12. 阅读下面的材料:
已知函数$y=f(x)$,对于自变量x的取值范围内的任意$x_{1}$、$x_{2}$.
(1)若$x_{1}<x_{2}$,都有$f(x_{1})<f(x_{2})$,则称$f(x)$是增函数;
(2)若$x_{1}<x_{2}$,都有$f(x_{1})>f(x_{2})$,则称$f(x)$是减函数.
已知函数$y=f(x)$,对于自变量x的取值范围内的任意$x_{1}$、$x_{2}$.
(1)若$x_{1}<x_{2}$,都有$f(x_{1})<f(x_{2})$,则称$f(x)$是增函数;
(2)若$x_{1}<x_{2}$,都有$f(x_{1})>f(x_{2})$,则称$f(x)$是减函数.
答案
解:设反比例函数为$y=\frac{k}{x}(k≠0)$,在其图象所在的一个象限内取任意两个自变量的值$x_1$、$x_2$,且$x_1<x_2$。
1. 当$k>0$时:
$f(x_1)-f(x_2)=\frac{k}{x_1}-\frac{k}{x_2}=\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}$
因为$x_1$、$x_2$在同一象限,所以$x_1x_2>0$,又$x_1<x_2$,则$x_2-x_1>0$,$k>0$,
所以$\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}>0$,即$f(x_1)-f(x_2)>0$,$f(x_1)>f(x_2)$,
根据定义,当$k>0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是减函数。
2. 当$k<0$时:
$f(x_1)-f(x_2)=\frac{k}{x_1}-\frac{k}{x_2}=\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}$
因为$x_1$、$x_2$在同一象限,所以$x_1x_2>0$,$x_1<x_2$则$x_2-x_1>0$,$k<0$,
所以$\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}<0$,即$f(x_1)-f(x_2)<0$,$f(x_1)<f(x_2)$,
根据定义,当$k<0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是增函数。
综上,当$k>0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是减函数;当$k<0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是增函数。
1. 当$k>0$时:
$f(x_1)-f(x_2)=\frac{k}{x_1}-\frac{k}{x_2}=\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}$
因为$x_1$、$x_2$在同一象限,所以$x_1x_2>0$,又$x_1<x_2$,则$x_2-x_1>0$,$k>0$,
所以$\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}>0$,即$f(x_1)-f(x_2)>0$,$f(x_1)>f(x_2)$,
根据定义,当$k>0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是减函数。
2. 当$k<0$时:
$f(x_1)-f(x_2)=\frac{k}{x_1}-\frac{k}{x_2}=\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}$
因为$x_1$、$x_2$在同一象限,所以$x_1x_2>0$,$x_1<x_2$则$x_2-x_1>0$,$k<0$,
所以$\frac{k(x_2-x_1)}{x_1x_2}<0$,即$f(x_1)-f(x_2)<0$,$f(x_1)<f(x_2)$,
根据定义,当$k<0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是增函数。
综上,当$k>0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是减函数;当$k<0$时,反比例函数$y=\frac{k}{x}$在每个象限内是增函数。
例题:证明函数$f(x)=\frac{6}{x}(x>0)$是减函数.
证明:设$0<x_{1}<x_{2}$,则$f(x_{1})-f(x_{2})=\frac{6}{x_{1}}-\frac{6}{x_{2}}=\frac{6x_{2}-6x_{1}}{x_{1}x_{2}}=\frac{6(x_{2}-x_{1})}{x_{1}x_{2}}$.
$\because0<x_{1}<x_{2}$,$\therefore x_{2}-x_{1}>0$,$x_{1}x_{2}>0$.$\therefore\frac{6(x_{2}-x_{1})}{x_{1}x_{2}}>0$,即$f(x_{1})-f(x_{2})>0$.
$\therefore f(x_{1})>f(x_{2})$.$\therefore$函数$f(x)=\frac{6}{x}(x>0)$是减函数.
根据上述材料,解答下列问题:
已知函数$f(x)=\frac{1}{x^{2}}+x(x<0)$,例如:$f(-2)=\frac{1}{(-2)^{2}}+(-2)=-\frac{7}{4}$.
(1)计算:$f(-3)=$
(2)猜想:函数$f(x)=\frac{1}{x^{2}}+x(x<0)$是
(3)请仿照例题,证明(2)中的猜想.
证明:设$0<x_{1}<x_{2}$,则$f(x_{1})-f(x_{2})=\frac{6}{x_{1}}-\frac{6}{x_{2}}=\frac{6x_{2}-6x_{1}}{x_{1}x_{2}}=\frac{6(x_{2}-x_{1})}{x_{1}x_{2}}$.
$\because0<x_{1}<x_{2}$,$\therefore x_{2}-x_{1}>0$,$x_{1}x_{2}>0$.$\therefore\frac{6(x_{2}-x_{1})}{x_{1}x_{2}}>0$,即$f(x_{1})-f(x_{2})>0$.
$\therefore f(x_{1})>f(x_{2})$.$\therefore$函数$f(x)=\frac{6}{x}(x>0)$是减函数.
根据上述材料,解答下列问题:
已知函数$f(x)=\frac{1}{x^{2}}+x(x<0)$,例如:$f(-2)=\frac{1}{(-2)^{2}}+(-2)=-\frac{7}{4}$.
(1)计算:$f(-3)=$
$-\frac{26}{9}$
,$f(-4)=$$-\frac{63}{16}$
;(2)猜想:函数$f(x)=\frac{1}{x^{2}}+x(x<0)$是
增
函数(填“增”或“减”);(3)请仿照例题,证明(2)中的猜想.
答案
12. (1) $-\frac{26}{9}$ $-\frac{63}{16}$ (2) 增 (3) 略
13. 如图,$A(-4,\frac{1}{2})$、$B(-1,2)$是一次函数$y_{1}=ax+b(a≠0)$的图象与函数$y_{2}=\frac{m}{x}(m≠0,x<0)$的图象的两个交点,$AC⊥ x$轴于点C,$BD⊥ y$轴于点D.
(1)在第二象限内,当$y_{1}-y_{2}>0$时,x的取值范围是
(2)求一次函数的表达式及m的值.
(3)P是线段AB上一点,连接PC、PD.若$△ PCA$和$△ PDB$的面积相等,求点P的坐标.
(4)若在y轴上存在点Q,使得QC-QB的值最大,则该最大值为

(1)在第二象限内,当$y_{1}-y_{2}>0$时,x的取值范围是
$-4<x<-1$
。(2)求一次函数的表达式及m的值.
(3)P是线段AB上一点,连接PC、PD.若$△ PCA$和$△ PDB$的面积相等,求点P的坐标.
(4)若在y轴上存在点Q,使得QC-QB的值最大,则该最大值为
$\sqrt{13}$
,此时点Q的坐标为$(0,\frac{8}{3})$
。答案
13. (1) $-4<x<-1$ (2) $m=-2. y_{1}=\frac{1}{2}x+\frac{5}{2}$
(3) $(-\frac{5}{2},\frac{5}{4})$ (4) $\sqrt{13}$ $(0,\frac{8}{3})$
(3) $(-\frac{5}{2},\frac{5}{4})$ (4) $\sqrt{13}$ $(0,\frac{8}{3})$
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