(1)
式子$\vert x + 1\vert$的几何意义是数轴上表示$x$的点与表示$-1$的点之间的距离。
因为$\vert x + 1\vert = 2$,所以$x + 1 = 2$或$x + 1 = -2$,
解得$x = 1$或$x = -3$。
(2)
因为$\vert x - 3\vert = \vert x + 1\vert$,所以$x - 3 = x + 1$(无解)或$x - 3 = -(x + 1)$,
由$x - 3 = -(x + 1)$,
$x - 3 = -x - 1$,
$2x = 2$,
解得$x = 1$。
几何意义:
根据材料可知,$\vert x - 3\vert$的几何意义是数轴上表示$x$的点与表示$3$的点之间的距离,$\vert x + 1\vert=\vert x-(-1)\vert$的几何意义是数轴上表示$x$的点与表示$-1$的点之间的距离。
所以$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert = 7$表示的几何意义是:数轴上表示$x$的点到表示$3$的点与到表示$-1$的点的距离之和为$7$。
求解$x$的值:
当$x\lt - 1$时:
$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert=-(x - 3)-(x + 1)=7$,
即$-x + 3 - x - 1 = 7$,
$-2x+2 = 7$,
$-2x=7 - 2$,
$-2x = 5$,
解得$x=-\frac{5}{2}$。
当$-1\leqslant x\leqslant3$时:
$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert=-(x - 3)+(x + 1)=7$,
即$-x + 3+x + 1 = 7$,
$4 = 7$,等式不成立,此区间无解。
当$x\gt3$时:
$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert=(x - 3)+(x + 1)=7$,
即$x - 3+x + 1 = 7$,
$2x-2 = 7$,
$2x=7 + 2$,
$2x = 9$,
解得$x=\frac{9}{2}$。
$(4)$ 分析$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert$是否有最小值及最小值和$x$的取值范围
根据绝对值的几何意义,$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert$表示数轴上表示$x$的点到表示$3$的点与到表示$-1$的点的距离之和。
当$-1\leqslant x\leqslant3$时,$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert$有最小值。
此时$\vert x - 3\vert+\vert x + 1\vert=(3 - x)+(x + 1)=3 - x+x + 1 = 4$。
综上,$(3)$ $x$的值为$-\boldsymbol{\frac{5}{2}}$或$\boldsymbol{\frac{9}{2}}$;$(4)$ 有最小值,最小值是$\boldsymbol{4}$,$x$的取值范围是$\boldsymbol{-1\leqslant x\leqslant3}$。