内容正文:
第五章 三角函数
5.4 三角函数的图象与性质
5.4.3 正切函数的性质与图象
(教师独具内容)
课程标准:1.能画出正切函数的图象,掌握正切函数的周期性,会求函数y=tan(ωx+φ)的周期.2.掌握正切函数的性质(奇偶性、单调性).3.掌握正切函数的定义域.
教学重点:正切函数的图象和性质.
教学难点:能够利用正切函数的图象和性质解决有关问题.
核心素养:1.借助正切函数的图象研究问题,培养直观想象素养.2.通过正切函数的性质的应用,提升逻辑推理素养.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 正切函数的图象
(1)正切函数的图象.
核心概念掌握
5
正切曲线
核心概念掌握
6
知识点二 正切函数的性质
(1)正切函数的性质
函数 y=tanx
定义域 ____________________________
值域 ____
周期 最小正周期为____
奇偶性 ________
单调性 _______________________________________________________
R
π
奇函数
核心概念掌握
核心概念掌握
8
答案
核心概念掌握
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答案
核心概念掌握
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答案
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 正切型函数的定义域
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解
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答案
解析
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答案
解析
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题型二 正切型函数的周期性、奇偶性
解
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解
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20
答案
解析
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21
答案
解析
±1
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题型三 正切型函数的单调性及值域
角度 正切型函数的单调性
解
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23
解
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解
核心素养形成
26
解
(2)比较tan1,tan2,tan3,tan4的大小.
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角度 正切型函数的值域
答案
解析
核心素养形成
28
【感悟提升】正切型函数值域的求法
(1)对于y=Atan(ωx+φ)(A≠0,ω>0)的值域,可以把ωx+φ看成整体,结合图象,利用单调性求值域.
(2)对于与y=tanx相关的二次函数,可以把tanx看成整体,利用配方法求值域.
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解
核心素养形成
30
题型四 正切型函数图象与性质的综合
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解
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解
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解
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【感悟提升】求解正切型函数图象与性质综合问题的关注点
(1)遵循定义域优先的原则,将“ωx+φ”视为一个整体求解.
(2)正切曲线的对称中心比较特殊,不仅有函数图象与x轴的交点,还有“渐近线”与x轴的交点,注意将图象和性质结合进行求解.
(3)对于含有绝对值符号的函数,一方面可以去绝对值转化为分段函数,利用分类讨论的思想求解,另一方面可以结合图象的翻折变换求解.
核心素养形成
35
解
【跟踪训练】
5.画出函数y=|tanx|的图象,并根据图象判断其单调区间、奇偶性、周期性.
核心素养形成
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随堂水平达标
答案
解析:根据函数的单调性可得值域为[-1,0)∪(0,1].
解析
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答案
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答案
解析
<
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5.(2024·福建泉州一中高一上阶段检测)直线y=a(a为常数)与函数y=
tanωx(ω>0)的图象相邻两支的交点的距离为______.
答案
解析:直线y=a与函数y=tanωx的图象相邻两支的交点的距离正好是一个周期.
解析
随堂水平达标
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课后课时精练
基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★
对点 求正切型函数的值域 正切型复合函数奇偶性的判断 利用正切函数的单调性比较大小 正切型函数图象的识别 正、余弦型函数及正切型函数的周期及单调区间的判断 正切型函数性质的综合 与正切函数有关的函数定义域问题 求与正切函数有关的复合函数的最值
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题号 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 正切型函数周期和单调区间的求法;利用正切函数的单调性比较大小 正切型函数的周期性、奇偶性和单调性的综合 与正切型函数有关的方程问题 正切型函数性质的综合应用 余弦函数与正切函数图象的应用 由正切型函数的单调性求参数值 正切型函数图象与性质的综合应用
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答案
解析:∵-1≤cosx≤1,且函数y=tanx在[-1,1]上为增函数,∴tan(-1) ≤tanx≤tan1,即-tan1≤tanx≤tan1.故选C.
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4.(2024·江苏兴化楚水实验中学高一期中)函数f(x)=x·tanx(-1≤x≤1)的图象可能是( )
解析:因为f(-x)=(-x)·tan(-x)=x·tanx=f(x),且x∈[-1,1]关于原点对称,所以函数f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,排除A,C;当0<x<1时,函数单调递增且f(x)>0,排除D.故选B.
答案
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13.已知函数f(x)=2cosx(x∈[0,π])的图象与函数g(x)=3tanx的图象交于A,B两点,
则△OAB(O为坐标原点)的面积为________.
答案
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70
R
(2)正切函数y=tanx,x∈R,x≠eq \f(π,2)+kπ,k∈Z的图象叫做____________.
(3)正切函数的图象特征
正切曲线是被与y轴平行的一系列直线_________________所隔开的无穷多支形状相同的曲线组成的.
[点拨] (1)画函数y=tanx,x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上的简图时,可采用“三点两线”法,即可以先描三点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),-1)),(0,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4),1)),再画两条平行的虚线x=-eq \f(π,2),x=eq \f(π,2),最后连线.
(2)正切函数y=tanx图象的对称中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,2),0)),k∈Z,没有对称轴.
x=eq \f(π,2)+kπ,k∈Z
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x∈R,且x≠\f(π,2)+kπ,k∈Z))))
在每一个开区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)+kπ,\f(π,2)+kπ))(k∈Z)上都单调递增
(2)函数y=tanωx(ω≠0)的最小正周期是______.
[提醒] (1)虽然正切函数y=tanx在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2)+kπ,\f(π,2)+kπ))(k∈Z)上单调递增,但不能说正切函数在其定义域上单调递增.
(2)正切函数没有单调递减区间,在每一个单调区间内都是递增的,并且每个单调区间均为开区间.
(3)正切函数没有最大值和最小值.
eq \f(π,|ω|)
1.(正切型函数的单调性、周期性、奇偶性)下列函数中同时满足:①在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上单调递增;②最小正周期为2π;③是奇函数的是( )
A.y=tanx
B.y=cosx
C.y=taneq \f(x,2)
D.y=-tanx
2.(正切型函数的定义域)y=eq \r(tanx-1)的定义域为( )
A.2kπ-eq \f(π,4)<x<2kπ(k∈Z)
B.x≤(2k+1)π(k∈Z)
C.kπ-eq \f(π,4)<x≤kπ(k∈Z)
D.kπ+eq \f(π,4)≤x<kπ+eq \f(π,2)(k∈Z)
(-eq \r(3),1)
3.(正切型函数的周期性)f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2x+\f(π,3)))的最小正周期为______.
4.(正切型函数的值域)函数y=tan(π-x),x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,3)))的值域为__________.
eq \f(π,2)
(1)y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)));
(2)y=eq \r(\r(3)-tanx).
解 (1)由x+eq \f(π,4)≠kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),得x≠kπ+eq \f(π,4),k∈Z.
所以函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))的定义域为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠kπ+\f(π,4),k∈Z)))).
(2)由eq \r(3)-tanx≥0,得tanx≤eq \r(3).
结合y=tanx的图象可知,在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上,满足tanx≤eq \r(3)的角x应满足-eq \f(π,2)<x≤eq \f(π,3).
所以函数y=eq \r(\r(3)-tanx)的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2)<x≤kπ+\f(π,3),k∈Z)))).
【感悟提升】求正切型函数定义域的方法
(1)求正切型函数的定义域时,除了求函数定义域的一般要求外,还要保证正切函数y=tanx有意义,即x≠eq \f(π,2)+kπ,k∈Z.而对于构建的三角不等式,常利用三角函数的图象求解.
(2)求正切型函数y=Atan(ωx+φ)(A≠0,ω>0)的定义域时,要将“ωx+φ”视为一个“整体”,令ωx+φ≠kπ+eq \f(π,2),k∈Z,解得x.
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠-4kπ-\f(4π,3),k∈Z))))
【跟踪训练】
1.(1)函数y=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-\f(x,4)))的定义域为________________________.
解析:要使函数有意义,应满足eq \f(π,6)-eq \f(x,4)≠kπ+eq \f(π,2),k∈Z,得x≠-4kπ-eq \f(4π,3),k∈Z,所以函数的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠-4kπ-\f(4π,3),k∈Z)))).
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)+kπ≤x<\f(π,4)+kπ,k∈Z))))
(2)函数y=eq \r(tanx+1)+lg (1-tanx)的定义域为__________________________.
解析:要使函数y=eq \r(tanx+1)+lg (1-tanx)有意义,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(tanx+1≥0,,1-tanx>0,))即-1≤
tanx<1.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上满足上述不等式的x的取值范围是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4))).又因为y=tanx的周期为π,所以函数的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)+kπ≤x<\f(π,4)+kπ,k∈Z)))).
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,5))) INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\例2灰.TIF" \* MERGEFORMAT
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(1)求f(x)=tan的周期.
解 解法一:∵taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,5)+π))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,5))),即taneq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))+\f(π,5)))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,5))),
∴f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,5)))的周期是eq \f(π,2).
解法二:T=eq \f(π,|ω|)=eq \f(π,2).
(2)判断f(x)=sinx+tanx的奇偶性.
解 ∵函数f(x)的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠kπ+\f(π,2),k∈Z)))),关于原点对称,且f(-x)=sin(-x)+tan(-x)=-sinx-tanx=-f(x),∴函数f(x)是奇函数.
【感悟提升】正切型函数周期性、奇偶性问题的解题策略
(1)一般地,函数y=Atan(ωx+φ)的最小正周期为T=eq \f(π,|ω|),常常利用此公式来求周期.
(2)判断函数的奇偶性要先求函数的定义域,判断其定义域是否关于原点对称.若不对称,则该函数无奇偶性,若对称,再判断f(-x)与f(x)的关系.
【跟踪训练】
2.(1)(2024·北京海淀区高一下月考)函数y=tanx+eq \f(1,tanx)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.既不是奇函数又不是偶函数
解析:函数的定义域是eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠\f(1,2)kπ,k∈Z)))),定义域关于原点对称且tan(-x)+eq \f(1,tan(-x))=-tanx-eq \f(1,tanx)=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(tanx+\f(1,tanx))),所以函数y=tanx+eq \f(1,tanx)是奇函数.故选A.
(2)(2024·山西吕梁高一上期末)已知函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2ax-\f(π,6)))(a≠0)的最小正周期为eq \f(π,2),则a的值为________.
解析:因为函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2ax-\f(π,6)))(a≠0)的最小正周期为eq \f(π,2),所以eq \f(π,|2a|)=eq \f(π,2),即a=±1.
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)x+\f(π,4)))
(1)求函数y=tan的单调区间.
解 ∵y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)x+\f(π,4)))=-taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4))),由kπ-eq \f(π,2)<eq \f(1,2)x-eq \f(π,4)<kπ+eq \f(π,2),k∈Z,得2kπ-eq \f(π,2)<x<2kπ+eq \f(3π,2),k∈Z,
∴函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)x+\f(π,4)))的单调递减区间是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(3π,2))),k∈Z,不存在单调递增区间.
(2)比较taneq \f(13π,3)与taneq \f(19π,6)的大小.
解 因为taneq \f(13π,3)=taneq \f(π,3),taneq \f(19π,6)=taneq \f(π,6),
又0<eq \f(π,6)<eq \f(π,3)<eq \f(π,2),y=tanx在eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上单调递增,
所以taneq \f(π,6)<taneq \f(π,3),即taneq \f(19π,6)<taneq \f(13π,3).
【感悟提升】
1.求函数y=Atan(ωx+φ)(A,ω,φ都是常数)的单调区间的方法
(1)若ω>0,可用“整体代换”的思想,令kπ-eq \f(π,2)<ωx+φ<kπ+eq \f(π,2),k∈Z,求得x的取值范围即可.
(2)若ω<0,可利用诱导公式先把x的系数化为正值,再利用“整体代换”的思想,求得x的取值范围即可.
2.运用正切函数的单调性比较大小的方法
(1)运用正切函数的周期性或诱导公式将角化到同一单调区间.
(2)运用单调性比较大小关系.
【跟踪训练】
3.(1)(2024·江苏镇江中学高一上月考)求函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))的单调区间.
解:令kπ-eq \f(π,2)<3x-eq \f(π,3)<kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),
即eq \f(kπ,3)-eq \f(π,18)<x<eq \f(kπ,3)+eq \f(5π,18)(k∈Z),
所以函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))的单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,3)-\f(π,18),\f(kπ,3)+\f(5π,18)))(k∈Z),不存在单调递减区间.
解:因为y=tanx在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(3π,2)))上单调递增,且tan1=tan(π+1),又eq \f(π,2)<2<3<4<π+1<eq \f(3π,2),所以tan2<tan3<tan4<tan1.
[-eq \r(3),+∞)
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3))) INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\例4灰.TIF" \* MERGEFORMAT
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(2024·陕西汉中高一下第二次月考)函数f(x)=tan在eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(5π,18)))上的值域为________________.
解析 由x∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(5π,18))),可得3x-eq \f(π,3)∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,2))),根据正切函数的性质,可得taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))∈[-eq \r(3),+∞),即函数f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))在eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(5π,18)))上的值域为[-eq \r(3),+∞).
【跟踪训练】
4.求函数y=-tan2x+2tanx+5,x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,3)))的值域.
解:令t=tanx.
∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,3))),∴t=tanx∈[-1,eq \r(3)].
∴y=-t2+2t+5=-(t-1)2+6.
∵抛物线开口向下,对称轴为直线t=1,
∴当t=1时,ymax=6.
当t=-1时,ymin=-(-1-1)2+6=2.
∴函数y=-tan2x+2tanx+5,x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,3)))的值域为[2,6].
\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ω>0,0<φ<\f(π,2))) INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\例5灰.TIF" \* MERGEFORMAT
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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eq \f(π,2),且图象关于点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,8),0))对称.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的单调区间及其图象的对称中心;
(3)求不等式-1≤f(x)≤eq \r(3)的解集.
解 (1)由题意,知函数f(x)的最小正周期T=eq \f(π,2),
即eq \f(π,|ω|)=eq \f(π,2).
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Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,8),0))对称,
所以2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,8)))+φ=eq \f(kπ,2),k∈Z,
即φ=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,4),k∈Z.
因为0<φ<eq \f(π,2),所以φ=eq \f(π,4).
故f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4))).
(2)令-eq \f(π,2)+kπ<2x+eq \f(π,4)<eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,
则-eq \f(3π,4)+kπ<2x<kπ+eq \f(π,4),k∈Z,
即-eq \f(3π,8)+eq \f(kπ,2)<x<eq \f(π,8)+eq \f(kπ,2),k∈Z,
所以f(x)的单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3π,8)+\f(kπ,2),\f(π,8)+\f(kπ,2))),k∈Z,无单调递减区间.
令2x+eq \f(π,4)=eq \f(kπ,2),k∈Z,得x=eq \f(kπ,4)-eq \f(π,8),k∈Z,
所以f(x)图象的对称中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,4)-\f(π,8),0)),k∈Z.
(3)由(1),知f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4))).
由-1≤taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))≤eq \r(3),得
-eq \f(π,4)+kπ≤2x+eq \f(π,4)≤eq \f(π,3)+kπ,k∈Z.
解得-eq \f(π,4)+eq \f(kπ,2)≤x≤eq \f(π,24)+eq \f(kπ,2),k∈Z.
所以不等式-1≤f(x)≤eq \r(3)的解集为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)+\f(kπ,2)≤x≤\f(π,24)+\f(kπ,2),k∈Z)))).
解:y=|tanx|=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(tanx,x∈\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ,kπ+\f(π,2)))(k∈Z),,-tanx,x∈\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2),kπ))(k∈Z).))
可作出其图象(如图),由图象知函数y=|tanx|的单调递减区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2),kπ))(k∈Z),单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ,kπ+\f(π,2)))(k∈Z),该函数是偶函数,周期为π.
1.函数y=tanxeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)≤x≤\f(π,4)且x≠0))的值域是( )
A.[-1,1]
B.[-1,0)∪(0,1]
C.(-∞,1]
D.[-1,+∞)
2.(2024·河北唐山一中高一上月考)已知函数y=tan(2x+φ)的图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0)),则φ可以是( )
A.-eq \f(π,6) B.eq \f(π,6) C.-eq \f(π,12)
D.eq \f(π,12)
解析:将点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0))代入到函数y=tan(2x+φ),得taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(π,12)+φ))=0,∴eq \f(π,6)+φ=
kπ(k∈Z),∴φ=-eq \f(π,6)+kπ(k∈Z),当k=0时,φ=-eq \f(π,6).故选A.
3.(多选)已知函数f(x)=tan2x,则下列结论正确的是( )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)的定义域是eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠kπ+\f(π,4),k∈Z))))
C.f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4)))上单调递增
D.f(x)图象的对称中心是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,4),0)),k∈Z
解析:f(x)的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠\f(kπ,2)+\f(π,4),k∈Z)))),B错误;f(-x)=tan(-2x)=-tan2x=-f(x),∴f(x)是奇函数,A正确;令-eq \f(π,2)+kπ<2x<eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,则-eq \f(π,4)+eq \f(kπ,2)<x<eq \f(π,4)+eq \f(kπ,2),k∈Z,故f(x)在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4)))上单调递增,C正确;令2x=eq \f(kπ,2),k∈Z,则x=eq \f(kπ,4),k∈Z,故f(x)图象的对称中心是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,4),0)),k∈Z,D正确.故选ACD.
4.比较大小:taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2π,7)))________taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,5))).
解析:因为y=tanx在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))内是增函数,且-eq \f(π,2)<-eq \f(2π,7)<-eq \f(π,5)<0,所以taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2π,7)))<taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,5))).
eq \f(π,ω)
1.函数y=tan(cosx)的值域是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(2),2),\f(\r(2),2)))
C.[-tan1,tan1]
D.[-1,1]
2.函数f(x)=eq \f(tanx,tan2x-1)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.既不是奇函数也不是偶函数
解析:由tan2x-1≠0,且x≠kπ+eq \f(π,2),k∈Z,得
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(x≠\f(π,4)+kπ且x≠\f(3π,4)+kπ且x≠kπ+\f(π,2),k∈Z)))),其定义域关于原点对称,又f(-x)=eq \f(tan(-x),tan2(-x)-1)=-eq \f(tanx,tan2x-1)=-f(x),所以f(x)是奇函数.
3.下列各式中正确的是( )
A.tan735°>tan800°
B.tan1>-tan2
C.taneq \f(5π,7)<taneq \f(4π,7)
D.taneq \f(9π,8)<taneq \f(π,7)
解析:对于A,tan735°=tan15°,tan800°=tan80°,tan15°<tan80°,所以tan735°<tan800°;对于B,-tan2=tan(π-2),而1<π-2<eq \f(π,2),所以tan1<-tan2;对于C,eq \f(π,2)<eq \f(4π,7)<eq \f(5π,7)<π,taneq \f(4π,7)<taneq \f(5π,7);对于D,taneq \f(9π,8)=taneq \f(π,8)<taneq \f(π,7).
5.(多选)下列函数中,周期为π,且在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))上单调递增的是( )
A.y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))
B.y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))
C.y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))
D.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))
解析:对于A,函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))的周期为π,由-eq \f(π,2)+kπ<x+eq \f(π,6)<eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,解得-eq \f(2π,3)+kπ<x<eq \f(π,3)+kπ,k∈Z,当k=0时,-eq \f(2π,3)<x<eq \f(π,3),所以在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))上单调递增,A符合题意;对于B,函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))的周期为eq \f(π,2),B不符合题意;对于C,函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))的周期为π,由2kπ+π≤2x-eq \f(π,3)≤2kπ+2π,k∈Z,解得kπ+eq \f(2π,3)≤x≤kπ+eq \f(7π,6),k∈Z,当k=-1时,-eq \f(π,3)≤x≤eq \f(π,6),所以在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))上不单调递增,C不符合题意;对于D,函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))的周期为π,由2kπ-eq \f(π,2)≤2x-eq \f(π,6)≤2kπ+eq \f(π,2),k∈Z,解得kπ-eq \f(π,6)≤x≤kπ+eq \f(π,3),k∈Z,当k=0时,-eq \f(π,6)≤x≤eq \f(π,3),所以在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))上单调递增,D符合题意.故选AD.
6.(多选)(2024·福建宁德高一上期末检测)若函数f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3))),则下列关于f(x)的说法正确的是( )
A.最小正周期是π
B.图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),0))对称
C.在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(7π,12)))内单调递增
D.图象关于直线x=eq \f(π,12)对称
解析:因为函数f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3))),所以函数f(x)的最小正周期为eq \f(π,2),A错误;令2x+eq \f(π,3)=eq \f(kπ,2),k∈Z,得x=eq \f(kπ,4)-eq \f(π,6),k∈Z,当k=2时,x=eq \f(π,3),所以函数f(x)的图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),0))对称,B正确;由kπ-eq \f(π,2)<2x+eq \f(π,3)<kπ+eq \f(π,2),k∈Z,解得x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,2)-\f(5π,12),\f(kπ,2)+\f(π,12))),k∈Z,当k=1时,x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(7π,12))),所以函数f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(7π,12)))内单调递增,C正确;因为正切函数的图象不具有对称轴,所以D错误.故选BC.
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2)<x≤2kπ,k∈Z))))
7.函数y=eq \r(-tanx)+eq \r(cosx)的定义域为__________________________.
解析:由题意,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-tanx≥0,,cosx≥0,))所以2kπ-eq \f(π,2)<x≤2kπ,k∈Z,所以函数y=eq \r(-tanx)+eq \r(cosx)的定义域为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\}(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2)<x≤2kπ,k∈Z)))).
8.若x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,4))),则函数y=eq \f(1,cos2x)+2tanx+1的最小值为_____.
解析:y=eq \f(1,cos2x)+2tanx+1=eq \f(cos2x+sin2x,cos2x)+2tanx+1=tan2x+2tanx+2=(tanx+1)2+1,∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,4))),∴tanx∈[-eq \r(3),1].∴当tanx=-1,即x=-eq \f(π,4)时,ymin=1.
9.已知函数f(x)=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-\f(x,4))).
(1)求它的最小正周期和单调递减区间;
(2)试比较f(π)与feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)))的大小.
解:(1)因为f(x)=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-\f(x,4)))
=-3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)-\f(π,6))),
所以T=eq \f(π,ω)=eq \f(π,\f(1,4))=4π.
由kπ-eq \f(π,2)<eq \f(x,4)-eq \f(π,6)<kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),得
4kπ-eq \f(4π,3)<x<4kπ+eq \f(8π,3)(k∈Z).
因为y=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)-\f(π,6)))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4kπ-\f(4π,3),4kπ+\f(8π,3)))(k∈Z)内单调递增,所以f(x)=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-\f(x,4)))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4kπ-\f(4π,3),4kπ+\f(8π,3)))(k∈Z)内单调递减.
故函数的最小正周期为4π,单调递减区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4kπ-\f(4π,3),4kπ+\f(8π,3)))(k∈Z).
(2)f(π)=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-\f(π,4)))
=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,12)))=-3taneq \f(π,12),
feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)))=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-\f(3π,8)))=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,24)))
=-3taneq \f(5π,24),
因为0<eq \f(π,12)<eq \f(5π,24)<eq \f(π,2),且y=tanx在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))内单调递增,所以taneq \f(π,12)<taneq \f(5π,24),
所以f(π)>feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2))).
10.已知函数f(x)=2taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kx-\f(π,3)))的最小正周期T满足1<T<eq \f(3,2),求正整数k的值,并写出f(x)的奇偶性、单调区间.
解:因为1<T<eq \f(3,2),
所以1<eq \f(π,k)<eq \f(3,2),
即eq \f(2π,3)<k<π.
因为k∈N+,
所以k=3,则f(x)=2taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3))),
由3x-eq \f(π,3)≠eq \f(π,2)+kπ,k∈Z得x≠eq \f(5π,18)+eq \f(kπ,3),k∈Z,定义域不关于原点对称,
所以f(x)=2taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))是非奇非偶函数.
由-eq \f(π,2)+kπ<3x-eq \f(π,3)<eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,得
-eq \f(π,18)+eq \f(kπ,3)<x<eq \f(5π,18)+eq \f(kπ,3),k∈Z.
所以f(x)=2taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))的单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,18)+\f(kπ,3),\f(5π,18)+\f(kπ,3))),k∈Z,无单调递减区间.
11.方程taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))=eq \r(3)在区间[0,π)上的解的个数是( )
A.2
B.3
C.4
D.5
解析:∵taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,3)))=eq \r(3),∴3x-eq \f(π,3)=eq \f(π,3)+kπ,k∈Z,x=eq \f(2π,9)+eq \f(kπ,3),k∈Z.由k=0,k=1,k=2,求得方程在区间[0,π)上的解为eq \f(2π,9),eq \f(5π,9),eq \f(8π,9),共3个.
12.(多选)(2024·四川泸州高一上期末)已知函数f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx-\f(π,6)))(ω>0),则下列说法正确的是( )
A.若f(x)的最小正周期是2π,则ω=eq \f(1,2)
B.当ω=1时,f(x)图象的对称中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ+\f(π,6),0))(k∈Z)
C.当ω=2时,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,12)))<feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,5)))
D.若f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),π))内单调递增,则0<ω≤eq \f(2,3)
解析:对于A,若f(x)的最小正周期是2π,则eq \f(π,ω)=2π,解得ω=eq \f(1,2),故A正确;对于B,当ω=1时,f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6))),令x-eq \f(π,6)=eq \f(kπ,2),k∈Z,解得x=eq \f(π,6)+eq \f(kπ,2),k∈Z,所以函数f(x)图象的对称中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(kπ,2)+\f(π,6),0))(k∈Z),故B错误;对于C,当ω=2时,f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))),则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,12)))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(10π,30))),feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,5)))=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(11π,30))),由于y=tanx在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))内单调递增,所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,12)))>feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,5))),故C错误;对于D,令-eq \f(π,2)+kπ<ωx-eq \f(π,6)<eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,解得-eq \f(π,3ω)+eq \f(kπ,ω)<x<eq \f(2π,3ω)+eq \f(kπ,ω),k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3ω)+\f(kπ,ω),\f(2π,3ω)+\f(kπ,ω))),k∈Z,因为f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),π))内单调递增,所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3ω)+\f(kπ,ω)≤\f(π,3),,\f(2π,3ω)+\f(kπ,ω)≥π,))解得-1+3k≤ω≤eq \f(2,3)+k,k∈Z,又最小正周期T=eq \f(π,ω)≥π-eq \f(π,3)=eq \f(2π,3),即ω≤eq \f(3,2),所以eq \f(2,3)+k≤eq \f(3,2),k∈Z,即k≤eq \f(5,6),k∈Z,又因为ω>0,所以取k=0,得0<ω≤eq \f(2,3),故D正确.故选AD.
eq \f(\r(3)π,2)
解析:函数y=2cosx(x∈[0,π])和函数y=3tanx的图象交于A,B两点,O为坐标原点,由2cosx=3tanx可得2cos2x=3sinx,即2sin2x+3sinx-2=0,求得sinx=eq \f(1,2)或sinx=-2(舍去),又x∈[0,π],∴x=eq \f(π,6)或x=eq \f(5π,6).
∴Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\r(3))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6),-\r(3))),画出图象如图所示.根据函数图象的对称性可得AB的中点Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),0)),∴△OAB的面积=△OAC的面积+△OCB的面积=eq \f(1,2)·OC·|yA|+eq \f(1,2)·OC·|yB|=eq \f(1,2)·OC·|yA-yB|=eq \f(1,2)·eq \f(π,2)·2eq \r(3)=eq \f(\r(3)π,2).
14.若函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-ax))(a∈Z)在x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,8),\f(5π,8)))内单调递增,则a的值为______.
解析:设u=eq \f(π,4)-ax,∵y=tanu在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2),kπ+\f(π,2)))(k∈Z)内为增函数,
∴a<0.又x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,8),\f(5π,8))),∴-ax∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(aπ,8),-\f(5aπ,8))),∴eq \f(π,4)-ax∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-\f(aπ,8),\f(π,4)-\f(5aπ,8))),∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,2)≤\f(π,4)-\f(aπ,8)(k∈Z),,kπ+\f(π,2)≥\f(π,4)-\f(5aπ,8)(k∈Z),))解得-eq \f(2,5)-eq \f(8k,5)≤a≤6-8k(k∈Z).由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-\f(2,5)-\f(8k,5)≤6-8k,,-\f(2,5)-\f(8k,5)≤-1,))解得eq \f(3,8)≤k≤1,又k∈Z,∴k=1,此时-2≤a≤-2,∴a=-2.
15.已知函数f(x)=Atan(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的图象与x轴相交的两相邻点的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),0))和eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6),0)),且过点(0,-3).
(1)求f(x)的解析式;
(2)求不等式f(x)≥eq \r(3)的解集.
解:(1)由题意可得f(x)的周期为T=eq \f(5π,6)-eq \f(π,6)=eq \f(2π,3)=eq \f(π,ω),所以ω=eq \f(3,2),
得f(x)=Ataneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)x+φ)).
因为它的图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),0)),
所以taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)·\f(π,6)+φ))=0,
即taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)+φ))=0,
所以eq \f(π,4)+φ=kπ(k∈Z),
得φ=kπ-eq \f(π,4),k∈Z,
又|φ|<eq \f(π,2),所以φ=-eq \f(π,4),
于是f(x)=Ataneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)x-\f(π,4))),
又它的图象过点(0,-3),
所以Ataneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)))=-3,得A=3.
所以f(x)=3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)x-\f(π,4))).
(2)由3taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)x-\f(π,4)))≥eq \r(3),得taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)x-\f(π,4)))≥eq \f(\r(3),3),
则kπ+eq \f(π,6)≤eq \f(3,2)x-eq \f(π,4)<kπ+eq \f(π,2),k∈Z,
解得eq \f(2kπ,3)+eq \f(5π,18)≤x<eq \f(2kπ,3)+eq \f(π,2),k∈Z,
所以不等式f(x)≥eq \r(3)的解集是eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2kπ,3)+\f(5π,18),\f(2kπ,3)+\f(π,2)))(k∈Z).
$$