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2017-2018學年度高中數(shù)學 第一章 三角函數(shù) 1.4.3 正切函數(shù)的性質(zhì)與圖象學案【含解析】新人教A版必修4

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2017-2018學年度高中數(shù)學 第一章 三角函數(shù) 1.4.3 正切函數(shù)的性質(zhì)與圖象學案【含解析】新人教A版必修4_第1頁
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1、 1.4.3 正切函數(shù)的性質(zhì)與圖象 正切函數(shù)的性質(zhì)   [提出問題] 問題1:正切函數(shù)y=tan x的定義域是什么? 提示:. 問題2:誘導公式tan(π+x)=tan x說明了正切函數(shù)的什么性質(zhì)?tan(kπ+x)(k∈Z)與tan x的關系怎樣? 提示:周期性.tan(kπ+x)=tan x(k∈Z). 問題3:誘導公式tan(-x)=-tan x說明了正切函數(shù)的什么性質(zhì)? 提示:奇偶性. 問題4:從正切線上觀察,正切函數(shù)值是有界的嗎? 提示:不是,正切函數(shù)沒有最大值和最小值. 問題5:從正切線上觀察,正切函數(shù)值在上是增大的嗎? 提示:是的. [導入新知

2、] 正切函數(shù)的性質(zhì) 函數(shù) y=tan x 定義域 值域 R 周期 T=π 奇偶性 奇函數(shù) 單調(diào)性 在每個開區(qū)間(k∈Z)上都是增函數(shù) [化解疑難] 細解正切函數(shù)的性質(zhì) (1)正切函數(shù)y=tan x的定義域是xx∈R且x≠+kπ,k∈Z,值域是全體實數(shù). (2)正切函數(shù)y=tan x的最小正周期是π.一般地,函數(shù)y=Atan(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的最小正周期是T=.若不知ω正負,則該函數(shù)的最小正周期為T=. (3)正切函數(shù)無單調(diào)遞減區(qū)間,在每一個單調(diào)區(qū)間內(nèi)都是遞增的,并且每個單調(diào)區(qū)間均為開區(qū)間,不能寫成閉區(qū)間. 正切函數(shù)的圖象 [提出問題

3、] 問題1:你還記得給定一個角在單位圓中的正切線怎樣畫嗎? 提示:過單位圓與x正半軸的交點A,作垂直于x軸的直線,交角的終邊或其反向延長線于點T,則有向線段AT即為該角的正切線. 問題2:仿照利用正弦線作正弦曲線的作法,你能根據(jù)正切線作出正切曲線嗎? 提示:能. [導入新知] 正切函數(shù)的圖象 (1)正切函數(shù)的圖象: (2)正切函數(shù)的圖象叫做正切曲線. (3)正切函數(shù)的圖象特征: 正切曲線是由被相互平行的直線x=+kπ,k∈Z所隔開的無窮多支曲線組成的. [化解疑難] 正切函數(shù)是奇函數(shù),圖象關于原點對稱,與x軸有無數(shù)個交點,因此有無窮多個對稱中心,對稱中心坐標是,k∈

4、Z,正切函數(shù)的圖象無對稱軸. 正切函數(shù)的定義域、值域問題 [例1] 求下列函數(shù)的定義域和值域: (1)y=tan;(2)y=. [解] (1)由x+≠kπ+(k∈Z)得, x≠kπ+,k∈Z, 所以函數(shù)y=tan的定義域為xx≠kπ+,k∈Z,其值域為(-∞,+∞). (2)由-tan x≥0得,tan x≤. 結合y=tan x的圖象可知,在上, 滿足tan x≤的角x應滿足-

5、保證正切函數(shù)y=tan x有意義,即x≠+kπ,k∈Z.而對于構建的三角不等式,常利用三角函數(shù)的圖象求解.解形如tan x>a的不等式的步驟: [活學活用] 求函數(shù)y=的定義域. 答案: 正切函數(shù)的單調(diào)性及應用 [例2] (1)求函數(shù)y=tan的單調(diào)區(qū)間; (2)比較tan與tan的大?。? [解] (1)由kπ-

6、n-tan, 即tan>tan. [類題通法] 1.求函數(shù)y=Atan(ωx+φ)(A,ω,φ都是常數(shù))的單調(diào)區(qū)間的方法 (1)若ω>0,由于y=tan x在每一個單調(diào)區(qū)間上都是增函數(shù),故可用“整體代換”的思想,令kπ-<ωx+φ

7、比較大小關系. [活學活用] 1.比較tan 1,tan 2,tan 3的大?。? 答案:tan 2

8、函數(shù)有關的函數(shù)的周期性、奇偶性問題的解決策略 (1)一般地,函數(shù)y=Atan(ωx+φ)的最小正周期為T=,常常利用此公式來求周期. (2)判斷函數(shù)的奇偶性要先求函數(shù)的定義域,判斷其是否關于原點對稱.若不對稱,則該函數(shù)無奇偶性;若對稱,再判斷f(-x)與f(x)的關系. [活學活用] 關于x的函數(shù)f(x)=tan(x+φ)有以下幾種說法: ①對任意的φ,f(x)都是非奇非偶函數(shù); ②f(x)的圖象關于對稱; ③f(x)的圖象關于(π-φ,0)對稱; ④f(x)是以π為最小正周期的周期函數(shù). 其中不正確的說法的序號是________. 答案:①      [典例] (

9、山東高考)函數(shù)y=xcos x+sin x的圖象大致為(  ) [解析] 由函數(shù)y=xcos x+sin x是奇函數(shù),排除B.當x=π時,y=πcos π+sin π=-π,排除A.當x=時,y=cos +sin >0,排除C.故選D. [答案] D [多維探究] 函數(shù)圖象與解析式的對應在近幾年高考中出現(xiàn)得并不頻繁,多以選擇題的形式出現(xiàn),解題時常從函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性、圖象上的特殊點著手逐一排除錯誤選項,從而得出正確結論. [活學活用] 1.(浙江高考)函數(shù)f(x)=cos x(-π≤x≤π且x≠0)的圖象可能為(  ) 答案:D 2.已知a是實數(shù),則函數(shù)f(x)=1+

10、asin ax的圖象不可能是(  ) 答案:D 3.(浙江高考)函數(shù)y=sin x2的圖象是(  ) 答案:D [隨堂即時演練] 1.下列函數(shù)中,既是以π為周期的奇函數(shù),又是上的增函數(shù)的是(  ) A.y=tan x B.y=tan 2x C.y=tan D.y=|sin x| 答案:A 2.函數(shù)y=tan(cos x)的值域是(  ) A. B. C.[-tan 1,tan 1] D.以上均不對 答案:C 3.函數(shù)y=5tan的最小正周期是________. 答案:2π 4.函數(shù)y=tan x-1,x∈的值域為________. 答案

11、:[-2,-1] 5.求函數(shù)y=tan的定義域、最小正周期及單調(diào)區(qū)間. 答案:定義域為;最小正周期為2π;單調(diào)遞增區(qū)間為-+2kπ,+2kπ(k∈Z) [課時達標檢測] 一、選擇題 1.與函數(shù)y=tan的圖象不相交的一條直線是(  ) A.x=         B.x=- C.x= D.x= 答案:D 2.在區(qū)間內(nèi),函數(shù)y=tan x與函數(shù)y=sin x的圖象交點的個數(shù)為(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案:C 3.函數(shù)y=的定義域是(  ) A.x+kπ,k∈Z B.x,k∈Z C.x,k∈Z D.x

12、4.下列圖形分別是①y=|tan x|,②y=tan x,③y=tan(-x),④y=tan |x|在x∈內(nèi)的大致圖象,那么由a到d對應的函數(shù)關系式應是(  ) A.①②③④ B.①③④② C.③②④① D.①②④③ 答案:D 5.下列關于函數(shù)y=tan的說法正確的是(  ) A.在區(qū)間上單調(diào)遞增 B.最小正周期是π C.圖象關于點成中心對稱 D.圖象關于直線x=成軸對稱 答案:B 二、填空題 6.函數(shù)f(x)=tan ωx(ω>0)的圖象的相鄰兩支截直線y=1所得線段長為,則f的值是________. 答案: 7.已知函數(shù)y=tan ωx在內(nèi)是單調(diào)減函數(shù),則

13、ω的取值范圍是________. 答案:[-1,0) 8.若直線x=(|k|≤1)與函數(shù)y=tan的圖象不相交,則k=________. 答案:或- 三、解答題 9.作出函數(shù)y=tan x+|tan x|的圖象,并求其定義域、值域、單調(diào)區(qū)間及最小正周期. 解:y=tan x+|tan x|= 其圖象如圖所示, 由圖象可知,其定義域是(k∈Z);值域是[0,+∞);單調(diào)遞增區(qū)間是(k∈Z);最小正周期T=π. 10.若x∈[-,],求函數(shù)y=+2tan x+1的最值及相應的x值. 解:y=+2tan x+1 =+2tan x+1 =tan2x+2tan x+2 =(tan x+1)2+1. ∵x∈[-,],∴tan x∈[-,1]. 故當tan x=-1,即x=-時,y取最小值1; 當tan x=1,即x=時,y取最大值5. 11.已知-≤x≤,f(x)=tan2x+2tan x+2,求f(x)的最值及相應的x值. 解:∵-≤x≤,∴-≤tan x≤1, f(x)=tan2x+2tan x+2=(tan x+1)2+1, 當tan x=-1即x=-時,f(x)有最小值1, 當tan x=1即x=時,f(x)有最大值5. - 10 -

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