内容正文:
专题08 正切函数的图象和性质
8种常考压轴题归类
知识点01 正切函数的定义
对于任意一个角x,只要,就有 唯一确定的正切值tan x与之对应,因此y=tan x是一个函数,称为正切函数.
知识点02 正切函数的性质
定义域、
值域
定义域为, 值域为 R
奇偶性
奇函数
周期
π
单调性
单调增区间(k∈Z)
零点
kπ,k∈Z
【解读】(1)正切曲线在x轴上方的部分下凸,在x轴下方的部分上凸,画图时,要注意曲线的光滑性及凸凹性.
(2)正切曲线是被与y轴平行的一系列直线x=+kπ,k∈Z所隔开的无穷多支形状相同的曲线组成的.这一系列直线也称为正切曲线的渐近线,即无限接近但不相交.
(3)正切曲线是中心对称图形,其对称中心为,k∈Z.
(4)正切曲线没有对称轴,但有无数条渐近线,渐近线方程为x=kπ+,k∈Z.
知识点03 正切函数的图像
(1)正切函数的图像
y=tan x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且与y轴平行的直线隔开的无穷多支曲线所组成.
压轴题型一:求正切函数的定义域
满分技法
正切函数 的定义域是 。对于形如 的函数,令 ,解出 的取值范围就是其义域。
注意要点:要准确找出使正切函数无定义的点,即 的解,同时要注意
1.(2025高一·全国月考)函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
2.(2025高一·陕西渭南·期中)函数的定义域为
A. B.
C. D.
3.(2025高一·湖北·期末)已知函数 的定义域为[-1,1],则函数 的定义域为( )
A. B.
C. D.
4.(2025高一·河南安阳月考)函数的定义域为
A. B.
C. D.
压轴题型二:正切函数的值域与最值
满分技法
正切函数的值域是,无最值。若函数为的形式,由于的值域是,所以可根据正切函数在该区间的单调性来确定值域。
注意要点:明确正切函数本身的取值范围是全体实数,在给定区间求值域时,要先判断该区间内正切函数的单调性
5.(2025高一·江苏泰州月考)下列函数的最小值为2的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025高三·云南昆明月考)已知函数的值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(2025高一·江苏南通·期中)已知,恒成立,则实数的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.4
8.(2004·广东)当时,函数的最小值是
A. B. C. D.4
9.(2025高一·全国月考)(1)函数的定义域是 .
(2)函数的值域为 .
10.(2025高一·全国月考)已知函数,,则其值域为 .
11.(2025高一·上海月考)设,若函数在区间上的最大值为,则 .
压轴题型三:正切函数的周期性
满分技法
函数的最小正周期。可根据周期的定义,通过计算来验证周期
注意要点:牢记正切函数周期的计算公式,对于复杂的函数形式,要正确提取出的值,同时注意绝对值的应用。
12.(2025·陕西渭南·模拟预测)下列函数中,最小正周期为,且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
13.(2025高一·河南·期末)若函数的最小正周期为,且函数在区间上单调递增,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
14.(2025高一·云南昆明·期末)已知函数,则下列结论中正确的有( )
A.的最小正周期为 B.的值域为
C.点是图象的一个对称中心 D.不等式的解集为
15.(2025高一·重庆·期末)若函数的最小正周期为,则常数 .
压轴题型四:正切函数的奇偶性
满分技法
判断正切函数的奇偶性,可根据来判断即函数图像关于原点对称。对于
,若,则函数为奇函数;若,则函数非奇非偶。
注意要点:先判断函数定义域是否关于原点对称,这是判断奇偶性的前提。然后根据正切函数的奇偶性性质及的值来准确判断函数的奇偶性.
16.(2025高一·云南曲靖·期末)已知为偶函数,则下列函数一定是偶函数的是( )
A. B. C. D.
17.(2025高一·四川眉山月考)已知,且,则
18.(2025高一·上海虹口·期中)对于函数,其中.若,则 .
压轴题型五:正切函数的对称性
满分技法
正切函数的对称中心是。对于,令,解出
的值,就得到函数的对称中心横坐标纵坐标为。
注意要点:不要混淆正切函数的对称中心与对称轴,正切函数不存在对称轴。同时要准确求解,得到正确的对称中心的坐标.
19.(2025高三·福建月考)已知函数的图象关于点 对称,则的单调递增区间为 .
20.(2025高三·内蒙古呼和浩特月考)函数的对称中心为 .
21.(2025高一·河南许昌月考)已知函数,的部分图象如图,则 .
22.(2025高一·上海·期中)若函数,,则和在的所有公共点的横坐标的和为 .
23.(2024·全国·模拟预测)“函数的图象关于中心对称”是“”的 条件.
24.(2025高一·陕西宝鸡·期末)已知函数,则的对称中心为 .
压轴题型六:正切函数的单调性
满分技法
正切函数在上单调递增。对于y,当时,令
,解出的范围就是单调递增区间;当时,先用诱导公式将化为正值再求单调区间
注意要点:注意的正负对单调性的影响,以及单调区间的表示要准确,不能写成并集形式,因为正切函数在整个定义域内不是连续单调递增的。
25.(2025高一·北京丰台·期末)已知命题若为第一象限角,且,则.能说明为假命题的一个的值为 .
26.(2024高三·全国月考)函数且在区间上单调递减,则函数在上的最大值与最小值的和为 .
27.(2024高三·全国月考)已知函数的部分图象如图所示,其中,则 ;函数在不单调,则的取值范围为 .
28.(2025高一·全国月考)若命题“对任意,函数的值恒小于”为假命题,则的取值范围为 .
29.(2025高一·江西宜春月考)已知函数满足,且当时,,则( )
A. B.
C. D.
30.(2025高二·云南曲靖·期中)已知函数,下列说法正确的是( )
A.函数最小正周期为
B.定义域为
C.函数图象所有对称中心为,
D.函数的单调递增区间为,
压轴题型七:正切函数的图像及应用
满分技法
作正切函数图像常用“三点两线法”,三点是,,两线是直线为渐近线.对于,可通过平移可根据图像解决方程、不等式等问题如求的解,可通过观察图像与直线的交点来确定。
注意要点:要掌握正切函数图像的特征,包括渐近线、周期、单调性等。在进行图像变换时,要按照先伸缩后平移的顺序进行,并且注意变换的单位和方向。
31.(2025高一·广东深圳·期末)已知函数,则在下列区间中,函数一定有零点的是( )
A. B. C. D.
32.(2025·四川成都·模拟预测)已知函数若方程在上恰有4个不同实根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
33.(2025高一·陕西榆林月考)当,函数的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
34.(2025高三·四川成都·期中)关于的方程在上有( )个实数根.
A.1 B.2 C.3 D.4
35.(2025高二·湖南长沙·期中)已知函数满足,若函数在上的零点为,则( )
A. B. C. D.
36.(2025高三·福建漳州月考)已知函数,若方程在区间上恰有3个实数根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
压轴题型八:正切函数图象与性质的综合应用
满分技法
综合运用正切函数的定义域、值域、周期性、奇偶性、单调性和对称性等性质来解决问题。例如,在求
解函数的最值、单调区间、对称轴(对称中心)等问题时,要结合各种性质进行分析;在解决与其他函数的综合问题时,要通过联立方程、分析函数图象的交点等方法来求解。
注意要点:对正切函数的各种性质要熟练掌握,能够灵活运用。在综合问题中要仔细分析题目条件,找准切入点,将问题转化为熟悉的正切函数性质问题来解决
37.【多选】(2025·新疆喀什·模拟预测)余切函数是三角函数的一种,表示为,余切函数与正切函数关系密切,它们之间的关系为.已知函数,则( )
A.的定义域为
B.图象的对称中心为
C.的单调递减区间为
D.与的图象关于直线对称
38.【多选】(2025·江西新余·模拟预测)已知函数在某段区间内的大致图像如图,则下列说法正确的是:( ).
A.,
B.的单调区间为:
C.在区间上有且仅有2个零点
D.先保持纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,再向左平移1个单位后是奇函数
39.【多选】(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知函数,则( )
A.
B.的最小正周期为
C.图象的对称中心为
D.不等式的解集为
40.【多选】(2025·广东佛山·模拟预测)已知函数的部分图象如图所示,其最小正周期为T,则( )
A. B.
C.的一个单调递增区间为 D.为奇函数
41.【多选】(2025高三·河南周口·期末)已知函数,则( )
A.的定义域为
B.图象的对称中心为
C.的单调递减区间为
D.将的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象
一、单选题
1.(24-25高一上·吉林·期末)下列函数中,在定义域内既是单调函数,又是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一上·山东菏泽·阶段练习)下列函数中,既是周期函数又是偶函数的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·江苏宿迁·期末)已知函数,若在区间上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三下·广东·开学考试)已知函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
5.(2025·广东·一模)已知函数的周期为,且在上单调递增,则可以是( )
A. B. C. D.
6.(2020·河北张家口·二模)若函数的部分图象如图所示,则函数可能为( )
A. B.
C. D.
7.(2021高一下·上海·专题练习)下列各命题中正确命题个数为( )
①函数在第一象限内是严格增函数;
②函数的最小正周期是;
③函数在上是奇函数;
④正切函数是严格增函数.
A.0 B.1 C.2 D.3
8.(2023·安徽马鞍山·一模)已知函数(,)的图象经过点,若函数在区间内恰有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
9.(2024·全国·模拟预测)下列关于函数的四个结论中错误的是( )
A.的图象关于原点对称 B.的图象关于点对称
C.的图象关于直线对称 D.在区间上单调递增
二、多选题
10.(24-25高三下·河南信阳·开学考试)已知函数,函数,则( )
A.与有相同的对称中心
B.与有相同的周期
C.与在上有2个交点
D.函数在的值域为
11.(24-25高一下·四川资阳·阶段练习)对于函数给出下列四个结论,其中正确的是( )
A.函数的图象关于原点对称
B.函数的定义域为
C.函数在上的最大值为
D.函数的最小正周期为
12.(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)已知函数的部分图象如图所示(分隔直线右侧函数的零点为),则下列说法正确的是( )
A.函数的最小正周期为 B.
C. D.函数在上单调递增
13.(24-25高一下·陕西·阶段练习)下列函数中最小正周期为,且在区间上单调递减的有( )
A. B.
C. D.
三、填空题
14.(24-25高一上·陕西西安·期末)已知函数的图象经过点,若函数在区间上恰有2个零点,则的取值范围为 .
15.(23-24高三上·湖北武汉·期末)若命题“,”是假命题,则实数的取值范围是 .
16.(24-25高一上·天津滨海新·期末)的定义域为 ;若,则 .
17.(2025高三上·北京·专题练习)若在区间上是增函数,则的最大值是 .
18.(22-23高一下·广东佛山·阶段练习)已知函数图象上相邻两个对称中心的距离为,且,则函数的图象与函数(,且)的图象所有交点的横坐标之和为
19.(24-25高一上·云南曲靖·期末)已知函数关于点中心对称,则 .
四、解答题
20.(23-24高一下·安徽铜陵·期中)已知函数()的最小正周期为.
(1)求的单调递增区间;
(2)若,,求.
21.(24-25高一上·安徽淮北·期末)设函数.
(1)求函数的定义域;
(2)求函数的单调递增区间;
(3)求不等式的解集.
22.(22-23高一·全国·课后作业)已知函数,其中,(,),的部分图像如下图.
(1)求,,的值;
(2)求的单调增区间,
23.(23-24高一下·河南·阶段练习)函数,已知函数的图象与x轴相邻两个交点的距离为,且图象关于点对称.
(1)求的单调区间;
(2)求不等式的解集.
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专题08 正切函数的图象和性质
8种常考压轴题归类
知识点01 正切函数的定义
对于任意一个角x,只要,就有 唯一确定的正切值tan x与之对应,因此y=tan x是一个函数,称为正切函数.
知识点02 正切函数的性质
定义域、
值域
定义域为, 值域为 R
奇偶性
奇函数
周期
π
单调性
单调增区间(k∈Z)
零点
kπ,k∈Z
【解读】(1)正切曲线在x轴上方的部分下凸,在x轴下方的部分上凸,画图时,要注意曲线的光滑性及凸凹性.
(2)正切曲线是被与y轴平行的一系列直线x=+kπ,k∈Z所隔开的无穷多支形状相同的曲线组成的.这一系列直线也称为正切曲线的渐近线,即无限接近但不相交.
(3)正切曲线是中心对称图形,其对称中心为,k∈Z.
(4)正切曲线没有对称轴,但有无数条渐近线,渐近线方程为x=kπ+,k∈Z.
知识点03 正切函数的图像
(1)正切函数的图像
y=tan x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且与y轴平行的直线隔开的无穷多支曲线所组成.
压轴题型一:求正切函数的定义域
√满分技法
正切函数 的定义域是 。对于形如 的函数,令 ,解出 的取值范围就是其义域。
注意要点:要准确找出使正切函数无定义的点,即 的解,同时要注意
1.(2025高一·全国月考)函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据对数式中真数大于零,列出不等式,从而求解.
【解析】由题意得,
即,
所以,,
所以,,故B项正确.
故选:B.
2.(2025高一·陕西渭南·期中)函数的定义域为
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据正切函数的定义域可知,化简即可求出.
【解析】因为,
所以
故函数的定义域为 ,选D.
【点睛】本题主要考查了正切型函数的定义域,属于中档题.
3.(2025高一·湖北·期末)已知函数 的定义域为[-1,1],则函数 的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】分别考虑和对取值的要求,取它们的交集得到函数的定义域.
【解析】已知函数的定义域为,对于,则有.
解得.
因为函数的定义域为,所以对于,有.
正切函数的周期是,在上单调递增,且,.
所以,.
解不等式,可得,即。;
解不等式,可得.
当时,;当时,.
综合前面两步,取与和的公共部分.
与的公共部分为;与的公共部分为.
所以函数的定义域为.
故选:B.
4.(2025高一·河南安阳月考)函数的定义域为
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题是考察复合函数定义域,既要考虑到三角函数的取值范围,也要考虑到带根号的式子的取值范围.
【解析】由题可知,,
,,
,
.
【点睛】在解决求复合函数定义域问题的时候,要考虑到所有组合而成的基本函数的定义域以及相关的性质问题.
压轴题型二:正切函数的值域与最值
√满分技法
正切函数的值域是,无最值。若函数为的形式,由于的值域是,所以可根据正切函数在该区间的单调性来确定值域。
注意要点:明确正切函数本身的取值范围是全体实数,在给定区间求值域时,要先判断该区间内正切函数的单调性
5.(2025高一·江苏泰州月考)下列函数的最小值为2的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由基本不等式性质结合三角函数性质、二次根式性质和对勾函数性质即可逐项计算求解判断.
【解析】对于A,当时,,当且仅当即时等号成立,
当时,,
当且仅当即时等号成立.故A不符合;
对于B,因为,所以,
所以,当且仅当即时等号成立,
但,所以,故B不符合;
对于C,因为,函数在上单调递增,
所以,故C不符合;
对于D,因为,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立,故D符合.
故选:D.
6.(2025高三·云南昆明月考)已知函数的值域为,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先根据题意得到在为增函数,,再根据当时,求解即可.
【解析】当时,,
,
所以在为增函数,.
当时,,
因为函数的值域为,所以.
故选:C
7.(2025高一·江苏南通·期中)已知,恒成立,则实数的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】C
【分析】利用正切函数的性质求出的范围,再利用和角的正切及二倍角的正切公式化简并分离参数,借助对勾函数性质求出范围即得.
【解析】当时,,则,
于是,而,令,
函数在上单调递减,因此,即
依题意,,所以实数的最大值为2.
故选:C
【点睛】结论点睛:函数的定义区间为,
①若,总有成立,则;②若,总有成立,则;
③若,使得成立,则;④若,使得成立,则.
8.(2004·广东)当时,函数的最小值是
A. B. C. D.4
【答案】D
【分析】分子与分母同除以,得利用二次函数求最值即可解答
【解析】分子与分母同除以,得,
时,的最大值为
综上,的最小值为4
故选D
【点睛】本题考查同角三角函数基本关系,考查二次函数求最值,注意公式的合理运用,是基础题
9.(2025高一·全国月考)(1)函数的定义域是 .
(2)函数的值域为 .
【答案】
【分析】(1)由被开方数非负建立不等式,再结合正切函数图象可解;
(2)令,换元法转化为求二次函数值域即可.
【解析】(1)要使有意义,
则,解得,
解得.
故函数的定义域是;
(2)设,则,
当时,.
所以的值域是.
故答案为:;.
10.(2025高一·全国月考)已知函数,,则其值域为 .
【答案】
【分析】令,将原函数转化为关于t的二次函数,求出二次函数值域即得.
【解析】令,,显然在上单调递增,因此,,
则原函数化为:,而在上单调递增,
于是当,即时,,当,即时,,
所以原函数的值域为.
故答案为:
11.(2025高一·上海月考)设,若函数在区间上的最大值为,则 .
【答案】/
【分析】由可求得,分析函数在上的单调性,结合可得出关于的等式,解之即可.
【解析】因为,当时,,且,
所以,函数函数在区间上单调递增,且,
故,解得.
故答案为:.
压轴题型三:正切函数的周期性
√满分技法
函数的最小正周期。可根据周期的定义,通过计算来验证周期
注意要点:牢记正切函数周期的计算公式,对于复杂的函数形式,要正确提取出的值,同时注意绝对值的应用。
12.(2025·陕西渭南·模拟预测)下列函数中,最小正周期为,且在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦函数、余弦函数、正切函数的周期性与单调性判断.
【解析】选项A中,选项B中,选项C中,选项D中,排除AB,
时,,递减,则递增,
时,,递增,则递减,
故选:C.
13.(2025高一·河南·期末)若函数的最小正周期为,且函数在区间上单调递增,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先由函数的周期性求得解析式,进而求得其增区间,再由在区间上单调递增求解.
【解析】解:由题意知,解得,所以,
令,,解得,,
当时,可得在上单调递增,
又函数在区间上单调递增,所以,
即m的取值范围是.
故选:B
14.(2025高一·云南昆明·期末)已知函数,则下列结论中正确的有( )
A.的最小正周期为 B.的值域为
C.点是图象的一个对称中心 D.不等式的解集为
【答案】D
【分析】把函数用分段函数表示,再作出的图象,观察图象即可判断选项A,B,C,解不等式即可判断选项D而作答.
【解析】,
作出的图象,如图,观察图象,
对于A, 的最小正周期为,故A错误;
对于B,的值域为,B错误;
对于C,的图象没有对称中心,C错误;
对于D,不等式,
即时,得,
解得,
所以的解集为,故D正确.
故选:D.
15.(2025高一·重庆·期末)若函数的最小正周期为,则常数 .
【答案】/0.5
【分析】直接利用三角函数的周期公式求解即可.
【解析】因为函数的最小正周期为,所以,又因为,解得.
故答案为:.
压轴题型四:正切函数的奇偶性
√满分技法
判断正切函数的奇偶性,可根据来判断即函数图像关于原点对称。对于
,若,则函数为奇函数;若,则函数非奇非偶。
注意要点:先判断函数定义域是否关于原点对称,这是判断奇偶性的前提。然后根据正切函数的奇偶性性质及的值来准确判断函数的奇偶性.
16.(2025高一·云南曲靖·期末)已知为偶函数,则下列函数一定是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由条件,结合偶函数定义逐项判定可得结论.
【解析】因为为偶函数,所以,设函数的定义域为,
所以函数,,的定义域为,定义域关于原点对称,
设,则,
所以函数为奇函数,A错误;
设,则,
所以函数为偶函数,C正确;
设,则,故,,
故,不是偶函数,D错误;
设,函数的定义域为,定义域关于原点对称,
,是奇函数,B错误;
故选:C.
17.(2025高一·四川眉山月考)已知,且,则
【答案】
【分析】根据题意可证,令运算求解即可.
【解析】由题意可知:的定义域为,关于原点对称,
且
,
即,
显然,则,
即,解得.
故答案为:.
18.(2025高一·上海虹口·期中)对于函数,其中.若,则 .
【答案】
【分析】代入计算得到,再计算,得到答案.
【解析】,故,
.
故答案为:
压轴题型五:正切函数的对称性
√满分技法
正切函数的对称中心是。对于,令,解出
的值,就得到函数的对称中心横坐标纵坐标为。
注意要点:不要混淆正切函数的对称中心与对称轴,正切函数不存在对称轴。同时要准确求解,得到正确的对称中心的坐标.
19.(2025高三·福建月考)已知函数的图象关于点 对称,则的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】由对称中心求得,再通过正切函数的单调区间整体代换即可.
【解析】令,
可得:,结合,
令,可得,得,解得,
再令,可得,
所以的单调递增区间为,
故答案为:.
20.(2025高三·内蒙古呼和浩特月考)函数的对称中心为 .
【答案】
【分析】由正切函数的性质,令求,即可写出其对称中心.
【解析】由正切函数性质,令,可得.
函数的对称中心为.
故答案为:.
21.(2025高一·河南许昌月考)已知函数,的部分图象如图,则 .
【答案】
【分析】先求出周期,从而可得,根据可求得,最后由可得A,即可得的解析式和.
【解析】由题意可知:的最小正周期,
且,可得,
又因为,
且,则,
可得,即,
且,即,
可得,
所以.
故答案为:.
22.(2025高一·上海·期中)若函数,,则和在的所有公共点的横坐标的和为 .
【答案】
【分析】由正切和正弦函数的性质可知两函数的交点关于对称,作出图象,结合图象即可得出答案.
【解析】因为的对称中心为,,
的对称中心为,,
所以两函数的交点也关于对称,,
又因为函数,的最小正周期为,
作出两函数的在的图象,如下图,
由此可得两函数图象共6个交点,设这6个交点的横坐标依次为,
且,
其中关于对称,,关于对称,,
所以.
故答案为:.
23.(2024·全国·模拟预测)“函数的图象关于中心对称”是“”的 条件.
【答案】充分必要
【分析】先由函数的图象关于中心对称求得的值,再解方程求得的值,进而得到二者间的逻辑关系.
【解析】函数图象的对称中心为,
所以由“函数y=tanx的图象关于(x0,0)中心对称”等价于“”.
因为等价于,即.
所以“函数的图象关于中心对称”是“”的是充分必要条件.
故答案为:充分必要
24.(2025高一·陕西宝鸡·期末)已知函数,则的对称中心为 .
【答案】
【分析】根据正切函数的对称中心公式,结合整体法即可求解.
【解析】
,
所以的对称中心为,
所以的对称中心为.
故答案为:.
压轴题型六:正切函数的单调性
√满分技法
正切函数在上单调递增。对于y,当时,令
,解出的范围就是单调递增区间;当时,先用诱导公式将化为正值再求单调区间
注意要点:注意的正负对单调性的影响,以及单调区间的表示要准确,不能写成并集形式,因为正切函数在整个定义域内不是连续单调递增的。
25.(2025高一·北京丰台·期末)已知命题若为第一象限角,且,则.能说明为假命题的一个的值为 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据正切函数的单调性、周期性及任意角的定义求解即可.
【解析】因为在上单调递增,若,则,
又为第一象限角,
取,
则,由为假命题,则,
令,,则,满足题意.
故答案为:(答案不唯一).
26.(2024高三·全国月考)函数且在区间上单调递减,则函数在上的最大值与最小值的和为 .
【答案】
【分析】先根据函数单调性得出或,再分情况检验得出,再应用余弦函数性质求出最值即可.
【解析】设的最小正周期为,则,则.
因为且在上单调递减,
而函数在上单调递增,
所以,又,所以或.
①当时,,
即,符合题意;
②当时,,
结合正切函数图象可知,则函数在上不单调,不符合题意.
故,所以,
则,
当时,,
所以,,所以.
故答案为:.
27.(2024高三·全国月考)已知函数的部分图象如图所示,其中,则 ;函数在不单调,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据函数周期可得,代入点可得;根据解析式,分和两种情况,去绝对值化简函数解析式,结合正切函数单调性分析求解即可.
【解析】由可知函数的最小正周期,解得,
又,故.
由图象得,且,则;
所以,
当时,,,
则,
当时,,,
则,
要使其不单调,只需,解得,
的取值范围是.
故答案为:;.
28.(2025高一·全国月考)若命题“对任意,函数的值恒小于”为假命题,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】将问题转化为存在量词命题为真,进而借助单调性求出最大值即可.
【解析】依题意,,函数的值不小于,
而正弦函数和正切函数在区间上都单调递增,
则函数在上单调递增,当时,,则,
所以的取值范围为.
故答案为:
29.(2025高一·江西宜春月考)已知函数满足,且当时,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由条件可得,,判断函数在上的单调性,结合单调性判断,,的大小,由此可得结论.
【解析】因为,
所以,,
因为函数,在上都单调递增,
所以函数在上单调递增,
又,
所以,
所以,
故选:D.
30.(2025高二·云南曲靖·期中)已知函数,下列说法正确的是( )
A.函数最小正周期为
B.定义域为
C.函数图象所有对称中心为,
D.函数的单调递增区间为,
【答案】D
【分析】利用周期公式计算可得A错误,由正切函数定义域可判断B错误,根据对称中心方程可得C错误,再由正切函数单调性计算可得D正确.
【解析】对于A,由可得,所以函数最小正周期为,即A错误;
对于B,由正切函数定义域可得,解得;
可得的定义域为,即B错误;
对于C,利用对称中心方程可得,解得,
因此函数图象所有对称中心为,,可知C错误;
对于D,根据正切函数单调性可得,
解得,
所以函数的单调递增区间为,可得D正确.
故选:D
压轴题型七:正切函数的图像及应用
√满分技法
作正切函数图像常用“三点两线法”,三点是,,两线是直线为渐近线.对于,可通过平移可根据图像解决方程、不等式等问题如求的解,可通过观察图像与直线的交点来确定。
注意要点:要掌握正切函数图像的特征,包括渐近线、周期、单调性等。在进行图像变换时,要按照先伸缩后平移的顺序进行,并且注意变换的单位和方向。
31.(2025高一·广东深圳·期末)已知函数,则在下列区间中,函数一定有零点的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据函数图象及零点存在定理判断即可.
【解析】在同一坐标系内,作,图象,如图,
由图象可排除AB选项,
又,
,
,
所以由零点存在定理及图象可知,函数在上无零点,在上有零点,
所以C错误,D正确.
故选:D
【点睛】关键点点睛:结合函数图象可判断函数只有一个零点,再由零点存在定理判断零点所在区间.
32.(2025·四川成都·模拟预测)已知函数若方程在上恰有4个不同实根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】解出方程的根,然后结合根的个数列不等式求解即可.
【解析】因为函数
所以当时,方程可化为,解得,
则当时,
当时,方程可化为,
解得,
则当时,
因为方程在上恰有4个不同实根,
所以这4个不同实根为,则.
故选:A
33.(2025高一·陕西榆林月考)当,函数的零点个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据题意作出,在同一坐标系下的图象求得交点个数可得.
【解析】由,得,
作出,,的图象,
由图可知,两函数的图象的交点有4个,
则曲线在上的零点个数为4.
故选:B.
34.(2025高三·四川成都·期中)关于的方程在上有( )个实数根.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】将方程化为,令,,利用数形结合法求解.
【解析】解:当时,,原方程化为.
令,,
则原方程的解的个数即为函数与的图象在上的交点个数.
作出函数和的大致图象如图,
则在上单调递增,,,,
由图可知函数和在上有3个交点,
即原方程在上有3个实数根.
故选:C.
35.(2025高二·湖南长沙·期中)已知函数满足,若函数在上的零点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由方程组法求得,判断其奇偶性,再结合函数图形即可判断.
【解析】由,可得,
解得,易知为奇函数,故的图象关于原点对称,
则函数在上的图急关于原点对称,
故函数在上的零点也关于原点对称,和为0,
在上的零点和即为上的零点和,
令,得,
作出和在同一坐标系中的图象,可知在内的零点有,
故零点之和为
故选:B
36.(2025高三·福建漳州月考)已知函数,若方程在区间上恰有3个实数根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】借助正切型函数的图象性质计算即可得.
【解析】当时,,
则由题意可得在上有3个实数根,
即可得,
解得,即的取值范围是.
故选:C.
压轴题型八:正切函数图象与性质的综合应用
√满分技法
综合运用正切函数的定义域、值域、周期性、奇偶性、单调性和对称性等性质来解决问题。例如,在求
解函数的最值、单调区间、对称轴(对称中心)等问题时,要结合各种性质进行分析;在解决与其他函数的综合问题时,要通过联立方程、分析函数图象的交点等方法来求解。
注意要点:对正切函数的各种性质要熟练掌握,能够灵活运用。在综合问题中要仔细分析题目条件,找准切入点,将问题转化为熟悉的正切函数性质问题来解决
37.【多选】(2025·新疆喀什·模拟预测)余切函数是三角函数的一种,表示为,余切函数与正切函数关系密切,它们之间的关系为.已知函数,则( )
A.的定义域为
B.图象的对称中心为
C.的单调递减区间为
D.与的图象关于直线对称
【答案】BCD
【分析】根据诱导公式可得,即可利用正切函数的性质,结合选项逐一求解.
【解析】由于,
故定义域满足,故,解得,故A错误,
对于B,,令,所以,故对称中心为,B正确,
对于C, ,令,解得,故C正确,
对于D, ,则,所以与的图象关于直线对称,D正确,
故选:BCD
38.【多选】(2025·江西新余·模拟预测)已知函数在某段区间内的大致图像如图,则下列说法正确的是:( ).
A.,
B.的单调区间为:
C.在区间上有且仅有2个零点
D.先保持纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,再向左平移1个单位后是奇函数
【答案】BC
【分析】根据图形求出判定A;设,求出单调区间判定B;通过图像法求解判定C;.图象变换后得到不是奇函数判定D.
【解析】对于A,,故 ,上两点有对称中心 ,故有渐近线,所以,由于不影响的取值,不妨令其为0,而,所以,,A错误.
对于 B,不妨设,,B正确.
对于C,x轴以下的图象翻折上去,作出的图像,与直线有2个交点,C正确.
对于D,变换后:不是奇函数,D错误,
故选:BC.
39.【多选】(2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知函数,则( )
A.
B.的最小正周期为
C.图象的对称中心为
D.不等式的解集为
【答案】ACD
【分析】直接代入计算可判断A;根据正切函数周期性可判断B;根据正切函数的对称性,整体代入求解可判断C;利用正切函数单调性解表示可判断D.
【解析】对A,,A正确;
对B,的最小正周期,B错误;
对C,由得,
所以图象的对称中心为,C正确;
对D,由得,
所以,解得,D正确.
故选:ACD
40.【多选】(2025·广东佛山·模拟预测)已知函数的部分图象如图所示,其最小正周期为T,则( )
A. B.
C.的一个单调递增区间为 D.为奇函数
【答案】ABD
【分析】根据图象过点求出的值可判断A;求出周期可判断B;求出函数的单调增区间可判断C;求出的解析式,结合诱导公式和奇偶性的概念可判断D.
【解析】由题图可得,所以,
因为,所以当时,,所以,故A正确;
,故B正确;
由,得,
取,可得函数的一个单调递增区间为,故C错误;
因为,,且定义域关于原点对称,
所以为奇函数,故D正确.
故选:ABD
41.【多选】(2025高三·河南周口·期末)已知函数,则( )
A.的定义域为
B.图象的对称中心为
C.的单调递减区间为
D.将的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象
【答案】BC
【分析】利用正切函数的定义域性质判断A,利用整体代入法求解对称中心判断B,利用整体代入法求解单调递减区间判断C,利用函数平移的性质判断D即可.
【解析】对于A,由正切函数性质得,
令,解得,
则的定义域不为,故A错误,
对于B,令,解得,
则图象的对称中心为,故B正确,
对于C,令,
解得,
则的单调递减区间为,故C正确,
对于D,,
则的图象向左平移个单位后得不到函数的图象,故D错误.
故选:BC
一、单选题
1.(24-25高一上·吉林·期末)下列函数中,在定义域内既是单调函数,又是奇函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据解析式可直接判断出单调性和奇偶性.
【详解】对于A:为奇函数且在上单调递增,满足题意;
对于B:为非奇非偶函数,不合题意;
对于C:为非奇非偶函数,不合题意;
对于D:在整个定义域内不具有单调性,不合题意.
故选:A.
2.(24-25高一上·山东菏泽·阶段练习)下列函数中,既是周期函数又是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据三角函数的周期性、奇偶性逐一判断即可.
【详解】选项A:是奇函数,不满足题意;
选项B:令,定义域为,关于原点对称,
因为,,
所以既是周期函数又是偶函数,满足题意;
选项C:画出的图象如图所示,
则不是周期函数,不满足题意;
选项D:令,则,
所以不是偶函数,不满足题意;
故选:B
3.(24-25高一上·江苏宿迁·期末)已知函数,若在区间上单调递增,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由计算出的取值范围,根据正切函数的单调性可得出,由此可得出关于的不等式组,由此可得出实数的取值范围.
【详解】当时,由于,则,
因为在区间上单调递增,则,
所以,,解得,因此,的取值范围为.
故选:A.
4.(24-25高三下·广东·开学考试)已知函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题在上单调,结合正切函数的单调性即可求解.
【详解】由的定义域为,
时,,
结合正切函数的单调性可知,
解得,
由可知,
由可知,即,
即,而,故只能为0或1,
时,结合可知;时,,
于是.
故选:D
5.(2025·广东·一模)已知函数的周期为,且在上单调递增,则可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求函数的周期,举例说明函数的单调性不满足要求,排除A,证明为函数的周期,再判断函数在上的单调性,判断B,举例说明函数的单调性不满足要求,排除C,结合函数定义域,排除D.
【详解】对于A,,但,,
所以函数在上不单调递增,不符合题意;
对于B,,
所以函数的周期为,
当时,,因为,
函数在上单调递增,
所以函数在上单调递增,同理可得函数在上单调递减,
,所以函数的最小正周期为,B正确;
对于C,因为,,
所以函数在上不单调递增,不符合题意;
对于D,函数的定义域为,,
所以结论函数在单调递增错误,不符合题意;
故选:B.
6.(2020·河北张家口·二模)若函数的部分图象如图所示,则函数可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由图象可知函数为奇函数,且当时,,逐项判断各选项中函数的奇偶性及其在区间上的函数值符号,结合排除法可得合适的选项.
【详解】由图象可知函数为奇函数,且当时,.
对于A选项,,该函数为偶函数,A选项不符;
对于C选项,函数为偶函数,C选项不符;
对于B选项,,该函数为奇函数,且当时,,,此时,合乎题意;
对于D选项,函数为奇函数,当时,,D选项不符.
故选:B.
【点睛】本题考查利用函数的图象确定函数解析式,一般从函数的定义域、单调性、奇偶性、零点以及函数值符号来进行分析,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.
7.(2021高一下·上海·专题练习)下列各命题中正确命题个数为( )
①函数在第一象限内是严格增函数;
②函数的最小正周期是;
③函数在上是奇函数;
④正切函数是严格增函数.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】根据题意,结合正弦和正切函数图像性质,一一判断即可.
【详解】对于①,在第一象限内取和,因,所以函数在第一象限内不是严格增函数,故①错;
对于②,函数的最小正周期是,故②错;
对于③,由区间不关于原点对称,可知函数在上不是奇函数,故③错;
对于④,由,,可知正切函数不是严格增函数,故④错.
故选:A.
8.(2023·安徽马鞍山·一模)已知函数(,)的图象经过点,若函数在区间内恰有两个零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先求,再根据,求的范围,结合正切函数的图象,列不等式,即可求的取值范围.
【详解】由条件可知,,所以,
,当时,,
若函数在区间上恰有2个零点,则,
解得.
故选:D
9.(2024·全国·模拟预测)下列关于函数的四个结论中错误的是( )
A.的图象关于原点对称 B.的图象关于点对称
C.的图象关于直线对称 D.在区间上单调递增
【答案】D
【分析】根据奇函数的定义判断A;根据函数的周期判断B;根据函数的对称轴判断C;根据复合函数的性质或切化弦判断D
【详解】由,得且,
因为,所以函数为奇函数,
所以的图象关于原点对称,所以选项A正确.
因为,
所以是函数的一个周期,
由选项A知点是函数的图象的对称中心,
则也是函数的图象的对称中心,所以选项B正确.
因为,
所以函数的图象关于直线对称,所以选项C正确.
方法一:因为函数在上单调递减,函数在上单调递增,
由复合函数的性质可知,函数在区间上单调递减,所以选项D错误.
方法二:因为,所以在区间上单调递减,
所以选项D错误.
故选:D.
二、多选题
10.(24-25高三下·河南信阳·开学考试)已知函数,函数,则( )
A.与有相同的对称中心
B.与有相同的周期
C.与在上有2个交点
D.函数在的值域为
【答案】AB
【分析】求出两个函数的对称中心即可判断选项A;求出两个函数的周期即可判断选项B;作出两个函数的图像即可判断选项C;将解析式化简得到,令,求解值域即可判断选项D.
【详解】对于A,由,,所以的对称中心为,
由得,所以的对称中心为,
故与有相同的对称中心,故A正确;
对于B,的周期为且的周期为且,
故与有相同的周期,故B正确;
对于C,画出与的图象可得两函数在有1个交点,故C错误;
对于D,由,则,
则
,且
令,即在内单调递减,
故,故D错误.
故选:AB.
11.(24-25高一下·四川资阳·阶段练习)对于函数给出下列四个结论,其中正确的是( )
A.函数的图象关于原点对称
B.函数的定义域为
C.函数在上的最大值为
D.函数的最小正周期为
【答案】BC
【分析】对A,求出函数的对称中心判断;对B,求出函数的定义域判断;对C,根据正切函数的单调性求出函数值域判断;对D,利用周期公式求出周期判断.
【详解】对于A,由,令,得,
所以的对称中心为,故A错误;
对于B,由题得,即,
所以函数的定义域为,故B正确;
对于C,当时,,所以,
所以函数在上的最大值为,故C正确;
对于D,函数的最小正周期为,故D错误.
故选:BC.
12.(24-25高一下·河南南阳·阶段练习)已知函数的部分图象如图所示(分隔直线右侧函数的零点为),则下列说法正确的是( )
A.函数的最小正周期为 B.
C. D.函数在上单调递增
【答案】BC
【分析】根据给定的函数图象,求出周期及,进而求出解析式,再根据正切函数的性质逐项判断即可.
【详解】对于A,由图可知,函数的最小正周期,故A错误;
对于B,由,所以,
因为,则,则,
因为,则,故B正确;
对于C,,又,所以,
所以,
所以,故C正确;
对于D,由,得,
而,即时,没有意义,故D错误;
故选:BC.
13.(24-25高一下·陕西·阶段练习)下列函数中最小正周期为,且在区间上单调递减的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据给定条件,利用正弦函数、余弦函数、正切函数的性质逐项分析判断.
【详解】当时,,
对于A,函数在上不单调,A不是;
对于B,函数的最小正周期为,在上单调递减,B是;
对于C,函数的最小正周期为,当时,在上单调递减,C是;
对于D,函数的最小正周期为,当时,在上单调递减,D是.
故选:BCD
三、填空题
14.(24-25高一上·陕西西安·期末)已知函数的图象经过点,若函数在区间上恰有2个零点,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】本题考查正切函数的图象及性质,将已知点带入函数解析式,结合可得的值,再由,可得的取值范围,根据函数在区间上恰有2个零点,可得的取值范围,进一步确定的取值范围.
【详解】已知函数图象过点,代入函数解析式可得,
∵可得,
∴,
∵,则,
若函数在区间上恰有2个零点,
则,
解得.
故答案为:.
15.(23-24高三上·湖北武汉·期末)若命题“,”是假命题,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用命题为真命题由正切函数单调性即可求得,可知为假命题时实数的取值范围是.
【详解】若命题“,”是真命题,可得即可;
易知在上单调递增,
所以,可得;
又因为该命题是假命题,所以可得,
即实数的取值范围是.
故答案为:
16.(24-25高一上·天津滨海新·期末)的定义域为 ;若,则 .
【答案】 3
【分析】空一:根据正切型函数的定义域进行求解即可;空二:根据两角和的正切公式进行求解即可.
【详解】空一:由函数解析式可知:,
所以该函数的定义域为:;
空二:因为,
所以.
故答案为:;3.
17.(2025高三上·北京·专题练习)若在区间上是增函数,则的最大值是 .
【答案】/
【分析】化简函数,根据在区间上是增函数得到的范围,再根据的范围即可求出结论.
【详解】,
当时,,
因为在区间上是增函数,
所以,则,
所以,
则的最大值是,
故答案为:.
18.(22-23高一下·广东佛山·阶段练习)已知函数图象上相邻两个对称中心的距离为,且,则函数的图象与函数(,且)的图象所有交点的横坐标之和为
【答案】12
【分析】先已知求函数解析式,然后作图,利用对称性求解可得.
【详解】解:由已知得的最小正周期为3,即,,
则.
又,即,,,
,,,
又,的图象关于点中心对称,
作出和(,且)的图象如图所示,
可知两函数图象共有6个交点,且关于点中心对称,
故这6个交点的横坐标之和为.
故答案为:12
19.(24-25高一上·云南曲靖·期末)已知函数关于点中心对称,则 .
【答案】
【分析】由对称中心求得,再通过诱导公式可求的值.
【详解】令,可得:,结合,
令,可得,得,解得,
所以,
所以
.
故答案为:.
四、解答题
20.(23-24高一下·安徽铜陵·期中)已知函数()的最小正周期为.
(1)求的单调递增区间;
(2)若,,求.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)借助正切函数的周期性可得的解析式,利用正切型函数的单调性计算即可得;
(2)借助同角三角函数基本关系可得,结合诱导公式即可得解.
【详解】(1)由题可知,解得,所以,
令,,
可得,,
所以的单调递增区间为,;
(2),即,
因为,所以,
所以,
所以.
21.(24-25高一上·安徽淮北·期末)设函数.
(1)求函数的定义域;
(2)求函数的单调递增区间;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用整体代入法,根据正切函数的定义域,即可求出结果;
(2)利用整体代入法,根据正切函数的单调性,即可求出结果;
(3)由题意可得,结合函数图象与性质可知,解不等式即可求出结果.
【详解】(1)函数中,
令,,解得,,
所以函数的定义域为;
(2)由,
所以函数的单调递增区间为 ,
(3)不等式可化为,
解得,,
即,;
所以不等式的解集为,
22.(22-23高一·全国·课后作业)已知函数,其中,(,),的部分图像如下图.
(1)求,,的值;
(2)求的单调增区间,
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据函数图像上的特殊点求得,,的值.
(2)利用整体代入法求得的递增区间.
【详解】(1)根据函数图像可知,,
所以,
过点和点,
所以,
由于,所以,
则,所以,
所以.
(2)由,
解得,
所以的单调递增区间为.
23.(23-24高一下·河南·阶段练习)函数,已知函数的图象与x轴相邻两个交点的距离为,且图象关于点对称.
(1)求的单调区间;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)单调递增区间为,,无单调递减区间;
(2).
【分析】(1)由三角函数的性质求出,令,即可求出的单调区间;
(2)由,解不等式即可得出答案.
【详解】(1)由题意知,函数的最小正周期为,
因为,所以,所以
因为函数的图象关于点对称,
所以,,即,,
因为,所以,故.
令,,得,,
所以函数的单调递增区间为,,无单调递减区间.
(2)由(1)知,.由,
得,,
即,
所以不等式的解集为:.
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