对勾函数,形如f(x)=ax+b/x(a>0),是一种类似于反比例函数的一般函数,又被称为“双勾函数”、“勾函数”、"对号函数"、“双飞燕函数”等,也被形象称为“耐克函数”或“耐克曲线”。在正规的数学书上是没有这个“对勾函数”的。在比较严格的、科学的解析几何学里,这是一个以直线y=kx、x=0为渐近线的双曲线y=x+k/x。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,利用将对勾函数进行选择可以得到标准的双曲线方程。
对号函数_对勾函数 -性质
图像
虚线为渐近线对勾函数: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,在作图时最好画出渐近线,y=x。
最值
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)时,f(x)取最小值。奇偶性
双勾函数是奇函数。单调性
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=ssqrt(b/a)qrt(b/a)的时候(sqrt表示求二次方根)令k=sqrt(b/a),那么:
增区间:{x|x≤-k}和{x|x≥k};
减区间:{x|-k≤x<0}和{x|0变化趋势:在y轴左边先增后减,在y轴右边先减后增,是两个勾。
渐近线
对勾函数的图像是分别以y轴和y=ax为渐近线的两支曲线,且图像上任意一点到两条渐近线的距离之积恰为渐近线夹角(0-180°)的正弦值与|b|的乘积。对号函数_对勾函数 -均值不等式
对勾函数
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。对号函数_对勾函数 -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,求得的导函数为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。事实上,利用将对勾函数进行选择可以得到标准的双曲线方程。也就是说,对勾函数是双曲线,这个利用二阶矩阵的变幻也是可以得到的。
另外对于二次曲线,他只可能是以下几种情况:圆,椭圆,双曲线,抛物线,或者是两条直线。
由对勾函数的图像看出来,非双曲线莫属了。
对号函数_对勾函数 -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:
⑴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;
⑵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;
⑶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。能否与均值有关系。
对号函数_对勾函数 -高考例题
对勾函数的图像和性质2006年高考上海数学试卷(理工农医类)已知函数y=x+a/x有如下性质:如果常数a>0,那么该函数在(0,√a]上是减函数,在,[√a,+∞)上是增函数.⑴如果函数y=x+(2^b)/x(x>0)的值域为[6,+∞),求b的值;
⑵研究函数y=x^2+c/x^2(常数c>0)在定义域内的单调性,并说明理由;
⑶对函数y=x+a/x和y=x^2+a/x^2(常数a>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F(x)=(x^2+1/x)^n+(1/x^2+x)^n(x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)
≤K}>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)证明函数f(x)=ax+b/x,(a>0,b>0)在x>0上的单调性设x1>x2且x1,x2∈(0,+∝)则f(x1)-f(x2)=(ax1+b/x1)-(ax2+b/x2)=a(x1-x2)-b(x1-x2)/x1x2=(x1-x2)(ax1x2-b)/x1x2因为x1>x2,则x1-x2>0当x∈(0,√(b/a))时,x1x2<0,即x∈(0,√(b/a))时,f(x)=ax+b/x单调递减;当x∈(√(b/a),+∞)时,x1x2>b/a则ax1x2-b>b-b=0所以f(x1)-f(x2)>0,即x∈(√(b/a),+∞)时,f(x)=ax+b/x单调递增。=0>≤K}>
对号函数_对勾函数 -重点
其实对勾函数的一般形式是:f(x)=x+a/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,则F(X1)-F(X2)=X1+A>=0>≤K}>下面分情况讨论
⑴当x1<-根号a时,x1-x2<0,x1x2-a>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)
⑵当-根号a<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<;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<0,x1x2-a>0,x1x2>0,所以f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)
解题时常利用此函数的单调性求最大值与最小值。