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什么是对号函数以及有关的性质?

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对号函数是一种形如 $y = ax + \frac{b}{x}$(其中 $a$ 和 $b \neq 0$)的函数,因其图像形似对号(耐克或李宁标志)而得名。以下是其主要性质及特点:

一、基本定义与图像特征

定义域与值域

- 定义域:$\{x | x \neq 0\}$

- 值域:$\{y | y \leq -2\sqrt{ab} \text{ 或 } y \geq 2\sqrt{ab}\}$

图像特征

- 由双曲线旋转而成,具有两条渐近线:$y = ax$ 和 $x = 0$(y轴)

- 关于原点对称(奇函数)

二、对称性与奇偶性

奇函数:

满足 $f(-x) = -f(x)$,图像关于原点对称

中心对称:以原点为对称中心

三、单调性与极值

单调区间

- 增区间:$(-\infty, -\sqrt{\frac{b}{a}})$ 和 $(\sqrt{\frac{b}{a}}, +\infty)$

- 减区间:$(-\sqrt{\frac{b}{a}}, 0)$ 和 $(0, \sqrt{\frac{b}{a}})$

极值点

- 在第一、三象限的分支中,当 $x = \pm \sqrt{\frac{b}{a}}$ 时,取得最小值 $y = \pm 2\sqrt{ab}$

四、渐近线与特殊形态

渐近线:

$y = ax$(斜渐近线)和 $x = 0$(垂直渐近线)

特殊形态:当 $a = b$ 时,函数变为 $y = x + \frac{1}{x}$,此时极值点为 $(\pm 1, \pm 2)$

五、应用与注意事项

研究对号函数时,常通过配方法或不等式(如AM-GM)求最值

参数 $a$ 和 $b$ 的正负影响函数图象的分布($a, b > 0$ 时位于一、三象限)

以上性质综合了代数分析与几何特征,为理解对号函数提供了系统框架。