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高中数学|绝对值藏出一条"折枝"曲线:这道多选题专治不敢分类讨论
靖競|高中数学
认真讲题,踏实教学。
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01导语
方程里同时出现x|x|和y|y|,很多孩子第一眼就放弃了——其实这类”绝对值曲线”是纸老虎:按象限分四种情况去掉绝对值,每一块都是熟悉的老朋友(双曲线、椭圆的片段),拼起来就是一条连而不断的”折枝”曲线。这道多选题四个选项各考一个点:对称性、距离平方的范围、线性组合能不能取到、加绝对值后的范围,正好把”分段讨论+范围合并+端点开闭”这条主线完整走一遍。范围题丢分,十有八九丢在端点的开闭上,这道题把两种端点都安排上了。
02原题
已知曲线,P(x₀,y₀)为C上一点,则以下说法正确的是( )
A.曲线C关于原点中心对称
B.x₀²+y₀²的取值范围为[1,+∞)
C.存在点P(x₀,y₀),使得2x₀−y₀=−1
D.的取值范围为
答案
BD
03解析
第一步:分情况去绝对值,看清曲线的真面目。按x、y的符号分四种情况:
•x≥0,y≥0:,是双曲线右支在第一象限的上半段弧(x≥1,y≥0);
•x≥0,y<0:,是椭圆在第四象限的一段弧,从(1,0)到(0,−2);
•x<0,y≥0:,左边恒负,无解;
•x<0,y<0:,即,是这条双曲线下支中x<0、y≤−2的左半段弧。
补两个边界点:y=0时x|x|=1只有正根,得(1,0);x=0时只在y<0时有解,得(0,−2)。
所以曲线C由三段拼成:第四象限的椭圆弧((1,0)到(0,−2))、第一象限的双曲线右支上半段(从(1,0)向右上无限延伸)、下支的左半段(从(0,−2)向左下无限延伸)——连而不断,但整体不是中心对称图形。
第二步(A项):对称性找一个反例就够。点(1,0)在C上。若C关于原点对称,(−1,0)也应在C上;但x=−1<0、y=0时左边等于−x²−0=−1≠1,无解。所以A错误。
第三步(B项):三段各算x₀²+y₀²,取并集。
椭圆弧上,,即y²=4(1−x²),于是
x₀²+y₀²=x₀²+4(1−x₀²)=4−3x₀²,x₀∈[0,1],
范围为[1,4],最小值1恰在(1,0)取得。
双曲线上半段上,,于是,且随y₀增大无上界。
双曲线下支左半段上,,于是,同样无上界。
三段并起来:x₀²+y₀²∈[1,+∞)。B正确。
第四步(C项):把三段参数化,求2x₀−y₀的范围。
双曲线上半段:令,(t≥0),则
椭圆弧:令x=cosθ,y=−2sinθ(),则
两端点θ=0、处值都是2,处取最大,故。
双曲线下支左半段:令,(t≥0),则
三段并起来:。注意左端0取不到:两段双曲线都以直线2x−y=0为渐近位置,只能无限逼近。,所以不存在这样的点P,C错误。
第五步(D项):平移加绝对值,区间为正则原样保留。由第四步,
这个区间整个落在正实数轴上,绝对值不改变它,所以
D正确。综上,答案为BD。
(验算:t=0时上半段给点(1,0),2x−y=2;时椭圆弧给,;t=1时上半段,随t增大趋近0但取不到。三处数值均与结论吻合。)
04思维升华
含|x|、|y|的曲线方程,本质就是”按象限分四块”:每块去掉绝对值后都是标准图形(双曲线、椭圆、抛物线)的一段,难点从来不是哪一块,而是三件事——拼(哪些块有解、边界点归谁)、并(范围分段算完取并集)、开闭(端点到底取不取得到)。本题B项的1是椭圆弧端点贡献的闭端点,C、D项的0是双曲线渐近行为贡献的开端点:椭圆弧”有头有尾”给闭区间,双曲线”无限逼近渐近线”给开区间,两种端点的来历要分得清清楚楚。求2x−y这类线性目标在圆锥曲线弧上的范围,参数化(三角参数或双曲参数)往往比联立直线更快,而且参数的取值范围天然就是弧的范围,不会把整条曲线误当整支。最后是多选题的实战节奏:像A项这种对称性判断,找一个点验证反例三秒钟解决,先把最便宜的分数拿到手,再去啃需要完整计算的B、C、D。















































































