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1、7.3.4正切函数的性质与图像学 习 目 标核 心 素 养1.能画出ytan x的图像,借助图像理解正切函数在区间上的性质(重点)2.掌握正切函数的性质,会求正切函数的定义域、值域及周期,会用函数的图像与性质解决综合问题(重点、难点)1.通过正切函数图像与性质的学习,培养学生直观想象核心素养2.借助正切函数图像与性质的应用,提升学生直观想象和数学运算核心素养.1.正切函数的性质(1)函数ytan x 的图像与性质.解析式ytan x图像定义域值域R周期奇偶性奇函数单调性在开区间 kZ 内都是增函数(2)函数ytan x(0)的最小正周期是.2.正切函数的图像(1)正切函数的图像:ytan x
2、的图像如图(2)正切函数的图像叫做正切曲线(3)正切函数的图像特征:正切曲线是由通过点(kZ) 且与y轴平行的直线隔开的无穷多支曲线所组成思考:正切函数的图像是对称的吗?提示正切函数是奇函数,其图像关于原点对称,并且有无数个对称中心,对称中心的坐标为(kZ),正切函数的图像不是轴对称图形1.函数y3tan x7的值域是()ARBC(0,) D(kZ)A因为ytan x,xR的值域为R,所以y3tan x7的值域也为R.2.ytan定义域为_2xk,kZ,x,kZ.3.函数ytan的单调增区间为_,kZ令kxk,kZ,得kxk,即ytan的单调增区间为,kZ.正切函数的定义域、值域问题【例1】(
3、1)函数ylg(1tan x)的定义域是_(2)函数ytan(sin x)的值域为_(3)求函数ytan2 x2tan x5,x的值域思路探究(1)列出使各部分有意义的条件,注意正切函数自身的定义域(2)利用正弦函数的有界性及正切函数图像求值域(3)换元转化为二次函数在给定区间上求值域问题(1)(2)tan 1,tan 1(1)要使函数ylg(1tan x)有意义,则即1tan x1.在上满足上述不等式的x的取值范围是.又因为ytan x的周期为,所以所求x的定义域为.(2)因为1sin x1,且1,1,所以ytan x在1,1上是增函数,因此tan(1)tan xtan 1,即函数ytan(
4、sin x)的值域为tan 1,tan 1(3)解令ttan x,x,ttan x,),yt22t5(t1)26,抛物线开口向下,对称轴为t1,t1时,y取最大值6,t时,y取最小值22,函数ytan2 x2tan x5,x时的值域为22,61.求正切函数定义域的方法及求值域的注意点:(1)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ytan x有意义即xk,kZ;(2)求解与正切函数有关的函数的值域时,要注意函数的定义域,在定义域内求值域;对于求由正切函数复合而成的函数的值域时,常利用换元法,但要注意新“元”的范围2.解正切不等式的两种方法:(1)图像法:
5、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;(2)三角函数线法: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1.求函数y的定义域解根据题意,得解得(kZ)所以函数的定义域为(kZ)正切函数的奇偶性、周期性【例2】(1)函数y4tan的周期为_(2)判断下列函数的奇偶性:f(x);f(x)tantan.思路探究(1)可用定义法求,也可用公式法求,也可作出函数图像来求(2)可按定义法的步骤判断(1)由于3,故函数的周期为T.(2)解由得f(x)的定义域为,不关于原点对称,所以函数f(x)既不是偶函数,也不是奇函数函数
6、定义域为,关于原点对称,又f(x)tantantantanf(x),所以函数是奇函数1.函数f(x)Atan(x)周期的求解方法:(1)定义法(2)公式法:对于函数f(x)Atan(x)的最小正周期T.(3)观察法(或图像法):观察函数的图像,看自变量间隔多少,函数值重复出现2.判定与正切函数有关的函数奇偶性的方法:先求函数的定义域,看其定义域是否关于原点对称,若其不关于原点对称,则该函数为非奇非偶函数;若其关于原点对称,再看f(x)与f(x)的关系2.(1)求f(x)tan的周期;(2)判断ysin xtan x的奇偶性解(1)tantan,即tantan,f(x)tan的周期是.(2)定义
7、域为,关于原点对称,f(x)sin(x)tan(x)sin xtan xf(x),函数是奇函数.正切函数的单调性【例3】(1)求函数ytan的单调区间;(2)比较tan 1,tan 2,tan 3的大小思路探究(1)可先令ytan,从而把x整体代入,kZ这个区间内解出x便可(2)可先把角化归到同一单调区间内,即利用tan 2tan(2),tan 3tan(3),最后利用ytan x在上的单调性判断大小关系解(1)ytantan,由kxk(kZ),得2kx2k,(kZ),函数ytan的单调递减区间是2k,2k(kZ),无增区间(2)tan 2tan(2),tan 3tan(3),又2,20,3,
8、30,显然231,且ytan x在内是增函数,tan(2)tan(3)tan 1,即tan 2tan 3tan 1.求yAtan(x)的单调区间,可先用诱导公式把化为正值,由kxk求得x的范围即可.比较两个同名函数的大小,应保证自变量在同一单调区间内.3.(1)求函数ytan的单调区间;(2)比较tan与tan的大小解(1)ytan单调区间为(kZ),k2xk(kZ),x(kZ),函数ytan的单调递增区间为(kZ)(2)由于tantantan tan ,tantantan ,又0,而ytan x在上单调递增,所以tan tan ,即tantan.正切函数的图像及应用【例4】画出函数y|tan
9、 x|的图像,并根据图像判断其单调区间、奇偶性、周期性解由y|tan x|得,y其图像如图所示由图像可知,函数y|tan x|是偶函数,单调递增区间为(kZ),单调递减区间为(kZ),周期为.1.作出函数y|f(x)|的图像一般利用图像变换方法,具体步骤是:(1)保留函数yf(x)图像在x轴上方的部分;(2)将函数yf(x)图像在x轴下方的部分沿x轴向上翻折2.若函数为周期函数,可先研究其一个周期上的图像,再利用周期性,延拓到定义域上即可4设函数f(x)tan,(1)求函数f(x)的周期,对称中心;(2)作出函数f(x)在一个周期内的简图解(1)f(x)tan,w,周期T2.令(kZ),得xk
10、(kZ),f(x)的对称中心是(kZ)(2)令0,则x.令,则x.令,则x.函数ytan的图像与x轴的一个交点坐标是,在这个交点左、右两侧相邻的两条渐近线方程分别是x,x,从而得函数f(x)tan在一个周期内的简图(如图)1.对函数yAtan(x)k(0)周期的两点说明(1)一般地,函数yAtan(x)k(0)的最小正周期T.(2)当0时,函数yAtan(x)k具有周期性,最小正周期是.2.“三点两线法”作正切曲线的简图(1)“三点”分别为(k,0),其中kZ;两线为直线xk和直线xk,其中kZ(两线也称为正切曲线的渐近线,即无限接近但不相交)(2)作简图时,只需先作出一个周期中的两条渐近线,
11、然后描出三个点,用光滑的曲线连接得到一条曲线,最后平行移动至各个周期内即可3.解答正切函数图像与性质问题应注意的两点(1)对称性:正切函数图像的对称中心是(kZ),不存在对称轴(2)单调性:正切函数在每个(kZ)区间内是单调递增的,但不能说其在定义域内是递增的.1.函数ytan x的值域是()A1,1B1,0)(0,1C(,1D1,)B根据函数的单调性可得2.直线y3与函数ytan x(0)的图像相交,则相邻两交点间的距离是()AB CDC直线y3与函数ytan x的图像的相邻交点间的距离为ytan x的周期,故距离为.3.函数f(x)tan的定义域是_,f_.由题意知xk(kZ),即xk(kZ)故定义域为,且ftan.4求下列函数的定义域:(1)y;(2)ylg(tan x)解(1)要使函数y有意义,需使所以函数的定义域为.(2)要使函数有意义,则tan x0,所以tan x.又因为tan x时,xk(kZ),根据正切函数图像(图略),得kxk(kZ),所以函数的定义域是.