打勾函式

打勾函式

當x0}∪{x|0>

打鉤函式概述

是形如y=ax+b/x的函式,(這裡這裡為了研究方便不妨令a>0,b>0)是一種教材上沒有但考試老喜歡考的函式(鬱悶)。
定義域:{x|x≠0}
學了均值不等式後,可以研究一下它的性質!
當x>0時,當ax=b/x時y有最小值,也就是x=根號(b/a)。同時它是奇函式,可以推導出x<0時的性質。
令k=根號(b/a),那么,
增區間:{x|x≤-k}∪{x|x≥k}
減區間:{x|-k≤x<0}∪{x|0< x≤k}

打勾函式圖象打勾函式圖象
由單調區間可見,它在R上的變化趨勢是:在y軸左邊,增減,在y軸右邊
減增,是兩個鉤,所以叫雙鉤函式
最值也可根據基本不等式:x + a/x >=2(根號(X)*a/根號(x)).
另外,由於該函式圖像本身就是雙曲線,不如就叫做“雙曲線函式”(不是雙曲函式),這樣命名更能體現該函式的本質屬性。

對打鉤函式性質的研究

打勾函式性質的研究離不開均值不等式。說到均值不等式,其實也是根據二次函式得來的。我們都知道,(a-b)^2≥0,展開就是a^2-2ab+b^2≥0,有a^2+b^2≥2ab,兩邊同時加上2ab,整理得到(a+b)^2≥4ab,同時開根號,就得到了平均值定理的公式:a+b≥2sqrt(ab)。現在把ax+b/x套用這個公式,得到ax+b/x≥2sqrt(axb/x)=2sqrt(ab),這裡有個規定:若且唯若ax=b/x時取到最小值,解出x=sqrt(b/a),對應的f(x)=2sqrt(ab)。我們再來看看均值不等式,它也可以寫成這樣:(a+b)/2≥sqrt(ab),前式大家都知道,是求平均數的公式。那么後面的式子呢?也是平均數的公式,但不同的是,前面的稱為算術平均數,而後面的則稱為幾何平均數,總結一下就是算術平均數絕對不會小於幾何平均數。這些知識點也是非常重要的。
其實用導數也可以研究打勾函式的性質。不過首先要會負指數冪的換算,這也很簡單,但要熟練掌握。舉幾個例子:1/x=x^-1,4/x^2=4x^-2。明白了吧,x為分母的時候可以轉化成負指數冪。那么就有f(x)=ax+b/x=ax+bx-1,求導方法一樣,求的的導函式為a+(-b)x^-2,令f'(x)=0,計算得到b=ax2,結果仍然是x=sqrt(b/a),如果需要的話算出f(x)就行了。平時做題的時候用導數還是均值定理,就看你喜歡用那個了。不過注意均值定理最後的討論,有時ax≠b/x,就不能用均值定理了。
上述研究都是建立在x>0的基礎上的,不過打勾函式是奇函式,所以研究出正半軸圖像的性質後,自然能補出對稱的圖像。如果出現平移了的問題(圖像不再規則),就先用平移公式或我總結出的平移規律還原以後再研究,這個能力非常重要,一定要多練,爭取做到特別熟練的地步。
打勾函式實際是反比例函式的一個延伸,至於它是不是雙曲線還眾說不一。
面對這個函式 f(x)=ax+b/x,我們應該想得更多,需要我們深入探究:(1)它的單調性與奇偶性有何套用?而值域問題恰好與單調性密切相關,所以命題者首先想到的問題應該與值域有關;(2)函式與方程之間有密切的聯繫,所以命題者自然也會想到函式與方程思想的運用;(3)眾所周知,雙曲線中存在很多定值問題,所以很容易就想到定值的存在性問題。因此就由特殊引出了一般結論;繼續拓展下去,用所猜想、探索的結果來解決較為複雜的函式最值問題。

重點內容

其實對勾函式的一般形式是:
f(x)=x+a/x(a>0)
定義域是:{x|x不等於0}
值域是:{y|y∈(-∞,-2根號a)∪(2根號a,+∞)}
當x>0,有x=根號a,有最小值是2根號a
當x<0,有x=-根號a,有最大值是:-2根號a
對鉤函式的解析式為y=x+a/x(其中a>0),它的單調性討論如下:
設x1<x2,則f(x1)-f(x2)=x1+a/x1-(x2+a/x2)=(x1-x2)+a(x2-x1)/(x1x2)=(x1-x2)(x1x2-a)/(x1x2)
下面分情況討論
(1)當x1<x2<-根號a時,x1-x2<0,x1x2-a>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函式在(-∞,-根號a)上是增函式
(2)當-根號a<x1<x2<0時,x1-x2<0,x1x2-a<0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),所以函式在(-根號a,0)上是減函式
(3)當0<x1<x2<根號a時,x1-x2<0,x1x2-a<0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),所以函式在(0,根號a)上是減函式
(4)當根號a<x1<x2時,x1-x2<0,x1x2-a>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函式在(根號a,+∞)上是增函式
定義域為(-∞,0)∪(0,+∞)
由函式的單調性可得其值域為(-∞,-2根號a)∪(2根號a,+∞)
解題時常利用此函式的單調性求最大值與最小值。

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