題目
Problem
一、填充題:共 8 題,每題 8 分,共 64 分。
- Assume that constants a and b are positive. Find equations for all horizontal asymptotes for the graph of y=x−bax2+4.
解答
解法一:極限分析法
思路
展開
- 本題要求函數 y=x−bax2+4 的所有水平漸近線(Horizontal Asymptotes)。
- 水平漸近線定義:
若 x→∞limf(x)=L 或 x→−∞limf(x)=L,則直線 y=L 即為一條水平漸近線。
- 計算 x→∞ 的極限:
當 x>0 時, x2=x。
limx→∞x−bax2+4=limx→∞x(1−xb)xa+x24=a
因此 y=a 是一條水平漸近線。
- 計算 x→−∞ 的極限:
當 x<0 時, x2=∣x∣=−x。
limx→−∞x−bax2+4=limx→−∞x−b∣x∣a+x24=limx→−∞x(1−xb)−xa+x24=−a
因此 y=−a 是另一條水平漸近線。
- 綜上所述,水平漸近線為 y=±a。
答題過程
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給定函數為:
y=f(x)=x−bax2+4(a>0, b>0)
根據水平漸近線的定義,我們需要計算當 x→∞ 以及 x→−∞ 時的極限值。
1. 當 x→∞ 時的極限
在此情況下, x>0,所以可以將分子中的 x2 提出根號外,此時 x2=x:
L1=x→∞limx−bax2+4=x→∞limx(1−xb)xa+x24
分子與分母同除以 x:
L1=x→∞lim1−xba+x24=1−0a+0=a
因此, y=a 是一條水平漸近線。
2. 當 x→−∞ 時的極限
在此情況下, x<0,我們同樣將分子中的 x2 提出根號外,但此時 x2=∣x∣=−x:
L2=x→−∞limx−bax2+4=x→−∞limx−b∣x∣a+x24
=x→−∞limx(1−xb)−xa+x24
分子與分母同除以 x:
L2=x→−∞lim1−xb−a+x24=1−0−a+0=−a
因此, y=−a 是另一條水平漸近線。
綜上所述,該函數圖形的所有水平漸近線方程式為:
y=a與y=−a(可寫為 y=±a)
結論:
7. 填入 y=±a。