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.
所以其图像如图所示,单调增区间为[kπ,kπ+2
)(k∈Z);
单调减区间为(kπ-2
,kπ](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
.
例2求函数y=lg(tanx-3)+3cos2x的定义域.
解:欲使函数有意义,必须
由此不等式组作图
∴函数的定义域为(kπ+3
,kπ+2
).
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-3
)的单调区间.
解:y=tanx,x∈(-2
+kπ,2
+kπ)(k∈Z)是增函数.
∴-2
+kπ<2x-3
<2
+kπ,(k∈Z).
即-12
+2
k
<x<12
5
+2
k
,(k∈Z)
函数y=tan(2x-3
)的单调递增区间是(-12
+2
k
,12
5
+
2
k
).(k∈Z)
例4求函数f(x)=tan(2x+3
)的周期.
解:因为tan(2x+3
+π)=tan(2x+3
)
即tan[2(x+2
)+3
]=tan(2x+3
)
∴tan(2x+3
)的周期是2
.
例5求函数y=3tan(2x+3
)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
(2
k
,0)(k∈Z).函数y=Atan(ωx+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+3
=2
k
,(k∈Z)得
x=4
k
-6
(k∈Z)
∴对称中心坐标为(4
k
-6
,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】
例判断函数f(x)=tan(x-4
)+tan(x+4
)的奇偶性,并求此
函数的周期及单调区间.
分析:奇偶性的判断必须考虑①定义域是否关于原点对称.
②是否对任意x有f(-x)=-f(x)或f(-x)=f(x)成立;关于周期和
单调性必须将函数化为一个三角函数的形式方可求.
解:此函数的定义域为{x|x∈R且x≠kπ+4
,k∈Z}它是关
于原点对称.
又f(-x)=tan(-x+4
)+tan(-x-4
)
=-tan(x-4
)-tan(x+4
)=-f(x)
故此函数是奇函数.
y=tan(x-4
)+tan(x+4
)
=tan[(x-4
)+(x+4
)][(1-tan(x-4
)tan(x+4
)]
∵sin(2
-a)=cosa
cos(2
-a)=sina
∴tan(2
-a)=cota
cot(2
-a)=tana
故tan[2
-(x+4
)]=cot(x+4
)
即-tan(x-4
)=cot(x+4
)
∴y=tan2x[1+cot(x+4
)tan(x+4
)]=2tan2x
故此函数周期为2
当kπ-2
<2x<kπ+2
2
k
-4
<x<2
k
+4
(k∈Z)
即x∈(2
k
-4
,2
k
+4
)时,原函数是增函数.
评析:此题的难点在于通过三角恒等化简,将函数化为一个
三角函数.同时要求同学们必须熟悉正切函数的性质.
y=Atan(ωx+φ)(A≠0)的周期为T=
.
例2已知
)]
6
cos(9
2
11
lg[
x
≤1,求函数y=cot2x-2cotx+5的
值域.
分析:从已知条件的不等式中解出cotx的范围,然后在此
条件下求被求函数的值域.
解:由已知条件,可得0≤lg[2
11
-9cos(x+6
)]≤1.
得-2
1
≤cos(x+6
)≤2
1
∴kπ+3
≤x+6
≤kπ+3
2
,(k∈Z).
∴kπ+6
≤x≤kπ+2
,(k∈Z).
∴0≤cotx≤3y=cot2x-2cotx+5=(cotx-1)2+4
∴当x=kπ+4
,(k∈Z)时,y取最小值4.
当x=kπ+2
,(k∈Z)时,y取最大值5.
从而函数y=cot2x-2cotx+5的值域是[4,5].
【课本难题解答】
课本第72页第5题:
(1){x|-4
+kπ≤x<2
+kπ,k∈Z}
(2){x|3
+kπ≤x<2
+kπ,k∈Z}
第6题:(1)D(2)C(3)C(4)B
【命题趋势分析】
从历届高考试题可以看到,本节内容主要考查函数的定义
域,周期性,图像及单调性等知识,一般以选择题,填空题题型
出现,属基本题.
【典型热点考题】
例1满足tanα≥cotα的角的一个取值区间是()
A.(0,4
)B.[0,4
]C.[4
,2
]D.(4
,
2
)
分析:本考查正切函数单调性,应化同名函数,再化角为同
一单调区间内.
解:由选择项,可以考虑α∈(0,2
)的情况.
∵tanα≥tan(2
-α),且α,2
-α∈(0,2
)
∴α≥2
-α,∴4
≤α<2
.
故选C.
例2函数y=x
x
2tan1
2tan1
2
2
的最小正周期是()
A.4
B.2
C.πD.2π
解法1:将四个选项分别代入函数式验算,可知B正确.
∴应选B.
解法2:y=x
x
2tan1
2tan1
2
2
=cos4x
∴T=4
2
=2
∴应选B.
例3函数y=
x
2
1
log2
+xtan的定义域是.
由①②得0<x≤4⑤
∴0<x<2
或π≤x≤4.
∴应填(0,2
)∪[π,4]
例4如果α、β∈(2
,π),且tanα<cotβ,那么必有
()
A.α<βB.β<αC.α+β<2
3
D.α+
β>2
3
解:∵tanα<cotβ<0,∴tanαtanβ>1.
有tan(α+β)=
tantan1
tantan
>0
有α+β∈(π,2
3
)∴α+β<2
3
.
∴应选C.
说明:本题也可采取化为同名函数的方法,或都取特殊值比
如取α=β=3
2
,可排除A、B、D.
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