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高中数学必修4三角函数常考题型:正切函数的性质与图像

来源:用户分享 时间:2025/9/13 8:59:38 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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【知识梳理】

1.正切函数的性质

函数 定义域 函数 值域 周期 奇偶性 单调性 2.正切函数的图像 (1)正切函数的图像:

y=tan x π????xx≠kπ+,k∈Z? 2???y=tan x (-∞,+∞) T=π 奇函数 ππkπ-,kπ+?(k∈Z)上都是增函数 在每个开区间?22??

(2)正切函数的图像叫做正切曲线. (3)正切函数的图像特征:

π

正切曲线是被相互平行的直线x=+kπ,k∈Z所隔开的无穷多支曲线组成的.

2【常考题型】

题型一、正切函数的定义域、值域问题

【例1】 求下列函数的定义域和值域: π

x+?;(2)y=(1)y=tan??4?3-tan x.

ππ

[解] (1)由x+≠kπ+(k∈Z)得,

42π

x≠kπ+,k∈Z,

4

ππ

x+?的定义域为xx≠kπ+,k∈Z,其值域为(-∞,+∞). 所以函数y=tan??4?4(2)由3-tan x≥0得,tan x≤3.

ππ

-,?上, 结合y=tan x的图像可知,在??22?

1

ππ

满足tan x≤3的角x应满足-

23所以函数y=

3-tan x的定义域为

ππ???

?xkπ-

23???【类题通法】

求正切函数定义域的方法及求值域的注意点

求与正切函数有关的函数的定义域时,除了求函数定义域的一般要求外,还要保证正切函数yπ

=tan x有意义,即x≠+kπ,k∈Z.而对于构建的三角不等式,常利用三角函数的图像求解.解形

2如tan x>a的不等式的步骤:

【对点训练】

1

求函数y=的定义域.

1+tan x

解:要使函数有意义,则有1+tan x≠0, ππ

∴tan x≠-1,∴x≠kπ-且x≠kπ+,k∈Z.

421

因此,函数y=的定义域为

1+tan xππ???

?xx≠kπ-且x≠kπ+,k∈Z?.

42???

题型二、正切函数的单调性及应用

1π?

【例2】 (1)求函数y=tan??2x-4?的单调区间; 13π12π

-?与tan?-?的大小. (2)比较tan??4??5?π1ππ

[解] (1)由kπ-

2242π3π

2kπ-

22

1π?π3π

x-的单调递增区间是?2kπ-,2kπ+?(k∈Z). 所以函数y=tan?22??24??

2

13π3π12π2π3ππ2π-?=tan?-4π+?=tan=-tan,tan?-?=-tan?2π+?=-tan, (2)由于tan?4?5??4???5??445π2ππ

又0<<<,

452

π

0,?上单调递增, 而y=tan x在??2?π2ππ2π

所以tan-tan,

454513π12π-?>tan?-?. 即tan??4??5?【类题通法】

1.求函数y=Atan(ωx+φ)(A,ω,φ都是常数)的单调区间的方法

(1)若ω>0,由于y=tan x在每一个单调区间上都是增函数,故可用“整体代换”的思想,令kπππ

-<ωx+φ

(2)若ω<0,可利用诱导公式先把y=Atan(ωx+φ)转化为y=Atan[-(-ωx-φ)]=-Atan(-ωx-φ),即把x的系数化为正值,再利用“整体代换”的思想,求得x的范围即可.

2.运用正切函数单调性比较大小的方法

(1)运用函数的周期性或诱导公式将角化到同一单调区间内. (2)运用单调性比较大小关系. 【对点训练】

1.比较tan 1,tan 2,tan 3的大小.

解:因为tan 2=tan(2-π),tan 3=tan(3-π). ππ

又因为<2<π,所以-<2-π<0.

22ππ

因为<3<π,所以-<3-π<0.

22ππ显然-<2-π<3-π<1<,

22ππ

-,?内是增函数, 又y=tan x在??22?所以tan(2-π)

π?2.求函数y=3tan??4-2x?的单调区间.

3

ππ-2x?=-3tan?2x-?, 解:y=3tan?4??4??πππ

由-+kπ<2x-<+kπ得,

242πk3πk

-+π

π

-2x?的单调递减区间为 所以y=3tan??4?

?-π+kπ,3π+kπ?(k∈Z). 82??82

题型三、与正切函数有关的周期性、奇偶性问题

π

2x+?的周期; 【例3】 (1)求f(x)=tan?3??(2)判断y=sin x+tan x的奇偶性. ππ

2x++π?=tan?2x+?, [解] (1)∵tan?33????πππx+?+?=tan?2x+?, 即tan?2?3????2?3?ππ2x+?的周期是. ∴f(x)=tan?3??2

??π

x≠kπ+,k∈Z?,关于原点对称, (2)定义域为?x?2?

?

?

∵f(-x)=sin(-x)+tan(-x)=-sin x-tan x=-f(x), ∴它是奇函数. 【类题通法】

与正切函数有关的函数的周期性、奇偶性问题的解决策略 (1)一般地,函数y=Atan(ωx+φ)的最小正周期为T=

π

,常常利用此公式来求周期. |ω|

(2)判断函数的奇偶性要先求函数的定义域,判断其是否关于原点对称.若不对称,则该函数无奇偶性,若对称,再判断f(-x)与f(x)的关系.

【对点训练】

关于x的函数f(x)=tan(x+φ)有以下几种说法:

π?①对任意的φ,f(x)都是非奇非偶函数;②f(x)的图像关于??2-φ,0?对称;③f(x)的图像关于(π-φ,0)对称;④f(x)是以π为最小正周期的周期函数.

其中不正确的说法的序号是________.

解析:①若取φ=kπ(k∈Z),则f(x)=tan x,此时,f(x)为奇函数,所以①错;观察正切函数y=

4

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