所以函数y=的定义域为,其值域为[0,+∞).
(1)求与正切函数有关的函数定义域要列出使各部分都有意义的不等式(组),然后求出x的范围.
(2)求值域要用换元的思想,把tanx看作可取任意实数的自变量.
[变式训练1] (1)求函数y=+lg(1-tanx)的定义域.
(2)求函数y=sinx+tanx,x∈的值域.
解:(1)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,∴所求x的取值范围是,k∈Z,即为此函数的定义域.
(2)y1=sinx,y2=tanx均满足在区间上单调递增,∴函数y=sinx+tanx也满足在区间上单调递增,
∴此函数在上的值域为.
类型二 正切函数的周期性
[例2] 求函数y=tan与函数f(x)=tanx+|tanx|的最小正周期.
[解] 函数y=tan的最小正周期为T=;
f(x)=tanx+|tanx|= k∈Z,
作出f(x)=tanx+|tanx|的简图,如图所示,易得函数f(x)=tanx+|tanx|的最小正周期
T=π.
一般地,函数y=Atan(ωx+φ)+B(A≠0,ω>0)的最小正周期为T=,常常使用此公式来求周期,也可以借助函数图象求周期.
[变式训练2] 若函数y=tan(a≠0)的最小正周期为,则a=±.
解析:T==,所以a=±.
类型三 正切函数的单调性及应用
[例3] (1)求函数y=tan的单调区间;
(2)比较tan与tan的大小.
[解] (1)由kπ-(2)由于tan=tan=tan=-tan,tan=-tan=-tan,又0<<<,而y=tanx在上单调递增,
所以tan-tan,即tan>tan.
(1)求函数y=Atan(ωx+φ)的单调性时可将ωx+φ看成一个整体,利用y=tanx的单调性求解,但需注意A、ω的正负性对函数单调性的影响.
(2)比较正切值的大小时可利用诱导公式将角转化到区间内,再利用正切函数的单调性比较.
[变式训练3] (1)函数y=3tan的单调递减区间是,k∈Z.
(2)比较大小:tan>tan. 解析:(1)y=3tan=-3tan,
由kπ-<-得4kπ-所以y=3tan的单调递减区间为,k∈Z.
(2)∵tan=-tan=tan,
tan=-tan=tan,
又0<<<,y=tanx在内单调递增,
∴tantan.类型四 正切函数图象与性质的综合应用
[例4] 设函数f(x)=tan(ωx+φ),已知函数y=f(x)的图象与x轴相邻两个交点的距离为,且图象关于点M对称.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)求不等式-1≤f(x)≤的解集.
[解] (1)由题意,知函数f(x)的最小正周期T=,即=.
因为ω>0,所以ω=2.从而f(x)=tan(2x+φ).
因为函数y=f(x)的图象关于点M对称,
所以2×+φ=,k∈Z,即φ=+,k∈Z.
因为0<φ<,所以φ=.故f(x)=tan.
(2)令-+kπ<2x+<+kπ,k∈Z,
得-+kπ<2x即-+所以函数的单调递增区间为,k∈Z,无单调递减区间.(3)由(1),知f(x)=tan.
由-1≤tan≤,
得-+kπ≤2x+≤+kπ,k∈Z.
即-+≤x≤+,k∈Z.
所以不等式-1≤f(x)≤的解集为
{x|-+≤x≤+,k∈Z}.
(1)正切函数y=tanx与x轴相邻交点间的距离为一个周期;(2)y=tanx的对称中心为,不但包含y=tanx的零点,而且包括直线x=+kπ(k∈Z)与x轴的交点.
[变式训练4] 已知函数y=tan(2x+θ)图象的一个对称中心为点,若-<θ<,求θ的值.
解:因为函数y=tanx图象的对称中心为点,其中k∈Z,所以2x+θ=,令x=,得θ=-,k∈Z.又-<θ<,当k=1时,θ=-,当k=2时,θ=.所以θ=-或.
1.若tanx≥0,则( D )
A.2kπ-B.x≤(2k+1)π(k∈Z)C.2kπ-D.kπ≤x2.函数y=2tan的一个对称中心是( C )A. B.
C.
D.
解析:由3x-=,得x=+
令k=-2得x=-.故选C.
3.函数y=是( A )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数也是偶函数
D.非奇非偶函数
4.使函数y=2tanx与y=cosx同时为单调增的区间是(k∈Z)和(k∈Z).
解析:由y=2tanx与y=cosx的图象知,同时为单调增的区间为(k∈Z)和(k∈Z).
5.求函数y=tan(π-x),x∈的值域.
解:y=tan(π-x)=-tanx,在上为减函数,所以值域为(-,1).
——本课须掌握的两大问题
1.正切函数的图象
正切函数有无数多条渐近线,渐近线方程为x=kπ+,k∈Z,相邻两条渐近线之间都有一支正切曲线,且单调递增.
2.正切函数的性质
(1)正切函数y=tanx的定义域是{x|x≠kπ+,k∈Z},值域是R.
(2)正切函数y=tanx的最小正周期是π,函数y=Atan(ωx+φ)(Aω≠0)的周期为T=.
(3)正切函数在(k∈Z)上单调递增,不能写成闭区间.正切函数无单调递减区间.