对勾函数讲解与例题解析
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对勾函数
对勾函数:数学中一种常见而又特殊的函数。
如图
一、对勾函数f(x)=ax+ 错误!未找到引用源。
的图象与性质
对勾函数是数学中一种常见而又特殊的函数。
它在高中教材上不出现,但考试总喜欢考的函数,所以也要注意它和了解它。
(一) 对勾函数的图像
对勾函数是一种类似于反比例函数的一般函数,形如f(x)=ax+错误!未找到引用源。
(接下来写作
f(x)=ax+b/x)。
当a≠0,b≠0时,f(x)=ax+b/x是正比例函数f(x)=ax与反比例函数f(x)= b/x “叠加”而成的函数。
这个观点,对于理解它的性质,绘制它的图象,非常重要。
当a,b同号时,f(x)=ax+b/x的图象是由直线y=ax与双曲线y= b/x构成,形状酷似双勾。
故称“对勾函数”,也称“勾勾函数”、“海鸥函数”。
如下图所示:
a>0 b>0 a<0 b<0
对勾函数的图像(ab同号)
当a,b异号时,f(x)=ax+b/x的图象发生了质的变化。
但是,我们依然可以看作是两个函数“叠加”而成。
(请自己在图上完成:他是如何叠加而成的。
)
对勾函数的图像(ab异号)
一般地,我们认为对勾函数是反比例函数的一个延伸,即对勾函数也是双曲线的一种,只不过它的焦点和渐进线的位置有所改变罢了。
接下来,为了研究方便,我们规定a>0,b>0。
之后当a<0,b<0时,根据对称就很容易得出结论了。
(二) 对勾函数的顶点
对勾函数性质的研究离不开均值不等式。
利用均值不等式可以得到:
当x>0时,错误!未找到引用源。
当x<0时,错误!未找到引用源。
即对勾函数的定点坐标:
(三) 对勾函数的定义域、值域
由(二)得到了对勾函数的顶点坐标,从而我们也就确定了对勾函数的定义域、值域等性质。
(四) 对勾函数的单调性
(五) 对勾函数的渐进线 由图像我们不难得到: (六)
对勾函数的奇偶性 :对勾函数在定义域内是奇函数, 二、均值不等式(基本不等式) 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,就得到了均值定理的公式:a+b ≥2sqrt(ab )。
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。
三、关于求函数()01>+=x x
x y 最小值的解法 1. 均值不等式 0>x ,∴21≥+
=x
x y ,当且仅当x x 1=,即1=x 的时候不等式取到“=”。
∴当1=x 的时候,2min =y 2. ∆法 0112=+-⇒+=yx x x
x y 若y 的最小值存在,则042≥-=∆y 必需存在,即2≥y 或2-≤y (舍)
y
X
O y=ax
找到使2=y 时,存在相应的x 即可。
通过观察当1=x 的时候,2min =y
3. 单调性定义
设210x x << ()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-+-=-21212121211111x x x x x x x x x f x f ()2
121211x x x x x x --= 当对于任意的21,x x ,只有21,x x (]1,0∈时,()()21x f x f -0>,∴此时()x f 单调递增;
当对于任意的21,x x ,只有21,x x ()+∞∈,1时,()()21x f x f -0<,∴此时()x f 单调递减。
∴当1=x 取到最小值,()21min ==f y
4. 复合函数的单调性
2112
+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=x x x x y x x t 1
-=在()+∞,0单调递增,22
+=t y 在()0,∞-单调递减;在[)+∞,0单调递增 又 ∈x ()1,0()0,∞-∈⇒t ∈x [)+∞,1[)+∞∈⇒,0t ∴原函数在()1,0上单调递减;在[)+∞,1上单调递增 即当1=x 取到最小值,()21min ==f y
四、例题解析:
例1、已知函数 ,
五、重点(窍门)
其实对勾函数的一般形式是:
f(x)=ax+b/x(a>0)
定义域为(-∞,0)∪(0,+∞)
值域为(-∞,-2√ab]∪[2√ab,+∞)
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
对勾函数的解析式为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
⑴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
⑵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
⑶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
⑷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
解题时常利用此函数的单调性求最大值与最小值。