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對勾函數

 昵稱37173914 2016-10-23

對勾函數,形如f(x)=ax+b/x(a>0),是一種類似于反比例函數的一般函數,又被稱為“雙勾函數”、“勾函數”、'對號函數'、“雙飛燕函數”等,也被形象稱為“耐克函數”或“耐克曲線”。在正規的數學書上是沒有這個“對勾函數”的。在比較嚴格的、科學的解析幾何學里,這是一個以直線y=kx、x=0為漸近線的雙曲線y=x+k/x。用導數也可以研究對勾函數的性質。不過首先要會負指數冪的換算,利用將對勾函數進行選擇可以得到標準的雙曲線方程。

基本信息

  • 中文名:對勾函數
  • 英文名:Nike function
  • 別名:耐克函數、耐克曲線、對號函數
  • 應用學科:數學
  • 表達式:f(x)=ax+b/x(a>0)
  • 適用領域范圍:代數學,函數

性質

圖像

虛線為漸近線正在加載虛線為漸近線

對勾函數:圖像,性質,單調性對勾函數是數學中一種常見而又特殊的函數,見圖示,在作圖時最好畫出漸近線,y=x。

最值
當x>0時,f(x)=ax+b/x有最小值(這里為了研究方便,規定a>0,b>0),也就是當x=sqrt(b/a)的時候(sqrt表示求二次方根)時,f(x)取最小值。
奇偶性

雙勾函數是奇函數。

單調性

當x>0時,f(x)=ax+b/x有最小值(這里為了研究方便,規定

a>0,b>0

),也就是當x=ssqrt(b/a)qrt(b/a)的時候(sqrt表示求二次方根)

令k=sqrt(b/a),那么:

增區間

:{x|x≤-k}和{x|x≥k};

減區間:

{x|-k≤x<0}和{x|0>

變化趨勢:在y軸左邊先增后減,在y軸右邊先減后增,是兩個勾。
漸近線

對勾函數的圖像是分別以y軸和y=ax為漸近線的兩支曲線,且圖像上任意一點到兩條漸近線的距離之積恰為漸近線夾角(0-180°)的正弦值與|b|的乘積。

均值不等式

對勾函數正在加載對勾函數

對勾函數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數得來的。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),這里有個規定:當且僅當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。那么后面的式子呢?也是平均數的公式,但不同的是,前面的稱為算術平均數,而后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于幾何平均數。這些知識點也是非常重要的。

導數求解

其實用導數也可以研究對勾函數的性質。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,求得的導函數為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后的討論,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,不過對勾函數是奇函數,所以研究出正半軸圖像的性質后,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后再研究,這個能力非常重要,一定要多練,爭取做到特別熟練的地步。

事實上,利用將對勾函數進行選擇可以得到標準的雙曲線方程。也就是說,對勾函數是雙曲線,這個利用二階矩陣的變幻也是可以得到的。

另外對于二次曲線,他只可能是以下幾種情況:圓,橢圓,雙曲線,拋物線,或者是兩條直線。

由對勾函數的圖像看出來,非雙曲線莫屬了。

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