常见初等函数

一次函数

略。这是初中内容。

二次函数

略。这是初中内容。

三次函数

设三次函数f:y=ax^3+bx^2+cx+d

对称性

  • 定理1:f的对称中心为(-\dfrac{b}{3a},f(-\dfrac{b}{3a}))

证明:设其对称中心为(m,n),根据对称性,f(x)=2n-f(2m-x),暴力化简即可。

  • 定理2:f的对称中心在其导函数的对称轴上,且为两个极值点的中点。

切线问题

总思路:

  • 利用切线方程与二次函数判别式
  • 注意三次函数的对称性。

已知斜率为k与三次函数相切的切线

方法:斜率为k的切线条数,即f'(x)=k的解数。由于这是一个二次方程,利用其判别式即可。

过三次函数上一点的切线

  • P为对称中心时,过P有且仅有一条切线,即以P为切点的切线。
  • 否则,过P有两条不同的切线,其中一点是以P为切点的切线。

过三角函数外一点的切线

设点P(x_0,y_0)为三次函数f外一点,则过P必有直线与f相切。

方法:设点Q(x_1,f(x_1))为切点,将P(x_0,y_0)代入切线方程,显然这是二次方程。利用判别式求出x_1的取值个数。

切线 - 割线性质

定理:给定三次函数上一点P,过此点作一条割线交三次函数于异于PA,B两点,作一条切线PTT异于P且为切点),则T在x轴上的投影为AB在x轴上投影的中点。

单调性与极值

对f求一阶导数,求其判别式,得到\Delta=4(b^2-3ac)。单调区间与驻点(图1和图3为极值点)参考如下:

img

零点

请百度盛金公式或卡丹 - 塔尔塔利亚公式。由于这并非竞赛考点,故不赘述。

幂函数

函数y=x^a称为幂函数。对于a为有理数的情形:

img

对于a为无理数时,定义域为x>0

幂函数较为简单,不再赘述。

指数函数与对数函数

咕咕咕

双勾函数

定义:形如f(x)=ax+\dfrac{b}x(ab>0)的函数,因其图像而得名。

\text{dom}f=\complement_\mathbb{R}\{0\},\text{ran}f=\complement_\mathbb{R}(-2\sqrt{ab},2\sqrt{ab})。值域利用均值不等式或求导法可得。

img

对称性

f关于(0,0)中心对称。

奇偶性

显然f为奇函数。

连续性

f在x=0处不连续。

单调性

求一阶导可得,增区间为(-\infty,-\sqrt{\dfrac{b}a}]\cup[\sqrt{\dfrac{b}a},\infty),减区间为[-\sqrt{\dfrac{b}a},0)\cup(0,\sqrt{\dfrac{b}a}]

凹凸性

求二阶导可得,f在第一象限为凹函数,在第三象限为凸函数。

渐进线

  • f的两条渐近线为y=ax和y轴。
  • 性质:f上任意一点到两渐近线距离之积等于|b|\cos(\arctan(a))

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