内容正文:
专题5.5正切函数的图象与性质
【知识梳理】 1
【考点1:正切函数的定义域】 2
【考点2:正切函数的值域】 5
【考点3:画正切函数的图象】 6
【考点4:求正切函数的单调性】 9
【考点5:由正切函数的单调性求参】 9
【考点6:比较正切值的大小】 12
【考点7:解正切不等式】 14
【考点8:求正切型函数的最值】 16
【考点9:求正切型函数的奇偶性】 19
【考点10:由正切型函数的奇偶性求参】 21
【考点11:求正切函数的周期】 24
【考点12:求正切函数的对称中心】 27
【考点13:正切函数的实际应用】 28
【知识梳理】
1.正切函数的性质与图象
(1)正切函数的图象及性质
定义域
周期性
由诱导公式可知,正切函数是周期函数,周期是π.
奇偶性
由诱导公式可知,正切函数是奇函数.
图象
单调性
正切函数在每一个区间上都单调递增
值域
正切函数的值域是实数集R
对称中心
(2)三点两线法作正切曲线的简图
类比于正、余弦函数图象的五点法,我们可以采用三点两线法作正切函数的简图.“三点”是指点
(-,-1),(0,0),(,1);“两线”是指直线x=-和x=.在三点、两线确定的情况下,可以大致画出正切函数在区间(-,)上的简图.
2.三角函数的单调区间的求解方法
求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成y=Atan(ωx+φ)形式,再求y=Atan(ωx+φ)的单调区间,只需把ωx+φ看作一个整体代入y=tanx的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.
3.已知三角函数的单调性求参数的解题思路
对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解,另外,若是选择题,利用特值验证排除法求解更为简捷.
4.三角函数周期的一般求法
(1)公式法;
(2)不能用公式求函数的周期时,可考虑用图象法或定义法求周期.
5.三角函数的对称轴、对称中心的求解策略
(1)对于可化为f(x)=Asin(ωx+φ)(或f(x)=Acos(ωx+φ))形式的函数,如果求f(x)的对称轴,只需令
ωx+φ=kπ(k∈Z)(或令ωx+φ=kπ(k∈Z)),求x即可;如果求f(x)的对称中心的横坐标,只需令ωx+φ=kπ(k∈Z)(或令ωx+φ=kπ(k∈Z)),求x即可.
(2)对于可化为f(x)=Atan(ωx+φ)形式的函数,如果求f(x)的对称中心的横坐标,只需令ωx+φ=(k∈Z)),求x即可.
【考点1:正切函数的定义域】
1.(25-26高一下·全国·课后作业)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求解即可.
【详解】由有意义可得,,,
即,,
故函数的定义域为.
故选:D.
2.(2025高三·全国·专题练习)函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由正切函数的定义域,令,,解不等式,即可求出结果.
【详解】由正切函数的定义域,令,,即,所以函数的定义域为.
故选:D.
3.(25-26高三上·四川绵阳·月考)的定义域为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】复合函数定义域问题,分解函数,分别求定义域再求交集.
【详解】令,
函数的定义域为:,
函数的定义域:,则,即,
所以的定义域为
故选:A
4.(25-26高一上·全国·课后作业)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用函数有意义可得,再结合正切函数及性质求解即得.
【详解】函数有意义,则,于是,
即,因此,
所以原函数的定义域为.
故选:A
5.(24-25高一下·云南楚雄·月考)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由二次根式有意义得,结合正切函数的性质可得结果.
【详解】由题意得,,
∴,
∴,
∴函数的定义域为.
故选:B.
【考点2:正切函数的值域】
1.(24-25高一下·四川南充·期中)函数的值域是 .
【答案】
【分析】利用在上的单调性求解即可.
【详解】令,,
在上单调递增,.
故答案为:
2.(25-26高一上·全国·课后作业)函数的值域是 .
【答案】
【分析】由题意,令,再根据正切函数的单调性,即可求出结果.
【详解】函数.
,令.
函数在上单调递增,
,即,
,
函数的值域为.
故答案为:
3.(25-26高一上·全国·单元测试)函数(且)的值域是 .
【答案】
【分析】求出在的范围即可求解.
【详解】当时,,∴;
当时,,∴.
即当时,函数的值域是.
故答案为:
4.(25-26高一·全国·课后作业)函数y=tan(+),x∈(0,)的值域是 .
【答案】
【分析】根据,,求解的范围,结合正切函数的性质可得值域.
【详解】由得,从而,
,即,
所求函数的值域为.
故答案为:.
5.(24-25高一下·陕西汉中·月考)函数在上的值域为 .
【答案】
【分析】根据题意求得,结合正切函数的性质,即可求解.
【详解】由,可得,
根据正切函数的性质,可得,
即函数在上的值域为.
故答案为:.
【考点3:画正切函数的图象】
1.(24-25高三下·河北·月考)函数与的图象在上的交点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】根据题意,分别画出与的图象,结合图象,即可得到结果.
【详解】由题意作出与的图象:
结合图象可以得到在上两图象有5个交点,
故选:D.
2.(24-25高一下·上海·课后作业)作函数的图象.
【答案】答案见解析.
【分析】根据奇偶性可得答案.
【详解】先作出的图象,
因为,所以是偶函数,
图象关于轴对称,可作出的图象,
所以的图象如下所示:
3.(25-26高一·全国·课堂例题)画出函数在上的简图.
【答案】答案见解析
【分析】根据五点作图法画图即可.
【详解】令,,可得,,
又,所以直线是该函数图象的一条渐近线.
当时,;
当时,;
当时,;
当时,.
描点,,,,画虚线,根据正切曲线的趋势,画出简图,如图所示.
4.(25-26高一·全国·课堂例题)观察正切函数曲线,写出满足下列条件的x的集合.
(1)满足的集合.
(2)满足的集合.
(3)满足的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】作出函数的部分图象,观察图象位于x轴上,x轴下方,x轴上方的部分,写出对应区间,问题得解.
【详解】(1)作正切函数的部分图象如下:
观察图象可知:
为函数图象的零点,即,
所以,的解集为;
(2)当时,图象位于x轴下方,即,
所以,的解集为;
(3)当时,图象位于x轴上方,即,
所以,的解集为
【考点4:求正切函数的单调性】
1.(24-25高一下·上海浦东新·期末)函数的单调区间为 .
【答案】
【分析】利用求解即可.
【详解】由,解得,
所以函数的单调递增区间为,无单调递减区间.
故答案为:.
2.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)求函数的定义域,并指出它的单调性及单调区间
【答案】答案见解析
【分析】由题,解不等式得定义域,再根据,利用整体代换法求解函数的单调递减区间即可.
【详解】解:要使函数有意义,应满足,解得
∴函数定义域为.
∵,
∴,解得,
∴函数的单调递减区间为.
3.(24-25高一下·江西吉安·期中)已知函数.
(1)求的定义域;
(2)求的单调区间.
【答案】(1)
(2)单调递减区间为,无单调递增区间
【分析】(1)根据正切函数的定义域列式求解即可;
(2)根据正切函数的单调性列出不等式,求解即可得出答案.
【详解】(1)由于函数,要使有意义,
则,,解得,
故的定义域为;
(2)因为,由,
得,所以函数的单调递减区间为,无单调递增区间.
4.(25-26高一·湖南·课后作业)求下列函数的定义域和单调区间:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)定义域,增区间,无减区间
(2)定义域,增区间,无减区间
(3)定义域,增区间,无减区间
【分析】(1)根据正切型函数定义域的求法,求得函数的定义域,利用整体代入法求得单调区间.
(2)根据正切型函数定义域的求法,求得函数的定义域,利用整体代入法求得单调区间.
(3)根据正切型函数定义域的求法,求得函数的定义域,利用整体代入法求得单调区间.
【详解】(1)由得,
所以的定义域为.
由得,
所以的单调递增区间为,无减区间.
(2)由得,
所以的定义域为.
由得,
所以的单调递增区间为,无减区间.
(3)由得,
所以的定义域为.
由得,
所以的单调递增区间为,无减区间.
5.(25-26高一上·四川南充·期末)已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1)(2),
【解析】(1)求解,,得出解集即函数定义域;
(2)由,,即可得到函数的单调增区间,没有减区间.
【详解】解:(1)函数的自变量应满足
,,
即,.
所以,函数的定义域是
.
(2)由,,解得
,.
因此,函数的单调递增区间是,,没有减区间.
【点睛】此题考查求正切型函数的定义域和单调区间,考查通式通法,关键在于准确求解不等式的解集.
【考点5:由正切函数的单调性求参】
1.(25-26高一上·全国·课前预习)已知函数在单调递增,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据给定的区间,结合正切函数的单调区间来确定的取值范围即可.
【详解】当时,,又因为在上单调递增,结合正切函数的单调性得,解得,
的取值范围为.
故答案为:.
2.(25-26高三上·吉林长春·月考)已知函数在上单调递增,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由的范围,求出的范围,由正切函数的单调性可得,解方程即可得出答案.
【详解】因为,所以,
函数在上单调递增,
因为函数在上单调递增, 所以,
所以,即的最大值为.
故选:A
3.(25-26高三上·河北衡水·期中)已知函数在区间上单调递增,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由,得到,结合正切函数的性质,求得,即可得到答案.
【详解】由函数,因为,可得,
又因为在上单调递增,可得,
解得,
因为,所以,可得,所以的最大值为.
故选:B.
4.(24-25高一下·四川成都·期末)若函数在区间上是增函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正切函数的单调增区间,结合题设条件建立不等式组,解之即得.
【详解】因在上是增函数,依题意该函数在区间上是增函数,
则有,解得,又因,故.
故选:C.
5.(2025·甘肃定西·模拟预测)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由正切函数单调性、复合函数单调性可列不等式即可求解.
【详解】当时,,由在区间上单调递增,
得,解得.
故选:C.
【考点6:比较正切值的大小】
1.(25-26高一上·全国·课后作业)比较大小: .
【答案】>
【分析】利用诱导公式得到,,根据在内的单调性,比较出大小.
【详解】∵,.
又,在内单调递增,
∴,
∴.
故答案为:>
2.(24-25高一上·陕西西安·期末)若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用对数函数单调性和正切函数单调性即可比较大小.
【详解】∵对数函数在上单调递增,,即;
同理,对数函数在上单调递增,,即;
∵函数在上单调递增,且,,即.
综上,.
故选:C.
3.(24-25高一下·四川成都·期中)若锐角满足,则下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.以上说法均不对
【答案】B
【分析】由题意根据三角函数的性质逐一分析即可.
【详解】锐角满足,又在上单调递增,
所以,
对于:在上单调递减,所以,故错误;
对于:在上单调递增,所以,故正确;
对于:,由不等式的性质可得,故错误.
故选:.
4.(24-25高一上·江苏泰州·期末)已知函数,若,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据复合函数的单调性,先确定在上单调递增,因,故可得.
【详解】设,则在上单调递增,
可化为,
由对勾函数的性质可知:
当时,单调递增,当时,单调递减,
由得,
故在区间上单调递减,在上单调递增,
,,
因(因为),
故,故,
故选:B
5.(多选)(24-25高一下·四川南充·月考)在锐角△ABC中,三个内角分别是,,,且,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】易得,,再根据正切函数的单调性即可得解.
【详解】由题意可知,,,
则,
因为函数在上单调递增,
所以,,
所以,
故AC正确,BD错误.
故选:AC.
【考点7:解正切不等式】
1.(25-26高一上·全国·课后作业)不等式,的解集为 .
【答案】
【分析】作出函数的图象,数形结合可得.
【详解】根据题意,作出函数的图象,如图所示,由,可得,
所以不等式的解集为.
故答案为:
2.(24-25高一下·广东·月考)利用三角函数图象,求出中的取值范围( )
A., B.,
C. D.,
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用正切函数的图象与性质求解不等式.
【详解】由正切函数图象知,在内,满足不等式的取值范围是,
所以在整个定义域内满足不等式的取值范围是,.
故选:D
3.(24-25高一上·全国·课后作业)观察正切曲线,写出满足下列条件的x的取值范围.
(1);
(2).
【答案】(1)()
(2)()
【分析】利用正切函数曲线,通过数形结合及正切函数的周期性来解不等式.
【详解】(1)观察正切曲线,
在区间内,可知,此时满足的x的取值范围是,
又正切函数的最小正周期为,所以满足的x的取值范围是().
(2)观察正切曲线,
在区间内,可知,.
此时满足的x的取值范围是,
又正切函数的最小正周期为,所以满足的x的取值范围是().
4.(25-26高一上·全国·单元测试)已知函数的图象过点.
(1)求的单调递增区间;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据图象过点,结合,可得,再利用正切型函数的单调性代入求解即可;
(2)根据正切型函数的单调性解不等式即可.
【详解】(1)∵的图象过点,
∴,∵,∴,∴.
令,得,
即.
∴函数的单调递增区间为.
(2)由(1)知,.由,
得,即.
∴不等式的解集为.
5.(25-26高一上·全国·课后作业)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)记,求.
【答案】(1)递增区间为,无递减区间;
(2).
【分析】(1)借助正切函数的单调区间列出不等式并求解即得.
(2)求出函数在上的值域,由正切函数单调性解不等式,再求出并集.
【详解】(1)令,解得,
所以函数在单调递增区间为,无递减区间.
(2)由(1)得,函数在区间内单调递增,则,
即,因此,
由,得,
由,得,解得,
因此,
所以.
【考点8:求正切型函数的最值】
1.(24-25高一下·上海·期中)关于函数的最大值和最小值,表述正确的选项为( )
A.最大值是,最小值是 B.最大值是,最小值是
C.最大值是,最小值是 D.没有最大值,最小值是
【答案】B
【分析】根据正切函数的单调性求解.
【详解】因为单调递增,所以.
故选:B.
2.(24-25高一下·上海·期中)函数,的最大值为 .
【答案】
【分析】首先判断函数的单调性,由单调性求出函数的最大值.
【详解】当时,所以在上单调递增,
所以当时取得最大值,即.
故答案为:
3.(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数,的最大值与最小值之和为 .
【答案】
【分析】换元法求函数值域,首先令,根据得,进而结合二次函数的图象与性质即可求解.
【详解】令,,,
则,因为对称轴为,
所以,在上单调递减,在上单调递增,
所以,当时,,当时,,
函数的最大值与最小值之和为.
故答案为:.
4.(24-25高一下·上海·期中)函数的值域
【答案】
【分析】首先确定定义域,根据二倍角公式将整理为,从而根据定义域可知,进而得到函数值域.
【详解】定义域为:
当时,
值域为
本题正确结果:
【点睛】本题考查正切函数值域的求解问题,忽略原函数的定义域是本题的易错点.
5.(2025高一·全国·专题练习)已知,求函数的最小值.
【答案】4
【分析】利用正余弦齐次式法变形函数,再换元并借助二次函数求出最小值.
【详解】当时,,设,则,
则,当且仅当时等号成立.
所以的最小值为4.
【考点9:求正切型函数的奇偶性】
1.(25-26高三上·北京·月考)下列函数中,定义域为的奇函数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据常见函数的定义域及奇偶性判断各选项即可.
【详解】对于A,函数的定义域为,为偶函数;
对于B,函数的定义域为,为奇函数;
对于C,函数的定义域为,为非奇非偶函数;
对于D,函数的定义域为,
因为为奇函数,所以函数为奇函数.
故选:D.
2.(24-25高一下·江苏扬州·开学考试)下列各组函数,既是奇函数,又在区间上单调递增的为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】根据正弦函数、余弦函数和正切函数的性质分析判断即可.
【详解】因为,在上为奇函数,在上为偶函数,
所以排除AC,
因为,在上单调递增,在上单调递减,
所以B符合题意,D不合题意,
故选:B
3.(25-26高一上·全国·课后作业)函数( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
【答案】B
【分析】先判断的定义域是否对称,再利用函数奇偶性的定义判断即可.
【详解】的定义域为,定义域对称,
因为,
所以是偶函数.
故选:B.
4.(2025高一·全国·专题练习)判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2).
【答案】(1)既不是偶函数,也不是奇函数
(2)奇函数
【分析】(1)求函数的定义域,可得定义域不关于原点对称,由此判断函数既不是偶函数,也不是奇函数,(2)求函数的定义域,确定定义域关于原点对称,再通过比较与的关系判断函数的奇偶性.
【详解】(1)由得的定义域为且,
由于的定义域不关于原点对称,所以函数既不是偶函数,也不是奇函数;
(2)由题知函数的定义域为且,定义域关于原点对称,
又,所以函数是奇函数.
5.(25-26高一·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)奇函数,理由见解析
(2)偶函数,理由见解析
(3)奇函数,理由见解析
(4)偶函数,理由见解析
【分析】根据函数奇偶性以及正切函数的知识求得正确答案.
【详解】(1)是奇函数,理由如下:
设,由解得,
所以的定义域为,
,
所以是奇函数.
(2)是偶函数,理由如下:
设,则的定义域是,
,
所以是偶函数.
(3)是奇函数,理由如下:
设,则定义域是,
,
所以是奇函数.
(4)是偶函数,理由如下:
设,则的定义域是,
,
所以是偶函数.
【考点10:由正切型函数的奇偶性求参】
1.(2025·广西玉林·三模)函数,若,则 .
【答案】3
【分析】
根据题意可得,结合计算即可求解.
【详解】
由题得,
∴,
所以.
故答案为:3.
2.(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数,若,则的值为
【答案】0
【分析】由,可得,然后再求出
【详解】因为,且,
所以,得,
所以,
故答案为:0
3.(2025·江苏南通·模拟预测)已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为( )
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】B
【分析】依题意可得,令,,即可得到是奇函数,根据奇函数的性质计算可得;
【详解】解:,令,,于是
,所以是奇函数,从而的最大值G与最小值g的和为0,而.
故选:B
4.(25-26高三上·湖北武汉·月考)将函数的图象向左平移个单位长度后,所得的图象关于原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据函数图象的平移变换,可得,结合题意可知该函数为奇函数,利用奇函数的性质列式,化简求值,即得答案.
【详解】将函数的图象向左平移个单位长度后,
所得的图象对应的函数为,
由题意知的图象关于原点对称,即函数为奇函数,
故,
即,
故,
即,
因为,故当时,m取最小值.
另解:由题意知的图象关于原点对称,
故,即,
因为,故当时,m取最小值,
故选:A
5.(25-26高一上·全国·单元测试)已知.
(1)求不等式的解集;
(2)若是奇函数,则应满足什么条件?并求出满足时的值.
【答案】(1)
(2);
【分析】(1)根据正切函数的性质,利用整体代入法可得,即可求解;
(2).若是奇函数,则,可解得.令,解得,且,所以,代入即可求得满足题意的值.
【详解】(1)因为,所以,
得,即.
所以不等式的解集为.
(2).
若是奇函数,则,解得.
令,解得,且,所以.
故.
【考点11:求正切函数的周期】
1.(2025·山东聊城·模拟预测)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,利用正切函数的性质,即可求解.
【详解】由函数,根据正切函数的性质,可得的最小正周期为.
故选:A.
2.(25-26高三上·云南昆明·月考)函数 的最小正周期是( )
A.2π B.π C. D.
【答案】C
【分析】对于正切函数,其最小正周期公式为.
【详解】由题意可得.
故选:C
3.(25-26高三上·云南昆明·期中)若函数的最小正周期为,则的单调区间为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】根据周期求出,整体代换求单调区间.
【详解】由已知可得,解得,所以函数,
由,解得,
所以的单调区间为,
故选:B.
4.(25-26高三上·辽宁·月考)若函数的最小正周期为,则( )
A.8 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】根据正切型函数的周期公式即可求解.
【详解】由题意可得的最小正周期,则,解得.
故选:C.
5.(25-26高三上·福建福州·开学考试)若函数的图象与直线的相邻两个交点的距离为,则( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】C
【分析】依题意可得的最小正周期,即可求出.
【详解】因为函数的图象与直线的两个相邻交点之间的距离为,
所以的最小正周期,又,所以.
故选:C.
【考点12:求正切函数的对称中心】
1.(2025高三·全国·专题练习)若点是函数的图像的一个对称中心,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】整体代入法计算,.求解,给赋值可得结果.
【详解】正切函数的对称中心为,,所以有,因此.
又因为,所以最小值为时,.
故选:B.
2.(25-26高三上·云南曲靖·月考)若函数的图象的一个对称中心的横坐标为1,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据正切型函数的性质,结合题意,可得的表达式,赋值即可得答案.
【详解】由函数的性质知,
其图象的对称中心的横坐标满足,
因为点是函数图象的一个对称中心,
所以,
又,故当时,,
所以的最小值为,
故选:C.
3.(25-26高三上·江苏·月考)已知点是函数的图象的一个对称中心,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用正切函数对称中心的通式,结合函数内部的线性变换和平移量,求出对称中心的横、纵坐标表达式,再通过取整参数验证选项是否符合通式。
【详解】正切函数的对称中心为,
令,则原函数化为,
当时,,此时,故对称中心的纵坐标,
横坐标满足:,,,
于是:,
当时,.
故选:A
4.(多选)(25-26高一上·陕西西安·月考)(多选)已知函数,下列说法正确的是( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的定义域为
C.函数图象的对称中心为,
D.函数的单调递增区间为,
【答案】ABD
【分析】由正切函数定义域,周期,单调区间,对称性结合题意可得答案.
【详解】对于A,的最小正周期满足:,故A正确;
对于B,定义域满足,
则定义域为:,故B正确;
对于C,对称中心的横坐标满足:,则对称中心为: ,其中,故C错误;
对于D, 单调递增区间满足: ,
其中,则单调递增区间为,.故D正确.
故选:ABD
5.(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知函数在区间上有定义,且其图象在区间上至少有两个对称中心,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用整体代换法可求得,结合题意可求出及,又在区间上至少有两个对称中心则可得在区间上至少有两解,从而可求解.
【详解】当,,
若函数()在区间上有定义,
则,解得,
函数的对称中心满足,,整理得,,
其图象在区间上至少有两个对称中心,则在区间上至少有两解,
整理得至少存在两个值使,,
故至少有两个取值,所以,
综上,的取值范围为.
故答案为:.
【考点13:正切函数的实际应用】
1.(多选)(24-25高一下·河北衡水·期末)中国最早的天文观测仪器叫“圭表”,最早装置圭表的观测台是西周初年在阳城建立的周公测景(影)台.“圭”就是放在地面上的土堆,“表”就是直立于圭的杆子,太阳光照射在“表”上,便在“圭”上成影,到了汉代,使用圭表有了规范.规定“表”为八尺长(1尺=10寸).用圭表测量太阳照射在竹竿上的影长,可以判断季节的变化.也能用于丈量土地,同一日内,南北两地的日影长短倘使差一寸,它们的距离就相差一千里,所谓“影差一寸,地差千里”,记“表”的顶部为A.太阳光线通过顶部A投影到“圭”上的点为B,已知甲、乙两地之间的距离约为20千里.若同一日内,甲地中直线AB与地面所成的角为,且,则甲地日影长是乙地日影长的( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据题意求出甲地的日影长,从而可求出乙地的日影长,进而可求出甲地日影长与乙地日影长的比.
【详解】依题意,甲地的日影长为寸,
因为甲、乙两地之间的距离约为20千里,所以乙地的日影长为寸或寸,
因为,,所以甲地日影长是乙地日影长的或.
故选:AC.
2.(24-25高三下·海南·月考)海南中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图所示.O为圆孔及轮廓圆弧AB所在圆的圆心,A是圆弧AB与直线AG的切点,B是圆弧AB与直线BC的切点,四边形DEFG为矩形,BC⊥DG,垂足为C,tan∠ODC=,,EF=12cm,DE=2cm,A到直线DE和EF的距离均为7cm,圆孔半径为2cm,则图中阴影部分的面积为 cm2.
【答案】
【分析】利用求出圆弧所在圆的半径,结合扇形的面积公式求出扇形的面积,求出直角的面积,阴影部分的面积可通过两者的面积之和减去半个单位圆的面积求得.
【详解】设,由题意,,所以.
因为,所以.
因为,所以.
因为与圆弧相切于点,所以,即为等腰直角三角形.
在直角中,,.
因,所以,解得.
等腰直角的面积为,
扇形的面积,
所以阴影部分的面积为.
故答案为:.
3.(2025高一·全国·专题练习)兴趣小组要测量电视塔的高度H(单位:m).如图所示,竖直放置的标杆的高度,仰角,.该小组已测得一组,的值,算出了,,请据此算出H的值.
【答案】124m.
【解析】在中可得,在中可得,,再根据即可得到.
【详解】解:,同理:,.
,故得,
得:.
因此电视塔的高度H是124m.
【点睛】本题主要考查解三角形的知识,属于基础题.
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专题5.5正切函数的图象与性质
【知识梳理】 1
【考点1:正切函数的定义域】 2
【考点2:正切函数的值域】 3
【考点3:画正切函数的图象】 4
【考点4:求正切函数的单调性】 5
【考点5:由正切函数的单调性求参】 5
【考点6:比较正切值的大小】 6
【考点7:解正切不等式】 7
【考点8:求正切型函数的最值】 7
【考点9:求正切型函数的奇偶性】 9
【考点10:由正切型函数的奇偶性求参】 9
【考点11:求正切函数的周期】 10
【考点12:求正切函数的对称中心】 11
【考点13:正切函数的实际应用】 11
【知识梳理】
1.正切函数的性质与图象
(1)正切函数的图象及性质
定义域
周期性
由诱导公式可知,正切函数是周期函数,周期是π.
奇偶性
由诱导公式可知,正切函数是奇函数.
图象
单调性
正切函数在每一个区间上都单调递增
值域
正切函数的值域是实数集R
对称中心
(2)三点两线法作正切曲线的简图
类比于正、余弦函数图象的五点法,我们可以采用三点两线法作正切函数的简图.“三点”是指点
(-,-1),(0,0),(,1);“两线”是指直线x=-和x=.在三点、两线确定的情况下,可以大致画出正切函数在区间(-,)上的简图.
2.三角函数的单调区间的求解方法
求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成y=Atan(ωx+φ)形式,再求y=Atan(ωx+φ)的单调区间,只需把ωx+φ看作一个整体代入y=tanx的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.
3.已知三角函数的单调性求参数的解题思路
对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解,另外,若是选择题,利用特值验证排除法求解更为简捷.
4.三角函数周期的一般求法
(1)公式法;
(2)不能用公式求函数的周期时,可考虑用图象法或定义法求周期.
5.三角函数的对称轴、对称中心的求解策略
(1)对于可化为f(x)=Asin(ωx+φ)(或f(x)=Acos(ωx+φ))形式的函数,如果求f(x)的对称轴,只需令
ωx+φ=kπ(k∈Z)(或令ωx+φ=kπ(k∈Z)),求x即可;如果求f(x)的对称中心的横坐标,只需令ωx+φ=kπ(k∈Z)(或令ωx+φ=kπ(k∈Z)),求x即可.
(2)对于可化为f(x)=Atan(ωx+φ)形式的函数,如果求f(x)的对称中心的横坐标,只需令ωx+φ=(k∈Z)),求x即可.
【考点1:正切函数的定义域】
1.(25-26高一下·全国·课后作业)函数的定义域为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025高三·全国·专题练习)函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·四川绵阳·月考)的定义域为( )
A.
B.
C.
D.
4.(25-26高一上·全国·课后作业)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高一下·云南楚雄·月考)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【考点2:正切函数的值域】
1.(24-25高一下·四川南充·期中)函数的值域是 .
2.(25-26高一上·全国·课后作业)函数的值域是 .
3.(25-26高一上·全国·单元测试)函数(且)的值域是 .
4.(25-26高一·全国·课后作业)函数y=tan(+),x∈(0,)的值域是 .
5.(24-25高一下·陕西汉中·月考)函数在上的值域为 .
【考点3:画正切函数的图象】
1.(24-25高三下·河北·月考)函数与的图象在上的交点个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(24-25高一下·上海·课后作业)作函数的图象.
3.(25-26高一·全国·课堂例题)画出函数在上的简图.
4.(25-26高一·全国·课堂例题)观察正切函数曲线,写出满足下列条件的x的集合.
(1)满足的集合.
(2)满足的集合.
(3)满足的集合.
【考点4:求正切函数的单调性】
1.(24-25高一下·上海浦东新·期末)函数的单调区间为 .
2.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)求函数的定义域,并指出它的单调性及单调区间
3.(24-25高一下·江西吉安·期中)已知函数.
(1)求的定义域;
(2)求的单调区间.
4.(25-26高一·湖南·课后作业)求下列函数的定义域和单调区间:
(1);
(2);
(3).
5.(25-26高一上·四川南充·期末)已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)求函数的单调区间.
【考点5:由正切函数的单调性求参】
1.(25-26高一上·全国·课前预习)已知函数在单调递增,则的取值范围为 .
2.(25-26高三上·吉林长春·月考)已知函数在上单调递增,则的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·河北衡水·期中)已知函数在区间上单调递增,则的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·四川成都·期末)若函数在区间上是增函数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2025·甘肃定西·模拟预测)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【考点6:比较正切值的大小】
1.(25-26高一上·全国·课后作业)比较大小: .
2.(24-25高一上·陕西西安·期末)若,,,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·四川成都·期中)若锐角满足,则下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.以上说法均不对
4.(24-25高一上·江苏泰州·期末)已知函数,若,,,则( )
A. B.
C. D.
5.(多选)(24-25高一下·四川南充·月考)在锐角△ABC中,三个内角分别是,,,且,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【考点7:解正切不等式】
1.(25-26高一上·全国·课后作业)不等式,的解集为 .
2.(24-25高一下·广东·月考)利用三角函数图象,求出中的取值范围( )
A., B.,
C. D.,
3.(24-25高一上·全国·课后作业)观察正切曲线,写出满足下列条件的x的取值范围.
(1);
(2).
4.(25-26高一上·全国·单元测试)已知函数的图象过点.
(1)求的单调递增区间;
(2)求不等式的解集.
5.(25-26高一上·全国·课后作业)已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)记,求.
【考点8:求正切型函数的最值】
1.(24-25高一下·上海·期中)关于函数的最大值和最小值,表述正确的选项为( )
A.最大值是,最小值是 B.最大值是,最小值是
C.最大值是,最小值是 D.没有最大值,最小值是
2.(24-25高一下·上海·期中)函数,的最大值为 .
3.(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数,的最大值与最小值之和为 .
4.(24-25高一下·上海·期中)函数的值域
5.(2025高一·全国·专题练习)已知,求函数的最小值.
【考点9:求正切型函数的奇偶性】
1.(25-26高三上·北京·月考)下列函数中,定义域为的奇函数是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·江苏扬州·开学考试)下列各组函数,既是奇函数,又在区间上单调递增的为( )
A., B.,
C., D.,
3.(25-26高一上·全国·课后作业)函数( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.是非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
4.(2025高一·全国·专题练习)判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2).
5.(25-26高一·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2);
(3);
(4).
【考点10:由正切型函数的奇偶性求参】
1.(2025·广西玉林·三模)函数,若,则 .
2.(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数,若,则的值为
3.(2025·江苏南通·模拟预测)已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为( )
A.0 B.2 C.4 D.6
4.(25-26高三上·湖北武汉·月考)将函数的图象向左平移个单位长度后,所得的图象关于原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高一上·全国·单元测试)已知.
(1)求不等式的解集;
(2)若是奇函数,则应满足什么条件?并求出满足时的值.
【考点11:求正切函数的周期】
1.(2025·山东聊城·模拟预测)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·云南昆明·月考)函数 的最小正周期是( )
A.2π B.π C. D.
3.(25-26高三上·云南昆明·期中)若函数的最小正周期为,则的单调区间为( )
A., B.,
C., D.,
4.(25-26高三上·辽宁·月考)若函数的最小正周期为,则( )
A.8 B.2 C. D.
5.(25-26高三上·福建福州·开学考试)若函数的图象与直线的相邻两个交点的距离为,则( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【考点12:求正切函数的对称中心】
1.(2025高三·全国·专题练习)若点是函数的图像的一个对称中心,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·云南曲靖·月考)若函数的图象的一个对称中心的横坐标为1,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·江苏·月考)已知点是函数的图象的一个对称中心,则的值可以是( )
A. B. C. D.
4.(多选)(25-26高一上·陕西西安·月考)(多选)已知函数,下列说法正确的是( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的定义域为
C.函数图象的对称中心为,
D.函数的单调递增区间为,
5.(24-25高二下·云南曲靖·期末)已知函数在区间上有定义,且其图象在区间上至少有两个对称中心,则的取值范围为 .
【考点13:正切函数的实际应用】
1.(多选)(24-25高一下·河北衡水·期末)中国最早的天文观测仪器叫“圭表”,最早装置圭表的观测台是西周初年在阳城建立的周公测景(影)台.“圭”就是放在地面上的土堆,“表”就是直立于圭的杆子,太阳光照射在“表”上,便在“圭”上成影,到了汉代,使用圭表有了规范.规定“表”为八尺长(1尺=10寸).用圭表测量太阳照射在竹竿上的影长,可以判断季节的变化.也能用于丈量土地,同一日内,南北两地的日影长短倘使差一寸,它们的距离就相差一千里,所谓“影差一寸,地差千里”,记“表”的顶部为A.太阳光线通过顶部A投影到“圭”上的点为B,已知甲、乙两地之间的距离约为20千里.若同一日内,甲地中直线AB与地面所成的角为,且,则甲地日影长是乙地日影长的( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三下·海南·月考)海南中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图所示.O为圆孔及轮廓圆弧AB所在圆的圆心,A是圆弧AB与直线AG的切点,B是圆弧AB与直线BC的切点,四边形DEFG为矩形,BC⊥DG,垂足为C,tan∠ODC=,,EF=12cm,DE=2cm,A到直线DE和EF的距离均为7cm,圆孔半径为2cm,则图中阴影部分的面积为 cm2.
3.(2025高一·全国·专题练习)兴趣小组要测量电视塔的高度H(单位:m).如图所示,竖直放置的标杆的高度,仰角,.该小组已测得一组,的值,算出了,,请据此算出H的值.
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