必修四正切函数的性质与图象(附答案).docx

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 正切函数的性质与图象

[学习目标] 1.了解正切函数图象的画法,理解掌握正切函数的性质.2.能利用正切函数的图象及性质解决有关问题.

知识点一 正切函数的图象

1.正切函数的图象:

2.正切函数的图象叫做正切曲线.

3.正切函数的图象特征:

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.

思考 我们能用“五点法”简便地画出正弦、余弦函数的简图,你能类似地画出函数y=tanx,x∈[-,]的简图吗?

怎样画.

答案 能.找三个关键点:

(,1),(0,0),(-,-1),两条平行线:

x=,x=-.

知识点二 正切函数图象的性质

1.函数y=tanx(x∈R且x≠kπ+,k∈Z)的图象与性质见下表:

解析式

y=tanx

图象

定义域

{x|x∈R,且x≠kπ+,k∈Z}

值域

R

周期

π

奇偶性

单调性

在开区间(k∈Z)内都是增函数

2.函数y=tanωx(ω≠0)的最小正周期是.

思考 正切函数图象是否具有对称性?

如果具有对称性,请指出其对称特征.

答案 具有对称性,为中心对称,对称中心为(,0),k∈Z.

题型一 正切函数的定义域

例1 

(1)函数y=tan(sinx)的定义域为,值域为.

答案 R [tan(-1),tan1]

解析 因为-1≤sinx≤1,

所以tan(-1)≤tan(sinx)≤tan1,

所以y=tan(sinx)的定义域为R,

值域为[tan(-1),tan1].

(2)求函数y=tan(2x-)的定义域.

解 由2x-≠+kπ,k∈Z得,x≠π+kπ,

所以y=tan(2x-)的定义域为{x|x≠+kπ,k∈Z}.

跟踪训练1 求函数y=+lg(1-tanx)的定义域.

解 由题意得

即-1≤tanx<1.

在内,满足上述不等式的x的取值范围是.

又y=tanx的周期为π,

所以所求x的范围是[kπ-,kπ+)(k∈Z)

即函数定义域是(k∈Z).

题型二 求正切函数的单调区间

例2 求函数y=tan的单调区间及最小正周期.

解 y=tan=-tan,

由kπ-

得2kπ-

∴函数y=tan的单调递减区间是

,k∈Z.

周期T==2π.

跟踪训练2 求函数y=tan的单调区间.

解 ∵y=tanx在x∈(k∈Z)上是增函数,∴-+kπ<2x-<+kπ,k∈Z.

即-+

∴函数y=tan的单调递增区间是

(k∈Z).

题型三 正切函数图象性质的应用

例3 

(1)函数y=tan(2x+)的最小正周期是(  )

A.πB.2πC.D.

答案 C

解析 最小正周期为T==.

(2)画出函数y=|tanx|的图象,并根据图象判断其单调区间、奇偶性、周期性.

解 由y=|tanx|得,

y=

其图象如图:

由图象可知,函数y=|tanx|是偶函数.

函数y=|tanx|的周期T=π,

函数y=|tanx|的单调递增区间[kπ,kπ+)(k∈Z),

单调递减区间为(kπ-,kπ)(k∈Z).

跟踪训练3 

(1)下列函数中,既是以π为周期的奇函数,又是(0,)上的增函数的是(  )

A.y=tanx B.y=cosx

C.y=tan D.y=|sinx|

答案 A

解析 由于y=tanx与y=tan是奇函数,但是只有y=tanx的周期为π,y=cosx与y=|sinx|是偶函数.

(2)画出f(x)=tan|x|的图象,并根据其图象判断其单调区间,周期性,奇偶性.

解 f(x)=tan|x|化为

f(x)=

根据y=tanx的图象,作出f(x)=tan|x|的图象,如图所示,

由图象知,f(x)不是周期函数,是偶函数,单调增区间为[0,),(kπ+,kπ+π)(k∈N);单调减区间为(-,0],(kπ-π,kπ-)(k=0,-1,-2,…).

与三角函数相关的函数零点问题

例4 当x∈(-π,π)时,确定方程tanx-sinx=0的根的个数.

分析 tanx-sinx=0的根即为tanx=sinx的根,也就是y=tanx与y=sinx交点的横坐标,所以可根据图形进行分析.

解 在同一平面直角坐标系内画出y=tanx与y=sinx在(-,)上的图象,如图,由图象可知它们有三个交点,∴方程有三个根.

1.下列说法正确的是(  )

A.正切函数在整个定义域内是增函数

B.正切函数在整个定义域内是减函数

C.函数y=3tan的图象关于y轴对称

D.若x是第一象限角,则y=tanx是增函数

2.函数f(x)=tan(x+)的单调递增区间为(  )

A.(kπ-,kπ+),k∈ZB.(kπ,(k+1)π),k∈Z

C.(kπ-,kπ+),k∈ZD.(kπ-,kπ+),k∈Z

3.在下列函数中同时满足:

①在上递增;②以2π为周期;③是奇函数的是(  )

A.y=tanx B.y=cosx

C.y=tan D.y=-tanx

4.方程tan=在区间[0,2π)上的解的个数是(  )

A.5B.4C.3D.2

5.函数y=3tan的对称中心的坐标是.

一、选择题

1.函数y=tan,x∈R且x≠π+kπ,k∈Z的一个对称中心是(  )

A.(0,0) B.

C. D.(π,0)

2.函数f(x)=lg(tanx+)为(  )

A.奇函数B.既是奇函数又是偶函数

C.偶函数D.既不是奇函数又不是偶函数

3.函数y=tan在一个周期内的图象是(  )

4.函数f(x)=tanωx(ω>0)的图象的相邻两支曲线截直线y=所得线段长为,则f的值是(  )

A.0B.1C.-1D.

5.函数y=lg(1+tanx)的定义域是(  )

A.(kπ-,kπ+)(k∈Z)B.(kπ-,kπ+)(k∈Z)

C.(kπ-,kπ+)(k∈Z)D.(kπ-,kπ+)(k∈Z)

6.函数y=tanx+sinx-|tanx-sinx|在区间内的图象是(  )

二、填空题

7.使函数y=2tanx与y=cosx同时为单调递增的区间是.

8.函数y=3tan(ωx+)的最小正周期是,则ω=.

9.求函数y=-tan2x+4tanx+1,x∈的值域为.

10.已知函数y=tanωx在(-,)是减函数,则ω的取值范围是.

三、解答题

11.判断函数f(x)=lg的奇偶性.

12.求函数y=tan(-)的定义域、周期、单调区间和对称中心.

13.

(1)求函数y=3tan(-2x)的单调区间;

(2)比较tan1,tan2,tan3的大小.

当堂检测答案

1.答案 C

解析 由正切函数性质可知A、B、D均不正确,

又y=3tan=3tan|x|为偶函数,

故其图象关于y轴对称,故选C.

2.答案 C

3.答案 C

4.答案 B

解析 由tan=解得2x+=+kπ(k∈Z),∴x=(k∈Z),又x∈[0,2π),∴x=0,,π,.故选B.

5.答案 (k∈Z)

解析 由x+=(k∈Z),得x=-(k∈Z).

∴对称中心坐标为(k∈Z).

课时精练答案

一、选择题

1.答案 C

2.答案 A

解析 ∵>|tanx|≥-tanx,

∴其定义域为{x|x≠kπ+,k∈Z}关于原点对称,

又f(-x)+f(x)=lg(-tanx+)+lg(tanx+)=lg1=0,

∴f(x)为奇函数,故选A.

3.答案 A

4.答案 A

解析 由题意,得T==,∴ω=4.

∴f(x)=tan4x,f=tanπ=0.

5.答案 C

解析 由题意得1+tanx>0,即tanx>-1,

由正切函数的图象得kπ-

6.答案 D

解析 当

当x=π时,y=0;当π

tanx>sinx,y=2sinx.故选D.

二、填空题

7.答案 (2kπ-,2kπ)(k∈Z)和(2kπ+π,2kπ+)(k∈Z)

解析 由y=2tanx与y=cosx的图象知,同时为单调递增的区间为(2kπ-,2kπ)(k∈Z)和(2kπ+π,2kπ+)(k∈Z).

8.答案 ±2

解析 T==,∴ω=±2.

9.答案 [-4,4]

解析 ∵-≤x≤,

∴-1≤tanx≤1.

令tanx=t,则t∈[-1,1].

∴y=-t2+4t+1=-(t-2)2+5.

∴当t=-1,即x=-时,ymin=-4,

当t=1,即x=时,ymax=4.

故所求函数的值域为[-4,4].

10.答案 [-1,0)

解析 ∵y=tanωx在(-,)内是减函数,

∴ω<0且T=≥π.

∴|ω|≤1,即-1≤ω<0.

三、解答题

11.解 由>0得tanx>1或tanx<-1.

∴函数定义域为(kπ-,kπ-)∪(kπ+,kπ+)(k∈Z)关于原点对称.

f(-x)+f(x)=lg+lg

=lg(·)=lg1=0.

∴f(-x)=-f(x),∴f(x)是奇函数.

12.解 ①由-≠kπ+,k∈Z,

得x≠2kπ+π,k∈Z.

∴函数的定义域为{x|x∈R且x≠2kπ+π,k∈Z}.

②T==2π.∴函数的周期为2π.

③由kπ-<-

解得2kπ-

∴函数的单调增区间为(2kπ-,2kπ+π),k∈Z.

④由-=,k∈Z,

得x=kπ+π,k∈Z.

∴函数的对称中心是(kπ+π,0),k∈Z.

13.解 

(1)y=3tan(-2x)

=-3tan(2x-),

由-+kπ<2x-

得-+

∴y=3tan(-2x)的单调减区间为(-+,+)(k∈Z).

(2)tan2=-tan(π-2)

=tan(2-π)

tan3=-tan(π-3)

=tan(3-π)

∵-<2-π<3-π<1<,

∴tan(2-π)

∴tan2

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