正的问题是:在数轴上找一点 x,让它到 3 和 −5 的距离之和最小。

下面按"点的个数"一个一个说。先看两个点。

1️⃣ 两个点 → 偶中段

求 |x+3| + |x−5| 的最小值。

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两户人家:驿站修在中间那一段,怎么挪都一样

数轴上有两个定点:−3 和 5,还有一个到处乱跑的 x。

  • x 跑到 −3 左边?它离 5 更远了,白白多跑一截。
  • x 跑到 5 右边?同理,也多跑一截。
📌 要点

 只要 x 落在 −3 和 5 中间,距离之和就恒等于 5 −(−3) = 8,这就是最小值。 换句话说:两个点时,x 落在中间那一整段上都可以,不是只有一个答案。

试三个数看看:

  • x = 0:|0+3| + |0−5| = 3 + 5 = 8
  • x = 2:|2+3| + |2−5| = 5 + 3 = 8
  • x = 7:|7+3| + |7−5| = 10 + 2 = 12(跑到外边,就变大了)

点的个数是偶数时,最优解是一整段——叫它 「偶中段」

2️⃣ 三个点 → 奇中点

求 |x+3| + |x−1| + |x−5| 的最小值。

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三户人家:必须卡在正中间那一户

还是从"乱试"开始:

x 试在
三段距离
总和
0
3 + 1 + 5
9
2
5 + 1 + 3
9
1
4 + 0 + 4
8
 ✅

x 取 1 的时候最小。 1 是什么数?是 −3、1、5 排好队以后正中间那一个。

为什么是它?把它想成"三个人凑一个碰头地点":谁和 x 重合,谁的那段距离就变成 0。x 站在正中间那个人的位置上,左边一个人要走多远、右边一个人就要走多远,两边的"拉力"正好扯平

📌 要点

奇数个点时,x 取"从小到大排好后正中间那个数",距离之和最小——这就是 「奇中点」 三点的最小值 = 最大 − 最小 = 5 −(−3) = 8

3️⃣ 四个点、五个点 → 两头配对

求 |x+3| + |x−1| + |x−3| + |x−5| 的最小值。

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从两头往中间配对

关键一招:从两头往中间配对。

  • 最外面一对:−3 和 5 → 只要 x 落在它俩中间,这一对的距离之和就是 5 −(−3) = 8
  • 往里一对:1 和 3 → 同理,是 3 − 1 = 2
  • 四点正好配完,没有剩下的。

所以 x 落在 1 ≤ x ≤ 3 这一段上时最小,最小值 = 8 + 2 = 10

再添一个 7 号,一共五个点:−3、1、3、5、7。

  • 配最外一对:−3 与 7 → 10;配往里一对:1 与 5 → 4;
  • 剩正中间那个 3 号
    ——它自己贡献 0。

所以 x 取 3,最小值 = 10 + 4 + 0 = 14

📌 要点

配对法:把绝对值里的数从小到大排好,从两头往中间两两配对,每对算一个"大数减小数",全部加起来就是最小值。 最后剩下的:一个点 → x 就取它(奇中点);两个点 → x 取它俩之间那一段(偶中段)。

🎯 一句话记住:奇中点,偶中段

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口诀总结

点的个数
x 取在哪
最小值
2 个
中间两点之间的一整段
最大 − 最小
3 个
正中间那个数
最大 − 最小
4 个
中间两点之间的一整段
(最大−最小) + (次大−次小)
5 个
正中间那个数
(最大−最小) + (次大−次小)
⚠️ 易错点

 别记成"随便挑中间两个数就行"——要先把所有零点从小到大排好队,再按上面配对。顺序错了,答案就错了。

🚚 回到老街:代收点修在哪儿?

  • 街上只有 两户(−3 号、5 号)→ 修在两户之间任何位置都行,老板还有得挑;
  • 街上 三户(−3、1、5 号)→ 只能修在正中间的 1 号,没得商量。
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公交站台、快递点、消防站的选址,背后都是同一件事

现实里的公交站、快递点、消防站选址,背后都是同一件事:让总距离最小。数学不是纸上的符号,它真的在帮我们省路。

⚠️ 五个易错点

  1. 先排好队再配对
    :绝对值里的零点要从小到大排,不能看一个算一个。
  2. |x+3| 对应的点是 −3,不是 +3
    。看 x 减的到底是谁:x+3 = x−(−3)。
  3. 偶数个点时答案是"一段",不是"一个数"
    。x 的取值要写成 −3 ≤ x ≤ 5 这样的范围,别只写一个。
  4. 最小值不会是负数
    。它是几段距离相加,再小也是 0;算出负数,一定是符号错了。
  5. 别把"最小值"和"取最小值时的 x"搞混
    。问"最小值"答 8,问"此时 x 取多少"才答 1 ≤ x ≤ 3。

✍️ 练一练(答案在最后)

  1. 求 |x−2| + |x−6| 的最小值,并写出此时 x 的取值范围。
  2. 求 |x+4| + |x−1| + |x−5| 的最小值,并写出此时 x 的值。
  3. 求 |x−1| + |x−2| + |x−3| + |x−4| 的最小值,并写出此时 x 的取值范围。
  4. 求 |x+2| + |x| + |x−2| + |x−4| + |x−6| 的最小值,并写出此时 x 的值。
  5. 判断并说理由:"求 |x−1| + |x−5| 的最小值时,x 只能取 3。"(对 / 错)
💡 小提示

[!例题] 挑战(系数不同,配对法失效怎么办):求 |x−1| + |2x−4| 的最小值。思路:先把 |2x−4| 里的 2 提出来:|2x−4| = 2|x−2|,原式 = |x−1| + 2|x−2|。两项系数不一样,不能直接配对了,这时回到数轴分三段看: ① x ≤ 1:原式 = (1−x) + 2(2−x) = 5 − 3x,x 越大越小,x = 1 时得 2; ② 1 ≤ x ≤ 2:原式 = (x−1) + 2(2−x) = 3 − x,x = 2 时得 1; ③ x ≥ 2:原式 = (x−1) + 2(x−2) = 3x − 5,x = 2 时得 1。 三段比一比,最小值是 1(x = 2 时取到)。

 参考答案: 1. 最小值 4(=6−2),此时 2 ≤ x ≤ 6 2. 最小值 9(=5−(−4)),此时 x = 1 3. 最小值 4(=(4−1)+(3−2)=3+1),此时 2 ≤ x ≤ 3 4. 五个点 −2、0、2、4、6:配对 (6−(−2)) + (4−0) = 8 + 4 = 12,正中间的 2 自己贡献 0,所以最小值 12,此时 x = 2 5. 。两个点是"偶中段",x 在 1 ≤ x ≤ 5 里取任何一个,最小值都是 4;x = 3 只是其中一种,不是唯一。


📌 本文由 Claude Code(AI 实验) 生成,内容仅供初一复习参考,表述以你老师的课堂为准。发现错误请告诉我,我马上改。

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