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对勾函数公式?

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对勾函数(也称为耐克函数、勾函数、双飞燕函数等)是一种形如 $f(x) = ax + \frac{b}{x}$ 的双曲函数,具有以下特性:

一、基本表达式与图像特征

表达式形式

对勾函数的标准形式为 $f(x) = ax + \frac{b}{x}$,其中 $a > 0$,$b > 0$。

图像特征

- 渐近线:

$y = ax$(当 $x \to \infty$)和 $x = 0$(垂直渐近线)。

- 对称性:关于原点对称(奇函数)。

- 极值点:在 $x = \sqrt{\frac{b}{a}}$ 处取得最小值 $2\sqrt{ab}$,在 $x = -\sqrt{\frac{b}{a}}$ 处取得最大值 $-2\sqrt{ab}$。

二、最值公式

最小值:当 $x > 0$ 时,$f(x)_{\min} = 2\sqrt{ab}$,当且仅当 $x = \sqrt{\frac{b}{a}}$ 取得。

最大值:当 $x < 0$ 时,$f(x)_{\max} = -2\sqrt{ab}$,当且仅当 $x = -\sqrt{\frac{b}{a}}$ 取得。

三、应用与扩展

实际应用:

常用于优化问题,例如求成本最小化或收益最大化。

扩展形式:

若 $a < 0$,则函数在 $x > 0$ 和 $x < 0$ 上分别单调递减,无极值。

四、注意事项

定义域为 $x \neq 0$,值域为 $(-\infty, -2\sqrt{ab}] \cup [2\sqrt{ab}, +\infty)$。

通过求导可验证极值点:$f'(x) = a - \frac{b}{x^2}$,令 $f'(x) = 0$ 可得极值点。

以上公式和特性综合了数学分析中的基本不等式和微分方法,是高中数学和高等数学中的重要内容。