正切函数图象

学科: 数学年级：高一

版本：人教版期数：2333

本周教学内容：4.10 正切函数的图像和性质

【基础知识精讲】

1.正切函数的图像

(1)根据tan(x+π)=

) cos(

) sin(

π

π

+

+

x

x

=x

x

cos

sin

-

-

=tanx

(其中x≠kπ+2

π

,k∈Z)推出正切函数的周期为π.

(2)根据tanx=x

x

cos

sin

,要使tanx有意义，必须cosx≠0,

从而正切函数的定义域为{x｜x≠kπ+2

π

,k∈Z}

(3)根据正切函数的定义域和周期，我们取x∈(-2

π

,2

π

).利用单位圆中的正切线，通过平移，作出y=tanx,x∈(-2

π

,2

π

)的图像，而后向左、向右扩展，得y=tanx,x≠kπ+2

π

(k ∈Z)的图像，我们称之为正切曲线，如图所示.

y=tanx

2.余切函数的图像如下：

y=cotx

3.正切函数、余切函数的性质： 正切函数y=tanx 余切函数y=cotx

定义域

{x ｜x ∈R 且x ≠k π+2π

,k ∈Z}

{x ｜x ∈R 且x ≠k π,k ∈z}

值域 R R 周期性 π π 奇偶性 奇

奇

单调性

每个区间(k π-2π,k π+2π

)

上递增(k ∈Z)

每个区间(k π,(k+1)π)上 递减(k ∈Z).

注：正切函数在每一个开区间(k π-2,k π+2)(k ∈Z)内是增函数，但不能说成在整个

定义域内是增函数，类似地，余切函数也是如此.

【重点难点解析】

本节重点是正切函数图像的画法及性质的运用.正切函数的图像一般用单位圆中的正切

线作.因y=tanx 定义域是{x ｜x ∈R,x ≠k π+2π,k ∈Z}，所以它的图像被平行线x=k π+2π

(k

∈Z)隔开而在相邻两平行线之间的图像是连续变化的.

1.正切函数应注意以下几点：

(1)正切函数y=tanx 的定义域是{x ｜x ≠k π+2π

,k ∈Z},而不是R ，这点要特别注意：(2)

正切函数的图像是间断的，不是连续的，但在区间(k π-2π,k π+2π

)(k ∈Z)上是连续的；(3)

在每一个区间(k π-2π,k π+2π

)(k ∈Z)上都是增函数，但不能说正切函数是增函数.

2.解正切不等式一般有以下两种方法：

图像法和三角函数线法.图像法即先画出正切函数的图像，找到符合条件的边界角，再写出所有符合条件的角的集合.三角函数线法则先在单位圆中作出角的边界值时的正切线，

得到边界角的终边，在单位圆中划出符合条件的区域(这里特别要注意函数的定义域)，再用不等式正确表示区域.

例1 作出函数y=｜tanx ｜的图像，并根据图像求其单调区间.

分析：要作出函数y=｜tanx ｜的图像，可先作出y=tanx 的图像，然后将它在x 轴上方的图像保留，而将其在x 轴下方的图像向上翻(即作出关于x 轴对称图像)，就可得到y=｜tanx ｜的图像.

解：由于y=｜tanx ｜= tanx,x ∈Z ［k π,k π+2π

］

-tanx,x ∈(k π-2π

,k π)(k ∈Z)

所以其图像如图所示，单调增区间为［k π,k π+2π)(k ∈Z);单调减区间为(k π-2π

,k

π］(k ∈Z).

说明：根据图像我们还可以发现：函数y=｜tanx ｜的最小正周期为π.一般地，y=A ｜

tan(ωx+φ)｜的最小正周期与y=Atan(ωx+φ)的最小正周期相同，均为

ω

π.

例2 求函数y=lg(tanx-3)+3cos 2+x 的定义域. 解：欲使函数有意义，必须

tanx ＞3, 2cosx+3≥0,

x ≠k π+2π

(k ∈Z)

由此不等式组作图

∴函数的定义域为(k π+3π,k π+2π

).

评析：解正切不等式一般有两种方法：图像法和三角函数线法.图像法即先画出函数图像，找出符合条件的边界角，再写出符合条件的角的集合.三角函数线法则是先在单位圆中作出角的边界值时的正切线，得到边界角的终边，在单位圆中画出符合条件的区域.要特别注意函数的定义域.

例3 求函数y=tan(2x-3π

)的单调区间.

解：y=tanx,x ∈(-2π+k π, 2π

+k π)(k ∈Z)是增函数.

∴-2π+k π＜2x-3π＜2π

+k π,k ∈Z.

即-12π+2πk ＜x ＜125π+2π

k ，k ∈Z

函数y=tan(2x-3π)的单调递增区间是(-12π+2πk ,125π+ 2π

k ).(k ∈Z)

例4 求函数f(x)=tan(2x+3π

)的周期.

解：因为tan(2x+3π+π)=tan(2x+3π

)

即tan ［2(x+2π)+3π］=tan(2x+3π

)

∴tan(2x+3π)的周期是2π

.

例5 求函数y=3tan(2x+3π

)的对称中心的坐标.

分析：y=tanx 是奇函数，它的对称中心有无穷多个，即(2π

k ,0)(k ∈Z).函数y=Atan(ω

x+φ)的图像可由y=tanx 经过变换图像而得到，它也有无穷多个对称中心，这些对称中心恰好为图像与x 轴交点.

解：由2x+3π= 2π

k ,(k ∈Z)得 x=4πk -6π

(k ∈Z)

∴对称中心坐标为(4πk -6π

,0)(k ∈Z)

注意：函数y=Atan(ωx+φ)(A ＞0,ω＞0)的图像及性质可与函数y=Asin(ωx+φ)(A ＞0,ω＞0)的图像及性质加以比较研究.

【难题巧解点拔】