南京初一数学绝对值最值题,其实根本不用算,零点一排就出答案

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南京初一数学绝对值最值题,其实根本不用算,零点一排就出答案
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大家有没有想过一个问题:假如一个小区要建新的快递柜,到底放哪最合适?

很多人第一反应是放小区门口,其实不一定。但是从公平的角度来说,快递柜要服务几个单元的住户,放哪个位置,才能让所有人走路的距离加起来最短?

这个问题翻译成数学语言,就是咱们正在学的绝对值最值。把几个单元在数轴上标出来,快递柜的位置设成x,到每个单元的距离就是|x−a|、|x−b|、|x−c|,加起来求最小值——一模一样的模型。

今天就把这个模型讲透,记住四个字,以后遇到这种题不用算,直接出答案。

一、从生活到数学:一个快递站的选址问题

先回到那个快递站的问题。假设三个小区分别在数轴上的1、3、5的位置,快递站建在x处,到三个小区的距离之和就是|x−1|+|x−3|+|x−5|。问x取多少时,这个和最小?
上一篇我们讲过两个绝对值相加的情况:|x−a|+|x−b|的最小值是|a−b|,x在a和b之间时取得。那三个绝对值相加呢?
我们可以把它拆一下:|x−1|+|x−5|是一对,这两个的最小值是4,x在1到5之间时取得。剩下一个|x−3|,它的最小值是0,x=3时取得。
要让总和最小,就要让两对同时取到最小值。x=3的时候,|x−1|+|x−5|=4(因为3在1和5之间),|x−3|=0,总和是4。这就是最小值。
你看,x=3刚好是三个零点1、3、5中最中间的那个。这不是巧合,是规律。

二、奇数个绝对值:取中间那个零点

当绝对值的个数是奇数时,比如3个、5个、7个,x取所有零点中最中间的那个时,距离之和最小。
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还是用|x−1|+|x−3|+|x−5|来说。零点从小到大排是1、3、5,一共三个,最中间的是第二个,也就是3。所以x=3时取最小值。
最小值是多少?把零点配对:最外面的1和5配一对,距离是5−1=4;中间的3单独一个,距离是0。加起来就是4。
再举个例子,求|x+2|+|x−1|+|x−4|的最小值。先把零点找出来:−2、1、4,从小到大排好。三个零点,最中间的是1,所以x=1时取最小值。
最小值:−2和4配一对,距离是4−(−2)=6;中间的1单独一个,距离是0。总和是6。
不用分段讨论,不用画函数图像,找零点、排顺序、取中间、算配对距离,四步出答案。

三、偶数个绝对值:取中间两个之间

那如果绝对值的个数是偶数呢?比如4个、6个、8个。规律稍微变一下:x在中间两个零点之间(含端点)时,距离之和最小。
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比如求|x−1|+|x−2|+|x−4|+|x−5|的最小值。零点从小到大排是1、2、4、5,一共四个。中间两个是第二个和第三个,也就是2和4。所以x在2到4之间时,取最小值。
最小值怎么算?还是配对:最外面的1和5配一对,距离是5−1=4;中间的2和4配一对,距离是4−2=2。加起来是4+2=6。
验证一下,取x=3(在2和4之间),|3−1|+|3−2|+|3−4|+|3−5|=2+1+1+2=6,没错。
再比如求|x−3|+|x−1|+|x+2|+|x+5|的最小值。零点是−5、−2、1、3,从小到大排好。四个零点,中间两个是−2和1,x在−2到1之间时取最小值。
最小值:−5和3配一对,距离是3−(−5)=8;−2和1配一对,距离是1−(−2)=3。总和是8+3=11。
偶数个的时候,x的取值不是一个点,而是一段区间。在这个区间里随便取哪个x,最小值都一样。

四、通用规律:四个字搞定

把奇数和偶数的情况合在一起,就是四个字:奇点取中,偶点取段。
具体操作分四步:
第一步:找零点。令每个绝对值里面等于0,求出所有x的值。
第二步:排顺序。把零点从小到大排列,别搞反了。
第三步:定位置。零点个数是奇数,取最中间的那个点;是偶数,取中间两个点之间的区间。
第四步:算最值。把零点从外到内两两配对,每对的距离加起来就是最小值。

绝对值之和最值,记住四个字:奇点取中,偶点取段。找零点、排顺序、定位置、算配对距离,四步搞定,不用分段讨论,不用画图像。
下一讲,我们聊点更有意思的:绝对值之和最值的变形——当绝对值前面有系数的时候怎么办,比如2|x−1|+3|x−3|,这时候"奇点取中"还管用吗?觉得有用的话,点个关注,咱们下篇见。

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