阅读下面的材料。
一次函数与绝对值的奇妙相遇
在一次函数 $ y = x - 2 $ 的表达式的右侧添加绝对值符号,再将所得函数的图象向上平移1个单位长度,从而得到一个新函数 $ y = |x - 2| + 1 $ 的图象。我们可以类比研究一次函数图象的方法,通过列表、描点、连线等步骤画出该函数的图象。
列表:
| $ x $ | … | $ -2 $ | $ -1 $ | $ 0 $ | $ 1 $ | $ 2 $ | $ 3 $ | $ 4 $ | $ 5 $ | … |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| $ y $ | … | $ 5 $ | $ 4 $ | $ 3 $ | 图1$ 2 $ | $ 1 $ | $ 2 $ | $ 3 $ | $ 4 $ | … |
在下图中描点、连线:

(1)请在图中将描点、连线的过程补充完整。
(2)请根据图象解答下列问题。
①该函数图象的最低点的坐标是。
②当 $ y $ 随 $ x $ 的增大而减小时,$ x $ 的取值范围是(包括端点)。
③关于 $ x $ 的方程 $ |x - 2| + 1 = 5 $ 的解是。
④若 $ y = |x - 2| + 1 $ 的图象与直线 $ y = kx + 3(k ≠ 0) $ 只有一个交点,请直接写出 $ k $ 的取值范围。
一次函数与绝对值的奇妙相遇
在一次函数 $ y = x - 2 $ 的表达式的右侧添加绝对值符号,再将所得函数的图象向上平移1个单位长度,从而得到一个新函数 $ y = |x - 2| + 1 $ 的图象。我们可以类比研究一次函数图象的方法,通过列表、描点、连线等步骤画出该函数的图象。
列表:
| $ x $ | … | $ -2 $ | $ -1 $ | $ 0 $ | $ 1 $ | $ 2 $ | $ 3 $ | $ 4 $ | $ 5 $ | … |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| $ y $ | … | $ 5 $ | $ 4 $ | $ 3 $ | 图1$ 2 $ | $ 1 $ | $ 2 $ | $ 3 $ | $ 4 $ | … |
在下图中描点、连线:
(1)请在图中将描点、连线的过程补充完整。
(2)请根据图象解答下列问题。
①该函数图象的最低点的坐标是。
②当 $ y $ 随 $ x $ 的增大而减小时,$ x $ 的取值范围是(包括端点)。
③关于 $ x $ 的方程 $ |x - 2| + 1 = 5 $ 的解是。
④若 $ y = |x - 2| + 1 $ 的图象与直线 $ y = kx + 3(k ≠ 0) $ 只有一个交点,请直接写出 $ k $ 的取值范围。
答案
(1) 按要求描点连线得到顶点为$(2,1)$的开口向上V形图象
(2) ① $\boldsymbol{(2,1)}$
② $\boldsymbol{x\le2}$
③ $\boldsymbol{x=-2或x=6}$
④ $\boldsymbol{k\ge1或k<-1}$
(2) ① $\boldsymbol{(2,1)}$
② $\boldsymbol{x\le2}$
③ $\boldsymbol{x=-2或x=6}$
④ $\boldsymbol{k\ge1或k<-1}$
解析
(1) 根据表格给出的点坐标$(-2,5)$、$(-1,4)$、$(0,3)$、$(1,2)$、$(2,1)$、$(3,2)$、$(4,3)$、$(5,4)$,在给定的平面直角坐标系中依次描出各点,再用折线顺次连接,得到开口向上的V形函数图象,顶点为$(2,1)$。
(2) ① 观察函数图象,结合绝对值的非负性:$|x-2|\ge0$,因此$y=|x-2|+1\ge1$,当$x=2$时$y$取最小值1,可得图象最低点坐标。
② 观察图象增减性:在对称轴$x=2$左侧,$y$随$x$的增大而减小,据此得到对应$x$的取值范围。
③ 解方程$|x-2|+1=5$,移项得$|x-2|=4$,根据绝对值定义,$x-2=4$或$x-2=-4$,即可解得方程的解。
④ 直线$y=kx+3$恒过定点$(0,3)$,该点在函数$y=|x-2|+1$的左半段($x<2$时$y=-x+3$)上:当$k\ge1$时,直线斜率大于等于函数右半段($x\ge2$时$y=x-1$)的斜率1,仅交于点$(0,3)$,只有1个交点;当$k<-1$时,直线斜率小于函数左半段的斜率$-1$,仅交于点$(0,3)$,只有1个交点,符合要求。
(2) ① 观察函数图象,结合绝对值的非负性:$|x-2|\ge0$,因此$y=|x-2|+1\ge1$,当$x=2$时$y$取最小值1,可得图象最低点坐标。
② 观察图象增减性:在对称轴$x=2$左侧,$y$随$x$的增大而减小,据此得到对应$x$的取值范围。
③ 解方程$|x-2|+1=5$,移项得$|x-2|=4$,根据绝对值定义,$x-2=4$或$x-2=-4$,即可解得方程的解。
④ 直线$y=kx+3$恒过定点$(0,3)$,该点在函数$y=|x-2|+1$的左半段($x<2$时$y=-x+3$)上:当$k\ge1$时,直线斜率大于等于函数右半段($x\ge2$时$y=x-1$)的斜率1,仅交于点$(0,3)$,只有1个交点;当$k<-1$时,直线斜率小于函数左半段的斜率$-1$,仅交于点$(0,3)$,只有1个交点,符合要求。
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