(完整版)“双勾函数”的性质及应用
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对勾函数表达式
摘要:
1.对勾函数的定义和基本形式
2.对勾函数的性质和特点
3.对勾函数的应用领域
4.对勾函数的符号和意义
5.对勾函数的简史
正文:
对勾函数,也被称为双勾函数,是一种常见的数学函数表达式。
它的基本形式为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c 为常数,且a≠0。
这个函数图像的形状就像一个对勾,因此得名对勾函数。
对勾函数具有许多有趣的性质和特点。
例如,它的图像具有对称性,即以直线x=-b/2a 为对称轴。
此外,对勾函数的顶点坐标为(-b/2a, c -
b^2/4a),这也是函数的最小值(当a>0)或最大值(当a<0)所在的位置。
对勾函数在许多领域都有广泛的应用。
在物理学中,它可以描述简谐振动的位移时间关系;在经济学中,它可以描述生产和消费的关系;在生物学中,它可以描述种群数量随时间的变化关系。
对勾函数的符号和意义也值得我们关注。
一般来说,我们用y 表示函数的输出,x 表示函数的输入。
而a、b、c 则分别表示函数的三个参数,决定了函数的形状和位置。
对勾函数的简史也很有趣。
尽管对勾函数在现代数学中有着广泛的应用,但它的起源可以追溯到古代希腊。
在古希腊,对勾函数被认为是一种神秘的符号,象征着生命和死亡的循环。
双钩函数的性质及运用xx初等函数在中学数学中是非常重要的一部份知识,解决这一类问题,通常是要利用它们性质,结合图像分析、识别、记忆。
便能找到快捷的方法解答,能使问题变得简单、清晰、明了。
我们经常遇到一类函数,名为“双钩函数”。
在此,我想与大家共同探讨“双钩函数”的性质以及运用。
函数f(x)= ax +b/x,(a>0,b>0)叫做双钩函数。
定义域为x属于R。
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(均值不等式)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的情况例如求f(x)=4x+3/x的单调性,并讨论在其定义域的最值。
解:如图根据“双钩函数”的性质,很快可画出图可知f(x)在(0,√】,【-√,0)为单调递减f(x)在【√,+∝),(-∝,-√】为单调递增当x>0时,f(x)有最小=4√3,f(x)无最大当x<0时f(x)有最大=-4√3,f(x)无最小当然函数f(x)= ax +b/x,(a>0,b>0)可用定义法来判定单调区间和最值。
如果你有兴趣,可以用定义法解上述例题,你定有一翻感叹。
双钩函数的性质及应用双钩函数是一种具有特殊性质和应用的函数。
在数学中,双钩函数通常用来描述Young图或Young表,并在许多领域中发挥着重要的作用。
下面我将详细介绍双钩函数的性质及其应用。
一、双钩函数的性质1. 定义:双钩函数是一种形式类似于多项式的函数。
设λ为一组非增的正整数,双钩函数Kλ(x)是通过在矩形栅格中的每个格子上放置一个包含λ个钩的钩子而定义的函数。
2. 条件:双钩函数Kλ(x)的定义需要满足一定的条件,即每个钩所占据的格子必须处于标准Young图内部的格点上。
3. 表示:双钩函数可以表示为一组特定的Schur函数之和,即Kλ(x) = ∑sμ(x)v μ*,其中μ为标准Young图的形状参数,vμ*为对应的反对称Schur函数。
4. 对称性:双钩函数具有一定的对称性质,即对于任意的正整数k,有Kλ(x1, x2, ..., xk) = Kλ(xk, ..., x2, x1)。
5. 归一化:双钩函数归一化后可以得到规范化的双钩函数,满足∫Kλ(x)Kμ(x)d μ= δλμ,其中δλμ是Kronecker符号。
二、双钩函数的应用1. 集合分割:双钩函数可以应用于集合分割问题。
通过对集合元素进行不同的分组,可以得到不同形状的标准Young图。
通过计算双钩函数,可以精确描述每个分割的权重,从而帮助解决集合分割问题。
2. 模式识别:双钩函数也可以应用于模式识别领域。
通过在多维空间中表示特定的模式,可以使用双钩函数对这些模式进行编码和表示。
双钩函数可以根据模式的形状参数来计算不同的权重,并进行模式匹配和识别。
3. 量子力学:双钩函数在量子力学中也有重要的应用。
在描述多粒子态时,可以使用双钩函数来计算粒子之间的关联性。
双钩函数可以帮助解决多粒子系统的对称性问题,并且可以应用于多粒子波函数的计算和分析。
4. 组合数学:双钩函数也在组合数学中发挥着重要的作用。
通过对标准Young 图进行计数和组合,可以使用双钩函数来计算不同形状的图形的数量。
双勾函数的性质及应用双勾函数是一种周期性函数,通常表示为sin(x)或cos(x)。
双勾函数的周期为2π,因此在任何长度为2π的区间上都具有相同的性质。
在本文中,我们将详细讨论双勾函数的性质及其应用。
1. 周期性双勾函数具有周期性,即在每个周期内具有相同的性质。
这可以表示为:sin(x + 2π) = sin(x)cos(x + 2π) = cos(x)这意味着,如果我们知道双勾函数在任何长度为2π的区间内的表现,我们可以确定它在其他任何长度为2π的区间中的表现。
周期性是双勾函数最重要的性质之一,因为它使得我们能够在任何长度的区间上使用双勾函数。
2. 奇偶性sin(x)是一个奇函数,cos(x)是一个偶函数。
这可以表示为:sin(-x) = -sin(x)cos(-x) = cos(x)这意味着如果我们把双勾函数在原点对称,形成一个镜像图像,我们会得到相反的结果。
例如,sin(-x)与-sin(x)对称,因此它们的图像是相同的,只是沿y轴翻转了。
cos(-x)与cos(x)对称,因此它们的图像是相同的,只是沿y轴翻转了。
3. 周期延拓双勾函数可以通过周期延拓来扩展其值域。
这意味着我们可以通过以周期为模的方式将双勾函数扩展到负数和大于2π的值。
例如,sin(x)的值在0至2π之间变化,但是我们可以通过添加2π的倍数来扩展其值的范围。
如果我们定义x' = x + 2πk,其中k是任何整数,我们将得到sin(x') = sin(x)。
这个过程称为周期延拓,它可用于递归地扩展函数的值域。
4. 平移双勾函数可以通过平移来移动位置。
这意味着我们可以通过添加或减去一个常数来改变双勾函数的X轴位置。
例如,如果我们定义sin(x + a),其中a是任何常数,我们将把函数的图像向左平移a个单位,反之,如果我们定义sin(x - a),我们将把函数的图像向右平移a个单位。
平移是一种非常有用的工具,用于在双勾函数上执行各种操作。
对勾函数的性质及应用一、对勾函数b y ax x =+)0,0(>>b a 的图像与性质:1. 定义域:),0()0,(+∞⋃-∞2. 值域:),2[]2,(+∞⋃--∞ab ab3. 奇偶性:奇函数,函数图像整体呈两个“对勾”的形状,且函数图像关于原点呈中心对称,即0)()(=-+x f x f 4. 图像在一、三象限, 当0x >时,by ax x=+≥ab 2(当且仅当b x a ,即)(x f 在x=a b 时,取最小值ab 2由奇函数性质知:当x<0时,)(x f 在x=ab -时,取最大值ab 2-5. 单调性:增区间为(∞+,ab ),(a b -∞-,),减区间是(0,a b ),(a b -,0)二、对勾函数的变形形式 类型一:函数by ax x=+)0,0(<<b a 的图像与性质 1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞ 2.值域:),2[]2,(+∞⋃--∞ab ab3.奇偶性:奇函数,函数图像整体呈两个“对勾”的形状.4.图像在二、四象限, 当x<0时,)(x f 在x=ab 时,取最小值ab 2;当0x >时,)(x f 在x=ab -时,取最大值ab 2-5.单调性:增区间为(0,a b ),(a b -,0)减区间是(∞+,ab ),(a b -∞-,),类型二:斜勾函数by ax x =+)0(<ab①0,0<>b a 作图如下1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞2.值域:R3.奇偶性:奇函数4.图像在二、四象限,无最大值也无最小值.5.单调性:增区间为(-∞,0),(0,+∞).②0,0><b a 作图如下:1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞2.值域:R3.奇偶性:奇函数4.图像在二、四象限,无最大值也无最小值.5.单调性:减区间为(-∞,0),(0,+∞).类型三:函数)0()(2>++=ac xcbx ax x f 。
“双勾函数”的性质及应用问题引入:求函数2y =的最小值.问题分析:将问题采用分离常数法处理得,2y ==,此时如果利用均值不等式,即2y =,等式成立的条件为==显然无实数解,所以“=”不成立,因而最小值不是2,遇到这种问题应如何处理呢?这种形式的函数又具有何特征呢?是否与我们所熟知的函数具有相似的性质呢?带着种种疑问,我们来探究一下这种特殊类型函数的相关性质.一、利用“二次函数”的性质研究“双勾函数”的性质 1.“双勾函数”的定义我们把形如()kf x x x=+(k 为常数,0k >)的函数称为“双勾函数”.因为函数()kf x x x=+(k 为常数,0k >)在第一象限的图像如“√”,而该函数为奇函数,其图像关于原点成中心对称,故此而得名.2.类比“二次函数”与“双勾函数”的图像3.类比“二次函数”的性质探究“双勾函数”的性质 (1)“二次函数”的性质①当0a >时,在对称轴的左侧,y 随着x 的增大而减小;在对称轴的右侧,y 随着x二次函数图像“双勾函数”图像的增大而增大;当2bx a=-时,函数y 有最小值244ac b a - .②当0a <时,在对称轴的左侧,y 随着x 的增大而增大;在对称轴的右侧,y 随着x的增大而减小.当2bx a=-时,函数y 有最大值244ac b a -.(2)“双勾函数”性质的探究 ①当0x >时,在x =y 随着x的增大而减小;在x =y 随着x的增大而增大;当x =y有最小值.②当0x <时,在x =y 随着x 的增大而增大;在x =y 随着x的增大而减小.当x =y有最大值-综上知,函数()f x在(,-∞和)+∞上单调递增,在[和上单调递减.下面对“双勾函数”的性质作一证明.证明:定义法.设12,x x ∈R ,且12x x <,则1212121212121212()()()()()(1)x x x x k a k k f x f x x x x x x xx x x x ---=+--==--.以下我们怎样找到增减区间的分界点呢?首先0x ≠,∴0x =就是一个分界点,另外我们用“相等分界法”,令120x x x ==,2010kx -=可得到x =因此又找到两个分界点.这样就把()f x 的定义域分为(,-∞,[,,)+∞四个区间,再讨论它的单调性.设120x x <<120x x -<,120x x >,120x x k <<, ∴120x x k -<. ∴121212121212()()()()0x x x x k k k f x f xx x x x x x ---=+--=>,即12()()f x f x >. ∴()f x 在上单调递减.同理可得,()f x 在)+∞上单调递增;在(,-∞上单调递增;在[上单调递减.故函数()f x在(,-∞和)+∞上单调递增,在[和上单调递减.性质启发:由函数()(0)kf x x k x=+>的单调性及()f x 在其单调区间的端点处取值的趋势,可作出函数()y f x =的图像,反过来利用图像可形象地记忆该函数的单调性及有关性质.此性质是求解函数最值的强有力工具,特别是利用均值不等式而等号不成立时,更彰显其单调性的强大功能.4.“二次函数”与“双勾函数”在处理区间最值问题上的类比 (1)“二次函数”的区间最值设f x ax bx c a ()()=++≠20,求f x ()在x m n ∈[],上的最大值与最小值. 分析:将f x ()配方,得对称轴方程x ba=-2, ①当a >0时,抛物线开口向上.若-∈ba m n 2[],必在顶点取得最小值,离对称轴较远端点处取得最大值; 若-∉b a m n 2[],,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离对称轴x b a=-2较远端点处取得最大值,较近端点处取得最小值. ②当0a <时,抛物线开口向下.若-∈ba m n 2[],必在顶点取得最大值,离对称轴较远端点处取得最小值; 若-∉b a m n 2[],,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离对称轴x b a=-2较远端点处取得最小值,较近端点处取得最大值. 以上,作图可得结论. ①当a >0时,max121()()()22()1()()()22b f m m n a f x b f n m n a ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-<+⎪⎩如图如图,≥,;min345()()2()()()22()()2b f n n a b b f x f m n a a b f m m a ⎧->⎪⎪⎪=--⎨⎪⎪-<⎪⎩如图如图如图,,≤≤,.图1 图2 图3 图4 图5②当a <0时,max678()()2()()()22()()2b f n n a b b f x f m n a a b f m m a ⎧->⎪⎪⎪=--⎨⎪⎪-<⎪⎩如图如图如图,,≤≤,;min9101()()()22()1()()()22b f m m n a f x b f n m n a ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-<+⎪⎩如图如图,≥,.(2)“双勾函数”的区间最值 设()(0)kf x x k x=+>,求f x ()在x m n ∈[],上的最大值与最小值. 分析:①当0x >时,其图像为第一象限部分.[]m n ,,则函数必在界点x =函数值;[]m n ,,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离直线x =得最大值,较近端点处取得最小值.②当0x <时,其图像为第三象限部分.若[]m n ,,则函数必在界点x =最小值需比较两个端点处的函数值;若[]m n ,,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离直线x =处取得最小值,较近端点处取得最大值.以上,作图可得结论. ①当0x >时,图7 图9图10max()(,()max{(),([,](,()(.f m n f x f m f n m n f n m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩如图11)如图12)如图13)min()(,()[,](,()(.f n n f x f m n f m m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩如图11)如图12)如图13)②当0x <时,max()(,()([,](,()(.f n n f x f m n f m m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩,如图14)如图15),如图16)min()(,()min{(),()},[,](,()(.f m n f x f m f n m n f n m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩,如图14)如图15),如图16)二、实践平台例1某化工厂生产的某种化工产品,当年产量在150吨至250吨之间时,其生产的总成本y (万元)与年产量x (吨)之间的函数关系式近似地表示为230400010x y x =-+.问:(1)年产量为多少吨时,每吨的平均成本最低?并求出最低成本;图11 图12图13图14图15图16(2)每吨平均出厂价为16万元,年产量为多少吨时,可获得最大利润?并求出最大利润.分析:将问题归结为“双勾函数”问题,利用“双勾函数”的性质,可使问题轻松获解.解:(1)由题意可知,每吨平均成本为yS x=万元. 即400014000030()301010y x S x x x x==+-=+-,因为函数在区间(0,200]上为减函数,在区间[200,)+∞上为增函数.所以当200x =时,函数400014000030()301010y x S x x x x==+-=+-有最小值为140000(200)301010200S =+-=最小(万元), 所以当年产量为200吨时,每吨的平均成本最低,最低成本为10万元.(2)设年获得总利润为Q 万元,则2211616304000(230)12901010x Q x y x x x =-=-+-=-+, 当230(150,250)x =∈,1290Q =最大,故当年产量为230吨时,可获得最大利润1290万元.评注:本题的关键是用年产量x 吨把每吨平均成本及利润表示出来,然后再求其最值,在求解最值时我们要用到“双勾函数”的单调性,记住这个结论可以简化计算过程.函数的单调性除一些理论上的应用外,它还可以灵活有效地解决现实生活中与之相关的实际问题.例2甲、乙两地相距s km ,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c km/h ,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位),由可变部分和固定部分组成;可变部分与速度v (km/h)的平方成正比,比例系数为b ,固定部分为a 元.(1)把全程运输成本y (元)表示为v (km/h)的函数,并指出这个函数的定义域.(2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大的速度行驶. 分析:要计算全程的运输成本s bv vabv a v s y )()(2+=+=(v <0≤c ),而已知每小时的运输成本,只需计算全程的时间,由题意不难得到全程运输成本s bv v a bv a v s y )()(2+=+=(v <0≤c ),所要解决的问题是求bv va+何时取最小值,显然要对c 的大小进行讨论,讨论的标准也就是c 与ba的大小. 解:(1)依题意知:汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间为sv,因此全程运输成本为s bv vabv a v s y ⋅+=+⋅=)()(2,又据题意v <0≤c ,故所求函数及其定义域分别为: )(bv vas y +⋅=,],0(c v ∈.(2)设()()aab u f v bv b v v v==+=+,∴u 在],0(b a上是减函数,在)+∞上是增函数. ①若ba≤c ,结合“双勾函数”的性质知, 当bav =时运输成本y 最小. ②若c ba>,函数在],0(c 上单调递减,所以当c v =时,全程运输成本最小. 评注:解应用题时,首先要训练读题能力,成功地完成对数学文字语言、符号语言、图形语言的理解、接受和转换,继而对题中各元素的数量关系进行加工和提炼,分清主次,并建立数学模型解决实际问题.例3(2006安徽高考)已知函数()f x 在R 上有定义,对任意实数0a >和任意实数x ,都有()()f ax af x =.(Ⅰ)证明(0)0f =;(Ⅱ)证明0()0.kx x f x hx x ⎧=⎨<⎩,≥,,其中k 和h 均为常数;(Ⅲ)当(Ⅱ)中的0k >,设1()()(0)()g x f x x f x =+>,讨论()g x 在(0)+∞,内的单调性并求最值.分析:承接第(Ⅱ)问的结论,将问题归结为“双勾函数”的单调性与函数最值的求解问题.证明:(Ⅰ)令0x =,则()()00f af =,∵0a >,∴()00f =. (Ⅱ)①令x a =,∵0a >,∴0x >,则()()2f x xf x =.假设0x ≥时,()f x kx =(k ∈R ),则()22f x kx =,而()2xf x x kx kx =⋅=,∴()()2f x xf x =,即()f x kx =成立.②令x a =-,∵0a >,∴0x <,()()2f xxf x -=-假设0x <时,()f x hx =()h R ∈,则()22f x hx -=-,而()2xf x x hx hx-=-⋅=-,∴()()2f xxf x -=-,即()f x hx =成立.∴(),0,0kx x f x hx x ≥⎧=⎨<⎩成立.(Ⅲ)当0x >时,()()()2111()k g x f x kx k x f x kx x=+=+=+, 由“双勾函数”性质知在1(0,]k 上为减函数,在1[,)k+∞上为增函数, 所以当1x k=时,min [()]2g x =. 评注:数学高考试题注重“考基础、考能力、考思想”.所以熟悉数学化归的思想,有意识地运用数学变换的方法去灵活解决有关的数学问题,将有利于强化在解决数学问题中的应变能力,有利于提高解决数学问题的思维能力和技能、技巧. 适当进行化归、转化能给人带来思维的闪光点,找到解决问题的突破口,是分析问题中思维过程的主要组成部分. 本题就是转化思想应用的一个典型,通过转化将本来抽象的问题归结到“双勾函数”区间最值的求解,让我们有一种豁然开朗的感觉.例4(2001广东高考)设计一幅宣传画,要求画面面积为4840cm 2,画面的宽与高的比为(1)λλ<,画面的上、下各留8cm 空白,左、右各留5cm 空白.怎样确定画面的高与宽尺寸,能使宣传画所用纸张面积最小?如果要求23[,]34λ∈,那么λ为何值时,能使宣传画所用纸张面积最小?分析:设定变元x ,寻找它们之间的内在联系(等量关系),选用恰当的代数式表示问题中的这种联系,建立函数模型,将问题归结为“双勾函数”区间最值问题,并运用“双勾函数”性质进行求解.解:设画面高为x cm ,宽为x λcm ,则24840x λ= 设纸张面积为S cm 2,则有2(16)(10)(1610)160S x x x x λλλ=++=+++,将2210x λ=代入上式得,58500035210(S λλ=+,(0)t t λ=>,则58()500035210()(0)S t t t t=++>,函数S 在5]8上为减函数,在5[,)8+∞上为增函数, 所以当58t =S 取最小值, 此时55(1)88λ=<,高:484088x λ==cm ,宽:588558x λ=⨯=cm .如果23[,]34λ∈,则)t ∈⊆+∞,所以函数S 在上为增函数,故当t =S 取最小值,此时23λ=. 评注:函数描述了自然界中量的依存关系,是对问题本身的数量本质特征和制约关系的一种动态刻画. 要充分重视解题过程中的推理,注意运用推理来简化运算.充分利用题目给出的信息,抽象其数学特征,建立函数关系.很明显,只有在对问题的观察、分析、判断等一系列的思维过程中,具备有标新立异、独树一帜的深刻性、独创性思维,才能构造出函数原型,达到解决问题的目的.在高考中可以利用“双勾函数”考查均值不等式、函数的单调性、函数最值等问题,其应用相当广泛,应用效果相当明显.因此也是高考中的热点和难点,倍受命题者的青睐.但只要我们能熟知“双勾函数”的性质,便不难使此类问题获解.。
一次双勾函数1、定义:由于它的图像在直角坐标系中的形状大致像两个对称的“双勾”而得名。
故又称“双勾函数”、“打勾函数”、“对勾函数”、“耐克函数”等。
2、类型:⑴、一次双勾:函数x bax x f y +==)( 0(>a ,)0>bA 、基本性质:①、定义域:{0≠x x 且x R ∈};②、值域:{ab y y 2≥ 或y ab 2-≤};③、奇偶性:由)()(x f x f -=-得,此函数为奇函数; ④、单调性:y 轴的左侧:增、减;y 轴的右侧:减、增;单调递增区间为⎥⎦⎤ ⎝⎛-∞-a b ,和⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,a b , 单调递减区间为⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡-0,a b 和⎥⎦⎤⎝⎛a b ,0 注意:不可写成并集形式:⎥⎦⎤⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡-a b a b ,00, ⑤、渐近线:ax y =,和0=x证明: ∵ xbax x f +=)(, 当→∝x 时,ax x f →)(, ∴ax y =是渐近线。
⑥、对称轴:ax y 2=B 、图像特点:①、 当0>x 时,图像在第一像限以⎪⎪⎭⎫⎝⎛ab a b 2,为顶点, 开口向上,在⎥⎦⎤⎝⎛a b ,0上是减函数, 在⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,a b 上是增函数, y 有最小值ab 2②、 当0<x 时,图像在第三像限以⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--ab a b 2,为顶点, 开口向下,在⎥⎦⎤⎝⎛-∞-a b ,上是增函数, 在⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡-0,a b 上是减函数, y 有最大值ab 2-附:ⅰ、顶点证明:[不等式法] ∵ab xbax x b ax x f y 22)(=∙≥+== 当且仅当xbax =时等号成立,(注意:等号要能取到) 此时有最小值ab 2 另由x bax =,得a b x =∴最小值点(顶点)坐标是⎪⎪⎭⎫⎝⎛ab a b 2, [导数法]对)(x f 求导:21)()(xb a x b ax x f -=+='当0)(='x f 时有极值:01)(2=-='xb a x f ,得ab x =代入原方程得ab y 2= ∴最小值点(顶点)坐标是⎪⎪⎭⎫⎝⎛ab a b2, ⅱ、证明奇偶性:∵ 定义域为{0≠x x 且x R ∈}即),0()0,(∝+∝- ,关于原点对称。
对勾函数的性质及应用一、对勾函数b y ax x=+)0,0(>>b a 的图像与性质:1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞ 2.值域:),2[]2,(+∞⋃--∞ab ab3.奇偶性:奇函数,函数图像整体呈两个“对勾”的形状,且函数图像关于原点呈中心对称,即0)()(=-+x f x f4.图像在一、三象限, 当0x >时,b y ax x=+≥ab 2(当且仅当b x a=,即)(x f 在x=ab 时,取最小值ab 2由奇函数性质知:当x<0时,)(x f 在x=ab-时,取最大值ab 2-5.单调性:增区间为(∞+,ab ),(a b -∞-,),减区间是(0,ab ),(ab-,0)二、对勾函数的变形形式类型一:函数b y ax x=+)0,0(<<b a 的图像与性质1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞2.值域:),2[]2,(+∞⋃--∞ab ab3.奇偶性:奇函数,函数图像整体呈两个“对勾”的形状.4.图像在二、四象限, 当x<0时,)(x f 在x=ab时,取最小值ab 2;当0x >时,)(x f 在x=ab -时,取最大值ab 2-5.单调性:增区间为(0,ab),(ab-,0)减区间是(∞+,ab ),(a b -∞-,),类型二:斜勾函数b y ax x=+)0(<ab①0,0<>b a 作图如下1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞2.值域:R3.奇偶性:奇函数4.图像在二、四象限,无最大值也无最小值.5.单调性:增区间为(-∞,0),(0,+∞).②0,0><b a 作图如下:1.定义域:),0()0,(+∞⋃-∞2.值域:R3.奇偶性:奇函数4.图像在二、四象限,无最大值也无最小值.5.单调性:减区间为(-∞,0),(0,+∞).类型三:函数)0()(2>++=ac xc bx ax x f 。
对勾函数f(x)=ax+的图象与性质繁华分享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+(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,。
当x<0时,。
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,yXOy=ax。
对勾函数的性质及应用一、概念:【题型1】函数()(0,0)af x x a k =+>≠【例1】函数1()f x x =+的值域为【例2】函数3()x f x x +=+的值域为【题型2】函数()(0)ax bx cf x ac ++=>。
【例3】函数1()x x f x ++=的值域为【题型3】函数2()(0,0)axf x a b =≠>。
【例4】函数2()1xf x x =+的在区间[)2,+∞上的值域为 【解析】2x ≥,∴,函数15222≥+=【例5】如2214xa x +=-+,(1,2)x ∈,则实数a 的取值范围是(1,2)x ∈4y x x =+1144x x <+,7352a <-<【题型4】函数2()(0)ax bx cf x a ++=≠.【例6】已知1x >-,求函数710()1x x f x x ++=+的最小值。
,1x >-,7101x ++的最小值【例7】已知1x <,求函数299()x x f x +-=的最大值。
,1x <,2991x x +--的最大【题型5】函数2()(0)x mf x a +=≠ 【例8】求函数21()2x f x x x -=++在区间(1,)+∞上的最大值。
【例9】求函数2223()x x f x ++=在区间[0,)+∞上的最大值。
【例10】求函数()f x =的最小值。
类型九:函数2()0)f x a>。
【例12】求函数2()f x=的最小值。
【解析】由题可知,函数22()f x===2t=,则1()()f xg t tt==+,显然在[)2,+∞上单调递增,故min15()(2)222g t g==+=,此时0x=,故函数2()f x=的最小值为52。
【例13】求函数()f x=的值域.。
对勾函数的性质(经典实用)一、定义与表达式对勾函数,也称为双曲正弦函数,其表达式为:$ f(x) =\frac{x}{\sqrt{1+x^2}} $。
这个函数的名称来源于其图像形状类似于一个对勾,即勾号“√”。
二、性质分析1. 奇偶性:对勾函数是一个奇函数,即满足 $ f(x) = f(x) $。
这意味着函数图像关于原点对称。
2. 单调性:对勾函数在定义域内($ x \in \mathbb{R} $)是单调递增的。
当 $ x $ 增大时,$ f(x) $ 也随之增大。
3. 极限性质:当 $ x $ 趋向于正无穷大或负无穷大时,$ f(x) $ 分别趋向于 1 和 1。
这可以通过计算极限 $ \lim_{x \to \infty} f(x) $ 和 $ \lim_{x \to \infty} f(x) $ 得到。
4. 导数与凹凸性:对勾函数的一阶导数为 $ f'(x) =\frac{1}{(1+x^2)^{3/2}} $。
由于导数始终大于 0,函数在整个定义域内是凹的。
这意味着函数图像在任意点处的切线都在函数图像的下方。
5. 积分性质:对勾函数的积分形式为 $ \int f(x) dx = \ln|x+\sqrt{1+x^2}| + C $,其中 $ C $ 为积分常数。
这个积分形式在对勾函数的应用中非常有用,例如在解决某些物理问题时。
6. 应用领域:对勾函数在多个领域都有应用,如物理学、工程学、统计学等。
例如,在物理学中,对勾函数可以用来描述某些非线性系统的行为;在工程学中,它可以用来解决某些优化问题;在统计学中,它可以用来构建概率密度函数。
三、结论对勾函数作为一个经典的数学工具,其性质独特且应用广泛。
理解并掌握对勾函数的性质,有助于我们在解决实际问题中更加得心应手。
对勾函数的性质(经典实用)一、定义与表达式对勾函数,也称为双曲正弦函数,其表达式为:$ f(x) =\frac{x}{\sqrt{1+x^2}} $。
“双勾函数”的性质及应用问题引入:求函数2y =的最小值.问题分析:将问题采用分离常数法处理得,2y ==,此时如果利用均值不等式,即2y =,等式成立的条件为==显然无实数解,所以“=”不成立,因而最小值不是2,遇到这种问题应如何处理呢?这种形式的函数又具有何特征呢?是否与我们所熟知的函数具有相似的性质呢?带着种种疑问,我们来探究一下这种特殊类型函数的相关性质.一、利用“二次函数”的性质研究“双勾函数”的性质 1.“双勾函数”的定义我们把形如()kf x x x=+(k 为常数,0k >)的函数称为“双勾函数”.因为函数()kf x x x=+(k 为常数,0k >)在第一象限的图像如“√”,而该函数为奇函数,其图像关于原点成中心对称,故此而得名.2.类比“二次函数”与“双勾函数”的图像3.类比“二次函数”的性质探究“双勾函数”的性质 (1)“二次函数”的性质①当0a >时,在对称轴的左侧,y 随着x 的增大而减小;在对称轴的右侧,y 随着x二次函数图像“双勾函数”图像的增大而增大;当2bx a=-时,函数y 有最小值244ac b a - .②当0a <时,在对称轴的左侧,y 随着x 的增大而增大;在对称轴的右侧,y 随着x的增大而减小.当2bx a=-时,函数y 有最大值244ac b a -.(2)“双勾函数”性质的探究 ①当0x >时,在x =y 随着x的增大而减小;在x =y 随着x的增大而增大;当x =y有最小值.②当0x <时,在x =y 随着x 的增大而增大;在x =y 随着x的增大而减小.当x =y有最大值-综上知,函数()f x在(,-∞和)+∞上单调递增,在[和上单调递减.下面对“双勾函数”的性质作一证明.证明:定义法.设12,x x ∈R ,且12x x <,则1212121212121212()()()()()(1)x x x x k a k k f x f x x x x x x xx x x x ---=+--==--.以下我们怎样找到增减区间的分界点呢?首先0x ≠,∴0x =就是一个分界点,另外我们用“相等分界法”,令120x x x ==,2010kx -=可得到x =因此又找到两个分界点.这样就把()f x 的定义域分为(,-∞,[,,)+∞四个区间,再讨论它的单调性.设120x x <<120x x -<,120x x >,120x x k <<, ∴120x x k -<. ∴121212121212()()()()0x x x x k k k f x f xx x x x x x ---=+--=>,即12()()f x f x >. ∴()f x 在上单调递减.同理可得,()f x 在)+∞上单调递增;在(,-∞上单调递增;在[上单调递减.故函数()f x在(,-∞和)+∞上单调递增,在[和上单调递减.性质启发:由函数()(0)kf x x k x=+>的单调性及()f x 在其单调区间的端点处取值的趋势,可作出函数()y f x =的图像,反过来利用图像可形象地记忆该函数的单调性及有关性质.此性质是求解函数最值的强有力工具,特别是利用均值不等式而等号不成立时,更彰显其单调性的强大功能.4.“二次函数”与“双勾函数”在处理区间最值问题上的类比 (1)“二次函数”的区间最值设f x ax bx c a ()()=++≠20,求f x ()在x m n ∈[],上的最大值与最小值. 分析:将f x ()配方,得对称轴方程x ba=-2, ①当a >0时,抛物线开口向上.若-∈ba m n 2[],必在顶点取得最小值,离对称轴较远端点处取得最大值; 若-∉b a m n 2[],,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离对称轴x b a=-2较远端点处取得最大值,较近端点处取得最小值. ②当0a <时,抛物线开口向下.若-∈ba m n 2[],必在顶点取得最大值,离对称轴较远端点处取得最小值; 若-∉b a m n 2[],,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离对称轴x b a=-2较远端点处取得最小值,较近端点处取得最大值. 以上,作图可得结论. ①当a >0时,max121()()()22()1()()()22b f m m n a f x b f n m n a ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-<+⎪⎩如图如图,≥,;min345()()2()()()22()()2b f n n a b b f x f m n a a b f m m a ⎧->⎪⎪⎪=--⎨⎪⎪-<⎪⎩如图如图如图,,≤≤,.图1 图2 图3 图4 图5②当a <0时,max678()()2()()()22()()2b f n n a b b f x f m n a a b f m m a ⎧->⎪⎪⎪=--⎨⎪⎪-<⎪⎩如图如图如图,,≤≤,;min9101()()()22()1()()()22b f m m n a f x b f n m n a ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-<+⎪⎩如图如图,≥,.(2)“双勾函数”的区间最值 设()(0)kf x x k x=+>,求f x ()在x m n ∈[],上的最大值与最小值. 分析:①当0x >时,其图像为第一象限部分.[]m n ,,则函数必在界点x =函数值;[]m n ,,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离直线x =得最大值,较近端点处取得最小值.②当0x <时,其图像为第三象限部分.若[]m n ,,则函数必在界点x =最小值需比较两个端点处的函数值;若[]m n ,,此时函数在[]m n ,上具有单调性,故在离直线x =处取得最小值,较近端点处取得最大值.以上,作图可得结论. ①当0x >时,图7 图9图10max()(,()max{(),([,](,()(.f m n f x f m f n m n f n m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩如图11)如图12)如图13)min()(,()[,](,()(.f n n f x f m n f m m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩如图11)如图12)如图13)②当0x <时,max()(,()([,](,()(.f n n f x f m n f m m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩,如图14)如图15),如图16)min()(,()min{(),()},[,](,()(.f m n f x f m f n m n f n m ⎧>⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩,如图14)如图15),如图16)二、实践平台例1某化工厂生产的某种化工产品,当年产量在150吨至250吨之间时,其生产的总成本y (万元)与年产量x (吨)之间的函数关系式近似地表示为230400010x y x =-+.问:(1)年产量为多少吨时,每吨的平均成本最低?并求出最低成本;图11 图12图13图14图15图16(2)每吨平均出厂价为16万元,年产量为多少吨时,可获得最大利润?并求出最大利润.分析:将问题归结为“双勾函数”问题,利用“双勾函数”的性质,可使问题轻松获解.解:(1)由题意可知,每吨平均成本为yS x=万元. 即400014000030()301010y x S x x x x==+-=+-,因为函数在区间(0,200]上为减函数,在区间[200,)+∞上为增函数.所以当200x =时,函数400014000030()301010y x S x x x x==+-=+-有最小值为140000(200)301010200S =+-=最小(万元), 所以当年产量为200吨时,每吨的平均成本最低,最低成本为10万元.(2)设年获得总利润为Q 万元,则2211616304000(230)12901010x Q x y x x x =-=-+-=-+, 当230(150,250)x =∈,1290Q =最大,故当年产量为230吨时,可获得最大利润1290万元.评注:本题的关键是用年产量x 吨把每吨平均成本及利润表示出来,然后再求其最值,在求解最值时我们要用到“双勾函数”的单调性,记住这个结论可以简化计算过程.函数的单调性除一些理论上的应用外,它还可以灵活有效地解决现实生活中与之相关的实际问题.例2甲、乙两地相距s km ,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c km/h ,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位),由可变部分和固定部分组成;可变部分与速度v (km/h)的平方成正比,比例系数为b ,固定部分为a 元.(1)把全程运输成本y (元)表示为v (km/h)的函数,并指出这个函数的定义域.(2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大的速度行驶. 分析:要计算全程的运输成本s bv vabv a v s y )()(2+=+=(v <0≤c ),而已知每小时的运输成本,只需计算全程的时间,由题意不难得到全程运输成本s bv v a bv a v s y )()(2+=+=(v <0≤c ),所要解决的问题是求bv va+何时取最小值,显然要对c 的大小进行讨论,讨论的标准也就是c 与ba的大小. 解:(1)依题意知:汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间为sv,因此全程运输成本为s bv vabv a v s y ⋅+=+⋅=)()(2,又据题意v <0≤c ,故所求函数及其定义域分别为: )(bv vas y +⋅=,],0(c v ∈.(2)设()()aab u f v bv b v v v==+=+,∴u 在],0(b a上是减函数,在)+∞上是增函数. ①若ba≤c ,结合“双勾函数”的性质知, 当bav =时运输成本y 最小. ②若c ba>,函数在],0(c 上单调递减,所以当c v =时,全程运输成本最小. 评注:解应用题时,首先要训练读题能力,成功地完成对数学文字语言、符号语言、图形语言的理解、接受和转换,继而对题中各元素的数量关系进行加工和提炼,分清主次,并建立数学模型解决实际问题.例3(2006安徽高考)已知函数()f x 在R 上有定义,对任意实数0a >和任意实数x ,都有()()f ax af x =.(Ⅰ)证明(0)0f =;(Ⅱ)证明0()0.kx x f x hx x ⎧=⎨<⎩,≥,,其中k 和h 均为常数;(Ⅲ)当(Ⅱ)中的0k >,设1()()(0)()g x f x x f x =+>,讨论()g x 在(0)+∞,内的单调性并求最值.分析:承接第(Ⅱ)问的结论,将问题归结为“双勾函数”的单调性与函数最值的求解问题.证明:(Ⅰ)令0x =,则()()00f af =,∵0a >,∴()00f =. (Ⅱ)①令x a =,∵0a >,∴0x >,则()()2f x xf x =.假设0x ≥时,()f x kx =(k ∈R ),则()22f x kx =,而()2xf x x kx kx =⋅=,∴()()2f x xf x =,即()f x kx =成立.②令x a =-,∵0a >,∴0x <,()()2f xxf x -=-假设0x <时,()f x hx =()h R ∈,则()22f x hx -=-,而()2xf x x hx hx-=-⋅=-,∴()()2f xxf x -=-,即()f x hx =成立.∴(),0,0kx x f x hx x ≥⎧=⎨<⎩成立.(Ⅲ)当0x >时,()()()2111()k g x f x kx k x f x kx x=+=+=+, 由“双勾函数”性质知在1(0,]k 上为减函数,在1[,)k+∞上为增函数, 所以当1x k=时,min [()]2g x =. 评注:数学高考试题注重“考基础、考能力、考思想”.所以熟悉数学化归的思想,有意识地运用数学变换的方法去灵活解决有关的数学问题,将有利于强化在解决数学问题中的应变能力,有利于提高解决数学问题的思维能力和技能、技巧. 适当进行化归、转化能给人带来思维的闪光点,找到解决问题的突破口,是分析问题中思维过程的主要组成部分. 本题就是转化思想应用的一个典型,通过转化将本来抽象的问题归结到“双勾函数”区间最值的求解,让我们有一种豁然开朗的感觉.例4(2001广东高考)设计一幅宣传画,要求画面面积为4840cm 2,画面的宽与高的比为(1)λλ<,画面的上、下各留8cm 空白,左、右各留5cm 空白.怎样确定画面的高与宽尺寸,能使宣传画所用纸张面积最小?如果要求23[,]34λ∈,那么λ为何值时,能使宣传画所用纸张面积最小?分析:设定变元x ,寻找它们之间的内在联系(等量关系),选用恰当的代数式表示问题中的这种联系,建立函数模型,将问题归结为“双勾函数”区间最值问题,并运用“双勾函数”性质进行求解.解:设画面高为x cm ,宽为x λcm ,则24840x λ= 设纸张面积为S cm 2,则有2(16)(10)(1610)160S x x x x λλλ=++=+++,将2210x λ=代入上式得,58500035210(S λλ=+,(0)t t λ=>,则58()500035210()(0)S t t t t=++>,函数S 在5]8上为减函数,在5[,)8+∞上为增函数, 所以当58t =S 取最小值, 此时55(1)88λ=<,高:484088x λ==cm ,宽:588558x λ=⨯=cm .如果23[,]34λ∈,则)t ∈⊆+∞,所以函数S 在上为增函数,故当t =S 取最小值,此时23λ=. 评注:函数描述了自然界中量的依存关系,是对问题本身的数量本质特征和制约关系的一种动态刻画. 要充分重视解题过程中的推理,注意运用推理来简化运算.充分利用题目给出的信息,抽象其数学特征,建立函数关系.很明显,只有在对问题的观察、分析、判断等一系列的思维过程中,具备有标新立异、独树一帜的深刻性、独创性思维,才能构造出函数原型,达到解决问题的目的.在高考中可以利用“双勾函数”考查均值不等式、函数的单调性、函数最值等问题,其应用相当广泛,应用效果相当明显.因此也是高考中的热点和难点,倍受命题者的青睐.但只要我们能熟知“双勾函数”的性质,便不难使此类问题获解.。