格物学 第三章 圆锥曲线的方程直线与圆锥曲线的位置关系

直线与椭圆的交点个数-直线与圆锥曲线的位置关系知识点考前基础选择题自测题答案-湖南省等高一数学选择必修,平均正确率100.0%

2025-06-20
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首先分析题目给出的条件,设函数 $$f(x) = \sqrt{x^2 + 1} - x$$。

我们需要计算 $$f(2023) + f(-2023)$$ 的值。

步骤1:计算 $$f(x)$$ 的表达式

给定函数定义为: $$f(x) = \sqrt{x^2 + 1} - x$$

步骤2:计算 $$f(-x)$$ 的表达式

将 $$-x$$ 代入函数定义: $$f(-x) = \sqrt{(-x)^2 + 1} - (-x) = \sqrt{x^2 + 1} + x$$

步骤3:求和 $$f(x) + f(-x)$$

将 $$f(x)$$ 和 $$f(-x)$$ 相加: $$ \begin{aligned} f(x) + f(-x) &= (\sqrt{x^2 + 1} - x) + (\sqrt{x^2 + 1} + x) \\ &= 2\sqrt{x^2 + 1} \end{aligned} $$

步骤4:代入具体数值 $$x = 2023$$

根据步骤3的结果: $$ f(2023) + f(-2023) = 2\sqrt{2023^2 + 1} $$

然而,注意到题目可能隐含更简单的结论。进一步观察函数性质:

步骤5:化简 $$f(x)$$ 的有理化形式

将 $$f(x)$$ 有理化: $$ \begin{aligned} f(x) &= \sqrt{x^2 + 1} - x \\ &= \frac{(\sqrt{x^2 + 1} - x)(\sqrt{x^2 + 1} + x)}{\sqrt{x^2 + 1} + x} \\ &= \frac{1}{\sqrt{x^2 + 1} + x} \end{aligned} $$

同理,$$f(-x) = \sqrt{x^2 + 1} + x$$。

因此: $$ f(x) \cdot f(-x) = \left( \sqrt{x^2 + 1} - x \right) \left( \sqrt{x^2 + 1} + x \right) = 1 $$

但这并未直接简化求和问题。回到步骤3的结论,最终结果为: $$f(2023) + f(-2023) = 2\sqrt{2023^2 + 1}$$

然而,进一步观察发现题目可能存在特殊性质,使得结果与 $$x$$ 无关。重新推导:

步骤6:重新定义函数关系

设 $$f(x) + f(-x) = 2\sqrt{x^2 + 1}$$,但对于具体计算,可能需要更简洁的表达式。

实际上,通过有理化后的表达式: $$ f(x) = \frac{1}{\sqrt{x^2 + 1} + x} $$ $$ f(-x) = \sqrt{x^2 + 1} + x $$

因此: $$ f(x) + f(-x) = \frac{1}{\sqrt{x^2 + 1} + x} + \sqrt{x^2 + 1} + x $$

令 $$A = \sqrt{x^2 + 1} + x$$,则: $$ f(x) + f(-x) = \frac{1}{A} + A = \frac{1 + A^2}{A} $$

但 $$A^2 = x^2 + 1 + 2x\sqrt{x^2 + 1} + x^2 = 2x^2 + 1 + 2x\sqrt{x^2 + 1}$$,代入后并未明显简化。

最终,最直接的结论仍为步骤3的结果: $$f(2023) + f(-2023) = 2\sqrt{2023^2 + 1}$$

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