什么是对钩函数
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2013-08-12
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对勾函数:图像,性质,单调性 对勾函数是数学中一种常见而又特殊的函数,见图示。 对勾函数是一种类似于反比例函数的一般函数。所谓的对勾函数,是形如f(x)=ax+b/x的函数,是一种教材上没有但考试老喜欢考的函数,所以更加要注意和学习。学了对勾函数对于学习与考试都有很大的作用。一般的函数图像形似 两个中心对称的对勾,故名(又称打钩函数,耐克函数)。当x>0时,f(x)=ax+b/x有最小值(这里为了研究方便,规定a>0,b>0),也就是当x=sqrt(b/a)的时候(sqrt表示求二次方根)。同时它是奇函数,就可以推导出x<0时的性质。令k=sqrt(b/a),那么,增区间:{x|x≤-k}∪{x|x≥k};减区间:{x|-k≤x<0}和{x|0<x≤k}。由单调区间可见,它的变化趋势是:在y轴左边,增减,在y轴右边,减增,是两个勾。 [编辑本段]均值不等式 对勾函数性质的研究离不开均值不等式。说到均值不等式,其实也是根据二次函数得来的。我们都知道,(a-b)^2≥0,展开就是a^2-2ab+b^2≥0,有a^2+b^2≥2ab,两边同时加上2ab,整理得到(a+b)^2≥4ab,同时开根号,就得到了平均值定理的公式:a+b≥2sqrt(ab)。现在把ax+b/x套用这个公式,得到ax+b/x≥2sqrt(axb/x)=2sqrt(ab),这里有个规定:当且仅当ax=b/x时取到最小值,解出x=sqrt(b/a),对应的f(x)=2sqrt(ab)。我们再来看看均值不等式,它也可以写成这样:(a+b)/2≥sqrt(ab),前式大家都知道,是求平均数的公式。那么后面的式子呢?也是平均数的公式,但不同的是,前面的称为算术平均数,而后面的则称为几何平均数,总结一下就是算术平均数绝对不会小于几何平均数。这些知识点也是非常重要的。 [编辑本段]导数求解 其实用导数也可以研究对勾函数的性质。不过首先要会负指数幂的换算,这也很简单,但要熟练掌握。举几个例子:1/x=x^-1,4/x^2=4x^-2。明白了吧,x为分母的时候可以转化成负指数幂。那么就有f(x)=ax+b/x=ax+bx-1,求导方法一样,求的的导函数为a+(-b)x^-2,令f'(x)=0,计算得到b=ax2,结果仍然是x=sqrt(b/a),如果需要的话算出f(x)就行了。平时做题的时候用导数还是均值定理,就看你喜欢用那个了。不过注意均值定理最后的讨论,有时ax≠b/x,就不能用均值定理了。 上述研究都是建立在x>0的基础上的,不过对勾函数是奇函数,所以研究出正半轴图像的性质后,自然能补出对称的图像。如果出现平移了的问题(图像不再规则),就先用平移公式或我总结出的平移规律还原以后再研究,这个能力非常重要,一定要多练,争取做到特别熟练的地步。 对勾函数实际是反比例函数的一个延伸,至于它是不是双曲线还众说不一。 [编辑本段]其它解法 面对这个函数 f(x)=ax+b/x, 我们应该想得更多,需要我们深入探究:(1)它的单调性与奇偶性有何应用?而值域问题恰好与单调性密切相关,所以命题者首先想到的问题应该与值域有关;(2)函数与方程之间有密切的联系,所以命题者自然也会想到函数与方程思想的运用;(3)众所周知,双曲线中存在很多定值问题,所以很容易就想到定值的存在性问题。因此就由特殊引出了一般结论;继续拓展下去,用所猜想、探索的结果来解决较为复杂的函数最值问题。 [编辑本段]高考例题 2006年高考上海数学试卷(理工农医类)已知函数 = + 有如下性质:如果常数 >0,那么该函数在 0, 上是减函数,在 ,+∞ 上是增函数. (1)如果函数 = + ( >0)的值域为 6,+∞ ,求 的值; (2)研究函数 = + (常数 >0)在定义域内的单调性,并说明理由; (3)对函数 = + 和 = + (常数 >0)作出推广,使它们都是你所推广的函数的特例.研究推广后的函数的单调性(只须写出结论,不必证明),并求函数 = + ( 是正整数)在区间[ ,2]上的最大值和最小值(可利用你的研究结论) 当x>0时,f(x)=ax+b/x有最小值;当x<0时,f(x)=ax+b/x有最大值 f(x)=x+1/x 首先你要知道他的定义域是x不等于0 当x>0, 由均值不等式有: f(x)=x+1/x>=2根号(x*1/x)=2 当x=1/x取等 x=1,有最小值是:2,没有最大值。 当x<0,-x>0 f(x)=-(-x-1/x) <=-2 当-x=-1/x取等。 x=-1,有最大值,没有最小值。 值域是:(负无穷,-2)并(2,正无穷) -------------- [编辑本段]重点(窍门) 其实对勾函数的一般形式是: f(x)=x+a/x(a>0) 定义域是:{x|x不等于0} 值域是:{y|y不等于0} 当x>0,有x=根号a,有最小值是2根号a 当x<0,有x=-根号a,有最大值是:-2根号a 打钩函数的解析式为y=x+a/x(其中a>0),它的单调性讨论如下: 设x1<x2,则f(x1)-f(x2)=x1+a/x1-(x2+a/x2)=(x1-x2)+a(x2-x1)/(x1x2)=(x1-x2)(x1x2-a)/(x1x2) 下面分情况讨论 (1)当x1<x2<-根号a时,x1-x2<0,x1x2-a>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函数在(-∞,-根号a)上是增函数 (2)当-根号a<x1<x2<0时,x1-x2<0,x1x2-a<0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),所以函数在(-根号a,0)上是减函数 (3)当0<x1<x2<根号a时,x1-x2<0,x1x2-a<0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),所以函数在(0,根号a)上是减函数 (4)当根号a<x1<x2时,x1-x2<0,x1x2-a>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),所以函数在(根号a,+∞)上是增函数 定义域为(-∞,0)∪(0,+∞) 由函数的单调性可得其值域为(-∞,-2根号a)∪(2根号a,+∞) 解题时常利用此函数的单调性求最大值与最小值。
2013-08-12
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一般地:函数f(x)=ax+b/x,(a>0,b>0)叫做双钩函数。
该函数是奇函数,图象关于原点对称。位于第一、三象限。
当x>0时,由基本不等式可得:y ≥2√ab
当且仅当ax=b/x,即x=√(b/a)时取等号。
故其顶点坐标为(√(b/a),2√ab),图象在(0,√(b/a))上是单调递减的,在(√(b/a),+∝)上是单调递增
同理:当x>0时,由基本不等式可得:y≤-2√ab
当且仅当ax=b/x,即x=-√(b/a)时取等号。
故其顶点坐标为(-√(b/a),-2√ab),
图象在(-∝,-√(b/a))上是单调递增,
在(-√(b/a),0)上是单调递减的.
当a<0,b<0 时可转化为a>0,b>0的情况
该函数是奇函数,图象关于原点对称。位于第一、三象限。
当x>0时,由基本不等式可得:y ≥2√ab
当且仅当ax=b/x,即x=√(b/a)时取等号。
故其顶点坐标为(√(b/a),2√ab),图象在(0,√(b/a))上是单调递减的,在(√(b/a),+∝)上是单调递增
同理:当x>0时,由基本不等式可得:y≤-2√ab
当且仅当ax=b/x,即x=-√(b/a)时取等号。
故其顶点坐标为(-√(b/a),-2√ab),
图象在(-∝,-√(b/a))上是单调递增,
在(-√(b/a),0)上是单调递减的.
当a<0,b<0 时可转化为a>0,b>0的情况
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