作为一名数学爱好者,我常常喜欢挑战各种难题。今天我要和大家分享一道我最近解决的数学难题。
这道难题是一道高中数学题,题目如下:
已知函数$f(x)=\\frac{1}{x-a}+\\frac{1}{x-b}$,其中$a,b$均为正整数,且$a
开始我先尝试了一下将$f(x)$化简,发现是一个二次函数。然后我就开始研究如何求得$a+b$的最小值。
由于$f(x)$的图象过点$(1,1)$,所以我们可以列出方程:
$\\frac{1}{1-a}+\\frac{1}{1-b}=1$
将式子化简,得到:
$a+b=ab$
接下来,我将$a+b$用$ab$表示,带入$f(x)$,得到:
$f(x)=\\frac{2x-(a+b)}{x^2-(a+b)x+ab}$
因为$a+b=ab$,所以可以将分母化简为:
$x^2-(a+b)x+ab=x^2-ax-bx+ab=(x-a)(x-b)$
将化简后的式子带入$f(x)$,得到:
$f(x)=\\frac{2x-(a+b)}{x^2-(a+b)x+ab}=\\frac{2x-ab}{(x-a)(x-b)}=\\frac{2}{x-a}-\\frac{2}{x-b}$
因此,$f(x)$可化为两个分式之差。由于这两个分式的分母都是$(x-a)(x-b)$,所以它们的图象均为一个开口朝上或朝下的抛物线。
接下来,我们考虑$a,b$的取值。因为$a0)$。将$b$代入$a+b=ab$,得到:
$a(a+k)=a^2+ak=a+k+b$
移项,得到:
$a^2-(k+1)a+k=0$
因为$a$是正整数,所以根据二次方程的性质,判别式$Δ=k^2+2k+1$必须为完全平方数。
即:
$k^2+2k+1=m^2(m为正整数)$
移项,得到:
$(k+1)^2=m^2+1$
因此,$m$必须是奇数。
接下来我们枚举$k$的值,求出对应的$a,b$和$a+b$的值,如下表所示:
| k | a | b | a+b |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 2 | 3 |
| 3 | 2 | 5 | 7 |
| 5 | 3 | 8 | 11 |
因此,$a+b$的最小值为3。
通过这道题目的解答,我对于二次函数的应用有了更深入的理解,也提高了自己的数学计算能力。