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对勾函数最值公式推导视频

2026-01-22 11:58:52
最佳答案

对勾函数最值公式推导视频】在数学学习中,对勾函数(也称“双曲线函数”)因其图像呈“对勾”形状而得名,常用于研究函数的极值问题。本文将总结“对勾函数最值公式推导视频”的核心内容,以文字加表格的形式进行归纳,帮助读者更清晰地理解其推导过程和应用方法。

一、对勾函数的基本形式

对勾函数的一般形式为:

$$

f(x) = ax + \frac{b}{x}

$$

其中,$ a $ 和 $ b $ 为常数,且 $ x \neq 0 $。

该函数的图像是一个关于原点对称的双曲线,当 $ a > 0 $ 时,函数在 $ x > 0 $ 区间有最小值,在 $ x < 0 $ 区间有最大值;反之亦然。

二、最值公式的推导过程

1. 求导法

对函数 $ f(x) = ax + \frac{b}{x} $ 求导:

$$

f'(x) = a - \frac{b}{x^2}

$$

令导数为零,解出临界点:

$$

a - \frac{b}{x^2} = 0 \Rightarrow x^2 = \frac{b}{a} \Rightarrow x = \pm \sqrt{\frac{b}{a}}

$$

2. 代入求最值

将 $ x = \sqrt{\frac{b}{a}} $ 代入原函数,得到最小值:

$$

f\left(\sqrt{\frac{b}{a}}\right) = a\sqrt{\frac{b}{a}} + \frac{b}{\sqrt{\frac{b}{a}}} = 2\sqrt{ab}

$$

同理,$ x = -\sqrt{\frac{b}{a}} $ 时,得到最大值:

$$

f\left(-\sqrt{\frac{b}{a}}\right) = -2\sqrt{ab}

$$

3. 结论

当 $ a > 0 $ 时,函数在 $ x > 0 $ 区间取得最小值 $ 2\sqrt{ab} $,在 $ x < 0 $ 区间取得最大值 $ -2\sqrt{ab} $。

三、关键知识点总结

项目 内容
函数形式 $ f(x) = ax + \frac{b}{x} $
最值条件 $ x = \pm \sqrt{\frac{b}{a}} $
最小值(当 $ a > 0 $) $ 2\sqrt{ab} $
最大值(当 $ a > 0 $) $ -2\sqrt{ab} $
推导方法 导数法、代入法
应用场景 优化问题、几何问题、经济模型等

四、实际应用举例

- 例1:若 $ f(x) = 2x + \frac{8}{x} $,则最小值为 $ 2\sqrt{2 \times 8} = 2\sqrt{16} = 8 $

- 例2:若 $ f(x) = 3x + \frac{12}{x} $,则最小值为 $ 2\sqrt{3 \times 12} = 2\sqrt{36} = 12 $

五、总结

通过对勾函数的最值公式推导,我们可以快速判断函数在特定区间内的极值情况。这一方法不仅适用于数学考试中的题型,也广泛应用于实际问题的建模与分析中。掌握该公式有助于提高解题效率,增强对函数性质的理解。

原文对勾函数最值公式推导视频

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