内容正文:
5.4.3 正切函数的性质与图象
一、 单项选择题
1 (2025宁波期末)函数f(x)=tan 2x的定义域为( )
A.
B.
C.
D.
2 (2024北京门头沟期中)tan 48°,tan (-22°),tan 114°的大小关系为( )
A. tan 114°>tan 48°>tan (-22°)
B. tan (-22°)>tan 114°>tan 48°
C. tan (-22°)>tan 48°>tan 114°
D. tan 48°>tan (-22°)>tan 114°
3 函数y=tan x与y=sin x的图象在区间(-,)上的交点个数为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
4 (2025昆明三中月考)已知函数y=tan ωx在区间上单调递减,则ω的取值范围是( )
A. (0,1]
B. [-1,0)
C. [1,+∞)
D. (-∞,-1]
5 f(x)=-tan (x+)的单调减区间是( )
A. ,k∈Z
B. (kπ,(k+1)π),k∈Z
C. ,k∈Z
D. ,k∈Z
6 (2024渭南期末)若函数y=tan (x+φ)(φ≥0)的图象与直线x=2π没有交点,则φ的最小值为( )
A. π B. C. D. 0
7 f(x)=sin x-tan x在x∈的图象大致是( )
A B C D
二、 多项选择题
8 下列结论中,正确的是( )
A. tan >tan
B. tan >tan
C. tan >tan
D. tan >tan
9 (2025临沂期末)已知函数f(x)=tan (2x-),则下列说法中正确的是( )
A. f(x)的图象关于点对称
B. f(x)的最小正周期为
C. f(x)的定义域为
D. f(x)在区间上单调递增
三、 填空题
10 (2024汉中期中)函数y=tan 的单调增区间为________.
11 若函数y=tan ωx在区间(-π,π)上单调递增,则ω的取值范围是________.
12 (2024辽宁期中)若函数f(x)=tan ωx的相邻两个对称中心距离是,则正实数ω的值是________.
四、 解答题
13 求函数y=lg tan x+的定义域.
14 求函数y=tan 的定义域、值域,指出它的周期性、奇偶性、单调性,并说明它的图象可以由正切曲线如何变换得到?
15 (2024厦门月考)已知函数f(x)=tan (-2x+θ),其中θ为三角形的一个内角,且2cos2θ-cosθ-1=0.
(1) 求函数f(x)的解析式及定义域;
(2) 求函数f(x)的对称中心及单调区间.
5.4.3 正切函数的性质与图象
1. A 由2x≠kπ+,k∈Z,得x≠+,k∈Z,所以函数f(x)=tan 2x的定义域为.
2. D 易知tan 114°=tan (180°-66°)=tan (-66°).因为函数y=tan x在区间(-90°,90°)上单调递增,且-66°<-22°<48°,所以tan (-66°)<tan (-22°)<tan 48°,即tan 48°>tan (-22°)>tan 114°.
3. B 当x=0时,tan x=sin x;当x∈时,tan x=>sin x;当x∈时,tan x<sin x.故仅有一个交点.
4. B 因为函数y=tan ωx在区间上单调递减,所以ω<0,且<ωx<-,所以⊆,即解得-1≤ω<0.
5. C 令-+kπ<x+<+kπ,k∈Z,解得-+kπ<x<+kπ,k∈Z,即所求单调减区间是(kπ-,kπ+),k∈Z.
6. B 易知函数y=tan x的图象与直线x=+kπ(k∈Z)没有交点.若函数y=tan (x+φ)(φ≥0)的图象与直线x=2π没有交点,则2π+φ=+kπ(k∈Z),解得φ=-+kπ(k∈Z).又φ≥0,所以φ的最小值为.
7. A 由题意,得f(-x)=sin (-x)-tan (-x)=-(sin x-tan x)=-f(x),x∈,所以f(x)为奇函数,图象关于原点对称,故排除C,D;又当x=时,f=sin -tan =->0,故排除B,故A满足题意.
8. AD 函数y=tan x在区间 上单调递增,对于A,0<<<,所以tan >tan ,故A正确;对于B,tan <0,tan >0,故B错误;对于C,tan =tan (-+2π)=tan ,tan =tan (-+2π)=tan .又0<<<,所以tan <tan ,即tan (-)<tan (-),故C错误;对于D,tan (-)=tan (-+4π)=tan ,tan (-)=tan (-+3π)=tan .又-<-<<,所以 tan >tan ,即tan >tan ,故D正确.故选AD.
9. ABD 对于A,由2x-=(k∈Z),得x=+(k∈Z),所以当k=1时,f(x)的图象关于点对称,故A正确;对于B,f(x)的最小正周期为T=,故B正确;对于C,由2x-≠+kπ(k∈Z),得x≠+(k∈Z),故C错误;对于D,若x∈,则2x-∈.又函数y=tan x在区间上单调递增,所以函数f(x)在区间上单调递增,故D正确.故选ABD.
10. (k∈Z) 由kπ-<2x-<kπ+(k∈Z),解得+<x<+(k∈Z),所以函数y=tan 的单调增区间为(+,+)(k∈Z).
11. 由题意,得ω>0,又函数y=tan ωx(ω>0)在区间(-π,π)上单调递增,所以-≤ω·(-π),且ω·π≤,所以ω≤,所以ω的取值范围是.
12. 1 因为f(x)=tan ωx的周期为T=,且相邻两个对称中心距离是T,所以T=,解得T=π.又ω>0,所以ω=1.
13. 由题意,得
所以
结合图象可得,函数的定义域为∪∪(π,4].
14. 要使函数有意义,则3x-≠+kπ,k∈Z,
解得x≠+,k∈Z,
所以函数的定义域为,值域为R.
该函数的最小正周期为T=.
因为函数的定义域不关于原点对称,
所以该函数为非奇非偶函数.
令-+kπ<3x-<+kπ,k∈Z,
解得-+<x<+,k∈Z,
所以函数的单调增区间为,k∈Z,无单调减区间.
将正切函数y=tan x的图象上所有的点的横坐标变为原来的,纵坐标不变得到y=tan 3x的图象,再将y=tan 3x图象上所有的点向右平移个单位长度即可得到y=tan 的图象.
15. (1) 由2cos2θ-cosθ-1=0,
得(2cos θ+1)(cos θ-1)=0,
解得cos θ=-或cos θ=1.
又θ为三角形的内角,
所以cos θ=-,θ=,
则f(x)=tan (-2x+)=-tan (2x-).
令2x-≠kπ+,k∈Z,得x≠+,k∈Z,
即函数的定义域为{x|x≠+,k∈Z}.
(2) 令2x-=,得x=+,k∈Z,
即对称中心为(+,0),k∈Z.
令kπ-<2x-<kπ+,k∈Z,
解得+<x<+,k∈Z,
即函数的单调减区间为(+,+),k∈Z,无单调增区间.
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