分式函数的图像与性质(又称作双钩函数、奈克函数、对号函数)Word格式.doc
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由此可以画出函数的图像,如下:
单调减区间:
;
值域:
对称中心:
。
【反思】的图像绘制需要考虑哪些要素?
该函数的单调性由哪些条件决定?
【小结】的图像的绘制,可以经由反比例函数的图像平移得到,
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数学有时候是折磨人的工具
需要借助“分离常数”的处理方法。
分式函数的图像与性质
(1)定义域:
;
(2)值域:
(3)单调性:
单调区间为;
(4)渐近线及对称中心:
渐近线为直线,对称中心为点;
(5)奇偶性:
当时为奇函数;
(6)图象:
如图所示
问题2:
例2、根据与的函数图像,绘制函数的图像,并结合函数图像指出函数具有的性质。
【分析】画函数图像需要考虑函数的定义域、值域、单调性与单调区间,奇偶性,周期性,凸凹性(此点不作要求),关键点坐标(最值点、与坐标轴交点)、辅助线(对称轴、渐近线)。
绘图过程中需综合考虑以上要素,结合逼近与极限思想开展。
解:
函数的定义域为:
根据单调性定义,可以求出的单调区间
增区间:
减区间:
函数的值域为:
函数的奇偶性:
奇函数
函数图像的渐近线为:
函数的图像如下:
高中数学大学毕业后能记得的还有多少呢?
【反思】如何绘制陌生函数的图像?
研究新函数性质应从哪些方面入手?
【小结】分式函数的图像与性质:
(3)奇偶性:
奇函数;
(4)单调性:
在区间上是增函数,
在区间上为减函数;
(5)渐近线:
以轴和直线为渐近线;
如右图所示
例3、根据与的函数图像,绘制函数的图像,并结合函数图像指出函数具有的性质。
【分析】结合刚才的绘图经验,不难绘制出的图像
根据单调性定义,可以判断出的单调性,单调增区间为:
可是为什么还要学数学,还要考数学呢?
【反思】结合刚才的两个例子,与的图像又是怎样的呢?
思考与的图像是怎样的呢?
的图像呢?
函数的图像如下,绘制的过程可以根据刚才的绘图经验。
【注】,由于与的图像关于轴对称,所以还可以根据的图像,对称的画出的图像。
同样的道理的图像与的图像关于轴对称,所以图像如下:
其中还是有着一定道理的
【小结】的图像如下:
(i)
(ii)
(iii)
其实,数学学下来,更多的是学习种种思维方式
(iv)
的单调性、值域、奇偶性等,可以结合函数的图像研究。
探究任务二:
问题3:
函数的图像是怎样的?
单调区间如何?
【分析】
所以的图像与的图像形状完全相同,只是位置不同。
图像的对称中心为:
单调增区间为:
单调减区间为:
图像如下:
学习的是研究与解决问题的方式方法
【反思】函数的性质如何呢?
单调区间是怎样的呢?
【小结】对于分式函数而言,分子次数高于分母时,可以采用问题3中的方法,将函数表达式写成部分分式,在结合函数的图像的平移,由熟悉的四类分式函数的图像得到新的函数图像,再结合函数的图像研究函数的性质。
对于分子的次数低于分母的次数的时候,可以考虑分子分母同时除以分子(确保分子不为0),再着力研究分母的性质与图像,间接地研究整个函数的性质。
如:
※典型例题
例1、若则的最小值是__________.
由,得
【注】此处可以借助函数的图像与性质
【变式】若,求的取值范围.
例2、求函数的值域.
,令,则
,结合图像与性质,可知当时函数单调递减,当时函数单调递增,又,所以
【注】“换元”后必须注意新元的范围。
“换元法”是转化思想的一个非常重要的途径。
【变式】求函数的值域.
例3、已知在区间单调递增,求的取值范围.
【分析】先定性分析,再定量研究,借助分类讨论思想展开.
当时,在区间显然单调递增;
当时,结合的图像与性质,可知函数在区间单调递增
当时在区间内单调递增,所以,所以
综上所述,实数的取值范围为.
【变式】已知在区间单调递减,求的取值范围.
例4、某工厂去年的某产品的年产量为100万只,每只产品的销售价为10元,固定成本为8元.今年,工厂第一次投入100万元(科技成本),并计划以后每年比上一年多投入100万元(科技成本),预计产量年递增10万只,第次投入后,每只产品的固定成本为(为常数,且),若产品销售价保持不变,第次投入后的年利润为万元.
(1)求的值,并求出的表达式;
(2)问从今年算起第几年利润最高?
最高利润为多少万元?
(1)由,当时,由题意,可得,
所以
(2)由
当且仅当,即时取等号,
所以第8年工厂的利润最高,最高为520万元.
例5、已知,若对所有的均成立,求实数的取值范围.
【分析】典型的恒成立问题,可以采用分离变量的方法,转化成函数最值问题研究
由题易知,令,
,当且仅当时取等号
所以,即.
【注】若,注意取到等号的条件,关注函数的定义域,不能一味的根据基本不等式求解.
【变式】数列满足:
,则数列中的最大值为_______.
※学习小结
学习评价
※自我评价你本节课程学习情况为().
A.很好B.较好C.一般D.较差
※当堂检测(时量:
5分钟满分:
10分)计分:
1、若则的最小值是________.
2、函数的值域是________.
3、已知内单调递减,求实数的取值范围。
4、
(1)若函数的定义域为,求实数的取值范围;
(2)若函数的值域为,求实数的取值范围。
5、设.
(1)当时,求的最小值;
(2)当时,判断的单调性,并写出的最小值。
课后作业
1、函数的值域为__________.
2、不等式的在内有实数解,则实数的取值范围________.
3、不等式的在内恒成立,则实数的取值范围________.
4、函数的值域是________.
5、定义在上函数,集合为实数,且对于任意,且存在常数,对于任意,均有成立,则称为函数在上的“定下界”.
若,则函数在上的“定下界”__________.
6、【11年闸北】据测算:
2011年,某企业如果不搞促销活动,那么某一种产品的销售量只能是1万件;
如果搞促销活动,那么该产品销售量(亦即该产品的年产量)万件与年促销费用万元()满足(为常数).已知2011年生产该产品的前期投入需要8万元,每生产1万件该产品需要再投入16万元,企业将每件该产品的销售价格定为每件产品年平均成本的1.5倍(定价不考虑促销成本).
(1)若2011年该产品的销售量不少于2万件,则该产品年促销费用最少是多少?
(2)试将2011年该产品的年利润(万元)表示为年促销费用(万元)的函数,并求2011年的最大利润.
7、已知函数的定义域为(为常数).
(1)证明:
当时,函数在定义域上是减函数;
(2)求函数在定义域上的最大值及最小值,并求出函数取最值时的值.
8、【06年上海】已知函数有如下性质:
如果常数,那么该函数在上是减函数,在上是增函数.
(1)如果函数在上是减函数,在上是增函数,求实常数的值;
(2)设常数,求函数的最大值和最小值;
(3)当是正整数时,研究函数的单调性,并说明理由.
9、【08年上海】已知函数。
(1)若,求的值;
(2)若对于恒成立,求实数的取值范围。
10、【11年虹口】对于定义域为的函数,如果存在区间,同时满足:
①在内是单调函数;
②当定义域是时,的值域也是.则称是该函数的“和谐区间”.
(1)求证:
函数不存在“和谐区间”.
(2)已知函数()有“和谐区间”,当变化时,求出的最大值.
(3)易知,函数是以任一区间为它的“和谐区间”.试再举一例有“和谐区间”的函数,并写出它的一个“和谐区间”.(不需证明,但不能用本题已讨论过的及形如的函数为例)