内容正文:
2025-2026学年高一数学下学期同步培优讲义【精英班课程】
专题06 正切函数的图像与性质
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.
题型01:正切(型)函数的图象
1.画出函数,的简图.
2.画出函数在上的简图.
3.函数()的图象可能是( )
A. B. C. D.
4.将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,则的图象的对称中心为 .
5.将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则______
6.函数与的图象在区间上交点的个数为 .
题型02:正切(型)函数图像的应用(求定义域与解不等式)
7.函数的定义域为 .
8.
的定义域为( )
A. B.
C. D.
9.不等式,的解集为 .
10.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
11.已知,且,则x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
12.观察正切曲线,写出满足下列条件的x的取值范围.
(1);
(2).
题型03:正切(型)函数的周期性
13.函数的最小正周期是_______
14.函数的最小正周期为_____
15.若函数的最小正周期为,则________
16.
直线与函数的图像的相邻两个交点的距离是 .
题型04:正切(型)函数的单调性
17.
已知函数:①,②,③,④,其中周期为,且在上单调递增的是
A.①② B.①③ C.①②③ D.①③④
18.
函数的单调递增区间为
19.函数的单调递增区间为_______
20.函数的单调区间是______
21.函数在上的最大值为,最小值为,则________
22.已知函数在单调递增,则的取值范围为 .
23.已知函数在区间上的最大值为7,最小值为1,求和的值.
24.比较大小,在下面的横线上填上“>”“<”或“=”.
;
.
题型05:正切(型)函数的奇偶性
25.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是最小正周期为的偶函数 B.是最小正周期为的偶函数
C.是最小正周期为的奇函数 D.是最小正周期为的奇函数
26.已知,则“函数的图象关于轴对称”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
27.函数的奇偶性是 .
28.已知函数,若,则_______
29.已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为_____
30.判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2).
题型06:正切(型)函数的对称性
31.“”是“函数的图象关于对称”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
32.已知函数,则的对称中心为 .
33.设函数的图象的一个对称中心为,则的一个最小正周期是_______
34.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 .
题型07:正切(型)函数的值域及最值
35.函数的值域是 .
36.函数的值域是( )
A. B. C. D.
37.函数,的最大值与最小值之和为 .
38.函数的值域
39.若函数的最小值为-6,则实数a的值为 .
题型08:含绝对值正切(型)函数的图象和性质
40.函数、、在上的大致图像依次是 .(选填序号)
41.曲线的对称轴方程为( )
A. B.
C. D.
42..函数在区间内的图象是 .(填相应序号)
43.关于函数f(x)=tan|x|+|tanx|有下述四个结论:
① f(x)是偶函数; ② f(x)在区间上单调递减;
③ f(x)是周期函数; ④ f(x)图象关于对称
其中所有正确结论的编号是
A.①③ B.②③ C.①② D.③④
44.画出f(x)=tan|x|的图象,并根据其图象判断其单调区间、周期性、奇偶性.
45.已知函数.(画出函数草图,直接写出结论即可.)
(1)求函数的定义域与值域;
(2)求函数的周期及对称轴方程;
(3)求函数的单调区间.
题型09:正切(型)函数图像与性质的综合应用
46.已知函数,则下列结论中不正确的是( )
A.
B.若,且,则
C.点是图象的一个对称中心
D.在区间上不具有单调性
47.对于函数的性质,不正确的有( )
A.定义域为,周期为2
B.单调区间为,
C.对称中心为,
D.在定义域内,任意、且,,则最大值为1
48.已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)设函数,对任意的恒成立,求的取值范围.
49.已知函数的最小正周期为,且.
(1)求的解析式;
(2)求在上的值域;
(3)设函数,若,求t的最小值.
一、填空题
1.若函数的最小正周期为,则_____
2.下列是函数的对称中心的是______
3.函数的单调递增区间为 .
4.函数的单调区间为 .
5.比较大小: .
6.若函数在区间上单调递增,则的取值范围是______
7.已知函数与函数的部分图象如图所示,图中阴影部分的面积为8,则的值为
8.将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,若,则的最小值是 .
二、选择题
9.函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
10.下列四个函数中,在区间上为增函数的是( )
A. B.
C. D.
11.函数在区间内的大致图象是( )
A.B.C.D.
12.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数的图象可以由的图象向右平移个单位,再向上平移1个单位得到
B.函数是偶函数
C.函数的图象关于点对称
D.函数的最小正周期为
3、 解答题
13.设函数
(1)求函数的定义域、最小正周期.
(2)求不等式的解集.
14.已知函数的最小正周期为,
(1)求图象的对称中心;
(2)求不等式在上的解集.
15.已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若,方程有解,求实数的取值范围.
16.已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)求函数的单调区间;
(3)求函数的对称中心.
17.已知函数,其中.
(1)当,时,求函数的最大值与最小值;
(2)函数为奇函数,求的值;
(3)求的取值范围,使在区间上是单调函数.
18.已知函数.
(1)若,求函数的最小正周期;
(2)若函数在区间上为严格增函数,求的取值范围;
(3)若函数在(且)上满足“关于x的方程在上至少存在2024个根”,且在所有满足上述条件的中,的最小值不小于2024,求的取值范围.
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2025-2026学年高一数学下学期同步培优讲义【精英班课程】
专题06 正切函数的图像与性质
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.
题型01:正切(型)函数的图象
1.画出函数,的简图.
【答案】答案见解析.
【分析】用列表描点法画图.
【详解】列表:
0
1
0
-1
描点连线:
2.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.
3.函数()的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据函数奇偶性排除不符合的两个选项,再根据的符号,即可得符合的函数图象.
【详解】因为函数()
所以,则函数为偶函数,故排除A,C选项;
又,故排除D选项,故选B符合.
故选:B.
4.将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,则的图象的对称中心为 .
【答案】,
【分析】由函数图象变换法则得函数的解析式,结合正切函数的性质列关系式求对称中心的横坐标,即可求解.
【详解】由题意可知:函数,
令,,解得,,所以函数的图象的对称中心为,.
故答案为:,.
5.将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则______
【分析】首先根据题意得到,再求即可.
【详解】由题知:.
.
6.函数与的图象在区间上交点的个数为 .
【答案】
【分析】先分析时图象是否有交点,然后作出与的图象,根据图象直接判断即可.
【详解】因为当时,,
所以当时,与的图象没有公共点,
函数与在区间内的图象如图所示,
观察图象,由对称性可知时,与的图象没有公共点,
综上,与的图象在区间上有个交点.
题型02:正切(型)函数图像的应用(求定义域与解不等式)
7.函数的定义域为 .
【答案】
【分析】先根据定义域得出解出来即可.
【详解】要使,则有
由得
所以原函数的定义域为
故答案为:
8.
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
9.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:
10.不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用正切函数的单调性解不等式即得.
【详解】依题意,得,解得,
所以不等式的解集为.
故选:A
11.已知,且,则x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将转化为或,利用数形结合法求解.
【详解】解:等价于或,
如图所示:
由正切函数图象知,
故选:B.
12.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().
题型03:正切(型)函数的周期性
13.函数的最小正周期是______
【分析】根据正切型函数的周期公式即可求解.
【详解】函数的最小正周期,
14.函数的最小正周期为_______
【分析】算出的最小正周期,再根据加绝对值后,函数之间的最小正周期关系得到的最小正周期.
【详解】对于,,因此它的最小正周期为,
加上绝对值后,图像会将x轴下方的部分翻折到x轴上方,如图所示,
由图可知,加上绝对值后,周期不变,所以的最小正周期与一致,均为.
15.若函数的最小正周期为,则________
【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.
16.
直线与函数的图像的相邻两个交点的距离是 .
【答案】/
【分析】根据正切型函数的图象与性质,求得函数的最小正周期为,结合周期,即可得到答案.
【详解】由正切型函数的图象与性质,可得函数的最小正周期为,
所以直线与函数的图像的相邻两个交点的距离是.
故答案为:.
题型04:正切(型)函数的单调性
17.
已知函数:①,②,③,④,其中周期为,且在上单调递增的是
A.①② B.①③ C.①②③ D.①③④
【答案】B
【分析】利用三角函数的周期性,与三角函数的图象和性质对选项逐个分析即可得出结论.
【详解】对于①周期为,由正切函数的图象可得在上单调递增,所以①正确;
对于②为偶函数,根据图象判断它不是周期函数,所以②不正确;
对于③由于函数周期为,利用正弦函数的图象可得在上单调递增,故③正确;
对于④的周期为,利用余弦函数的图象可得在上单调递减,故④不正确;
故选:B.
【点睛】本题考查三角函数的周期性及其求法,考查了三角函数的图象和性质,熟练掌握各类三角函数的周期情况及求法是解决问题的关键,属于中档题.
18.
函数的单调递增区间为
【答案】
【分析】利用正切型函数的单调性可求得函数的单调递增区间.
【详解】对于函数,由,
可得,
所以,函数的单调递增区间为.
故答案为:.
19.函数的单调递增区间为_______
【分析】根据题意,由正切函数的单调区间,列出不等式,求解即可得到结果.
【详解】令,解得,
所以函数的单调递增区间为.
20.函数的单调区间是______
【分析】利用诱导公式化简,再根据正切函数的性质计算可得.
【详解】因为,
令,,解得,,
所以函数的单调递减区间为.
21.函数在上的最大值为,最小值为,则________
【分析】由正切函数的单调性可知函数在上单调递增,即,,解方程即可得出答案.
【详解】因为,所以,
所以,
因为函数在上的最大值为,最小值为,
所以,即,所以
令,,因为在上单调递增,
在定义域内单调递增,由“复合函数”的单调性知,
函数在上单调递增,
所以,解得:,
,
解得:,因为,则,
所以,解得:.
故.
22.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:.
23.已知函数在区间上的最大值为7,最小值为1,求和的值.
【答案】或.
【分析】分类讨论的值,从而得到函数的单调区间,再利用函数的最值求解即可.
【详解】当时,,不符合题意,舍去.
当时,在区间上为增函数,
,解得 ,.
当时,在区间上为减函数,
,解得 ,.
24.比较大小,在下面的横线上填上“>”“<”或“=”.
;
.
【答案】 < >
【分析】根据正切函数的单调性可求;
【详解】(1)在区间是增函数,
由,;
(2),,
在是增函数,且,
,,即.
故答案为:;.
题型05:正切(型)函数的奇偶性
25.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.是最小正周期为的偶函数 B.是最小正周期为的偶函数
C.是最小正周期为的奇函数 D.是最小正周期为的奇函数
【答案】C
【分析】先求函数的最小正周期,再判断函数的奇偶性得解.
【详解】解:的最小正周期为,
令,
所以函数的定义域关于原点对称.
又,
所以函数是奇函数.
故选:C
26.已知,则“函数的图象关于轴对称”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】求出函数的图象关于轴对称所满足的条件,和进行比较
【详解】关于轴对称,则关于原点对称,故,,故是可以推出,,但,推不出,故函数的图象关于轴对称是的必要不充分条件
故选:B
27.函数的奇偶性是 .
【答案】奇函数
【分析】解正切不等式,求得函数定义域;再结合奇偶性的定义,即可判断.
【详解】由,得或,
∴函数定义域为∪,关于原点对称.
又,
∴,∴是奇函数.
故答案为:奇函数.
28.已知函数,若,则_______
【分析】将代入可推导出,再将代入,利用整体代换思想即可得最后结果.
【详解】∵,,
∴,
∴,
∴,
【点睛】本题考查函数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意函数性质的合理运用,整体代换思想的应用,属于中档题.
29.已知函数的最大值为M,最小值为m,则的值为_____
【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.
30.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.
(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.
题型06:正切(型)函数的对称性
31.“”是“函数的图象关于对称”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】若函数的图象关于对称,
则,解得,
因为是的真子集,
所以“”是“函数的图象关于对称”的充分不必要条件.
故选:A.
32.已知函数,则的对称中心为 .
【答案】
【分析】由正切函数对称中心公式列式计算即可.
【详解】令,则,
故的对称中心为,.
故答案为:,.
33.设函数的图象的一个对称中心为,则的一个最小正周期是_______
【分析】根据对称中心结合正切函数性质可得,进而可求最小正周期.
【详解】因为函数的图象的一个对称中心为,
则,解得,
且,所以函数的最小正周期为,
对于选项A:若,此时,不合题意,故A错误;
对于选项B:若,此时,不合题意,故B错误;
对于选项C:若,解得,故C正确;
对于选项D:若,此时,不合题意,故D错误;
34.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:.
题型07:正切(型)函数的值域及最值
35.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:
36.函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦函数的有界性与正切函数的单调性,即可求出函数的值域.
【详解】∵,∴.
∵在上是单调递增的.
即
∴函数的值域为.
故选:C
37.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:.
38.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.
39.若函数的最小值为-6,则实数a的值为 .
【答案】-7或7
【解析】设,则原函数化为,分别讨论,,时函数的最小值即可求出a.
【详解】设.因为,所以,
则原函数化为,
对称轴方程为直线.
①若,即,则
当时,,
所以,不符合题意,舍去;
②若,即,
则二次函数在上单调递增,
当时,,所以;
③若,即,
则二次函数在上单调递减,
当时,,所以.
综上所述,实数a的值为-7或7.
故答案为:-7,7
【点睛】本题考查了正切函数的值域和二次函数的最值,考查了换元法和分类讨论法,属于中档题.
题型08:含绝对值正切(型)函数的图象和性质
40.函数、、在上的大致图像依次是 .(选填序号)
【答案】①③②
【分析】借助正切函数的图象和性质,因为函数,所以在轴下方无图像; 与的图像关于轴对称;是一个偶函数,图象关于y轴对称.
【详解】,在轴下方无图像,对应①;
与关于y轴对称,对应③,
是偶函数,图象关于y轴对称,对应②;
故三个图象依次是①③②.
故答案为:①③②.
41.曲线的对称轴方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据正切函数图象性质得出对称轴表达式即可.
【详解】根据函数的图象可知曲线的图象如下图:
因此对称轴方程满足,即可得,
所以对称轴方程为.
故选:A
42.函数在区间内的图象是 .(填相应序号)
【答案】④
【分析】分段取绝对值,然后由正弦函数和正切函数图象可得.
【详解】当时,,此时;
当时,,此时.
综上,,由正弦函数和正切函数图象可知④正确.
故答案为:④
43.关于函数f(x)=tan|x|+|tanx|有下述四个结论:
① f(x)是偶函数; ② f(x)在区间上单调递减;
③ f(x)是周期函数; ④ f(x)图象关于对称
其中所有正确结论的编号是
A.①③ B.②③ C.①② D.③④
【答案】C
【分析】①用奇偶性定义证明为正确;
②化简去绝对值,可证为正确;
③ ④作出图像,可判断为不正确.
【详解】
为偶函数,①为正确;
单调递减,②为正确;
作出函数在的图像如下图:
可判断③ ④不正确.
故选:C
44.画出f(x)=tan|x|的图象,并根据其图象判断其单调区间、周期性、奇偶性.
解 f(x)=tan|x|化为f(x)=
根据y=tan x的图象,作出f(x)=tan|x|的图象,如图所示,
由图象知,f(x)不是周期函数,是偶函数,单调增区间为,(k∈N);单调减区间为,(k=0,-1,-2,…).
45.已知函数.(画出函数草图,直接写出结论即可.)
(1)求函数的定义域与值域;
(2)求函数的周期及对称轴方程;
(3)求函数的单调区间.
【答案】(1)定义域为;值域为;
(2);对称轴方程为;
(3)单调减区间为;单调增区间为.
【分析】(1)根据条件,利用的性质,即可求解;
(2)根据图象变换,利用的图象作出的图象,数形结合,即可求解;
(3)利用的图象与性质及图象,即可求解.
【详解】(1)由,得到,
又因为的值域为,所以的值域为,
则函数的定义域为,值域为.
(2)因为的周期为,
且的图象可由的图象将轴下方图象关于轴翻折上去,上方图象不变得到,
又将图象上所有点向右平移个单位,得到,
再将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变得到的图象,
再将图象所点的纵坐标伸长到原来的倍,横坐标不变,得到,
则的图象如图所示,
由图知的周期为,
又由,得到,所以函数的对称轴方程为.
(3)因为在区间上单调递增,
由,得到,
由,得到,
所以的减区间为,增区间为.
题型09:正切(型)函数图像与性质的综合应用
46.已知函数,则下列结论中不正确的是( )
A.
B.若,且,则
C.点是图象的一个对称中心
D.在区间上不具有单调性
【答案】A
【分析】由正切函数的性质对选项一一判断即可得出答案.
【详解】对于A,故A错误;
对于B的最小正周期为,结合题意可知即为函数最小正周期,故B正确;
对于C,当时,,所以点是图象的一个对称中心,故C正确;
对于D,当时,,因为函数在处无意义,
再结合的图象特征可知在区间上不具有单调性,故D正确.
故选:A.
47.对于函数的性质,不正确的有( )
A.定义域为,周期为2
B.单调区间为,
C.对称中心为,
D.在定义域内,任意、且,,则最大值为1
【答案】C
【分析】对于ABC,利用正切函数的性质求解即可;对于D,利用转化法,结合正切函数的图像性质即得解.
【详解】对于A,因为,
所以由,,得,,,
则的定义域为,周期为2,故A正确;
对于B,令,得,
所以的单调递增区间为,,故B正确;
对于C,令,得,
所以的对称中心为,,故C错误;
对于D,令,则,
因为,即,
则恒成立,
记对应的点为,对应的点为,的中点为,如图,
显然,由梯形的中位线定理可得,所以上述不等式转化为恒成立,
显然结合的图像可知所在最大区间为,
所以,则,即,
所以最大值为1,故D正确.
故选:C.
48.已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)设函数,对任意的恒成立,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据正切函数的图象和性质,解不等式;
(2)首先求函数的值域,再换元为函数,转化为讨论对称轴与定义域的关系,求函数的最小值问题,即可求解.
【详解】(1)不等式,即,则,
从而,
解得,
故不等式的解集为.
(2)因为,所以,所以,
所以,即.
设,则.
设函数,则.
当,即时,在上单调递增,
则,解得,又,所以,即不符合题意.
当,即时,在上单调递减,在上单调递增,
则,解得,
又,所以.
当,即时,在上单调递减,
则,解得,
又,所以.
综上,的取值范围是.
49.已知函数的最小正周期为,且.
(1)求的解析式;
(2)求在上的值域;
(3)设函数,若,求t的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据函数的周期可求的值,再根据,结合的取值范围,可求的值,进而可得的解析式.
(2)利用正切函数的性质,结合换元思想求函数在给定区间的值域.
(3)先得到的解析式,再结合,利用正切函数的周期性,可求的最小值.
【详解】(1)因为最小正周期.所以,解得.
因为,
所以,则.
解得.
由,得,从而.
(2)因为,所以,
所以,即在上的值域.
(3)由(1)知.
因为,所以,
所以,解得,
因为,所以当时,的最小值为.
一、填空题
1.若函数的最小正周期为,则_____
【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.
2.下列是函数的对称中心的是______
【分析】根据正切函数的对称中心进行求解即可.
【详解】令,解得,
故函数的对称中心为,故AB错误;
当时,,故对称中心为,D正确,
,C不满足要求.
3.函数的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】根据正切函数的单调递增区间利用整体代换解不等式可得结果.
【详解】易知正切函数的单调递增区间为,
所以令,解得;
即该函数的单调递增区间为.
故答案为:.
4.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:.
5.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:>
6.若函数在区间上单调递增,则的取值范围是______
【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.
7.已知函数与函数的部分图象如图所示,图中阴影部分的面积为8,则的值为
【答案】/
【分析】由题意,阴影部分的面积等于矩形的面积,利用面积即可求得参数值.
【详解】如图,结合函数图象的对称性,阴影部分的面积等于矩形的面积,
对于函数,定义域为,
令,则,即,
由图知,过点C垂直于x轴的直线为,又,则,
则,解得.
故答案为:.
8.将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,若,则的最小值是 .
【答案】
【分析】根据图象的平移得到,利用列方程,解方程得到,然后根据即可得到的最小值.
【详解】函数的图象向左平移t个单位长度,得到函数的图象,又,所以,解得,因为,所以当时,取最小值,.
故答案为:.
二、选择题
9.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.
10.下列四个函数中,在区间上为增函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据正弦、余弦、正切函数的单调性判断即可.
【详解】对A,因为在上递增,所以在上单调递减,故A错误;
对B,在上单调递减,故B错误;
对C,在上单调递增,故C正确;
对D,由C知,在上单调递减,故D错误.
故答案为:C
11.函数在区间内的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当时, 即,
所以在区间上的图象与的图象相同,
当时, 即,
所以在区间和上的图象是的图象关于轴的对称图形.
故选:B.
12.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.函数的图象可以由的图象向右平移个单位,再向上平移1个单位得到
B.函数是偶函数
C.函数的图象关于点对称
D.函数的最小正周期为
【答案】C
【分析】根据三角函数的变换规则判断A,求出函数的定义域即可判断B,代入法检验C,根据正切函数的性质判断D.
【详解】对于A:将的图象向右平移个单位得到,
再将向上平移1个单位得到,故A错误;
对于B:由,解得,
即的定义域为,
则的定义域为,定义域不关于原点对称,
故为非奇非偶函数,故B错误;
对于C:因为,所以函数的图象关于点对称,故C正确;
对于D:函数的最小正周期,故D错误.
故选:C
3、 解答题
13.设函数
(1)求函数的定义域、最小正周期.
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)定义域;最小正周期;
(2)
【分析】(1)根据正切函数的性质列不等式即可得函数定义域,由正切型三角函数的性质得最小正周期;
(2)根据正切型函数的性质可求解不等式的解集.
【详解】(1)函数的定义域满足函数,所以
所以函数的定义域为;
最小正周期;
(2)由不等式,则,解得,
所以不等式的解集为.
14.已知函数的最小正周期为,
(1)求图象的对称中心;
(2)求不等式在上的解集.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据函数的周期公式求出,然后利用正切函数的对称性进行求解即可.
(2)根据正切函数的性质解不等式即可.
【详解】(1)由,得.由,得,
所以图象的对称中心为.
(2)由,得,
由,得,
所以,得,
故不等式在上的解集为.
15.已知函数为奇函数.
(1)求实数的值;
(2)若,方程有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)1;(2).
【分析】(1)由奇函数定义推导计算即可得解;
(2)根据给定条件化简整理函数,令,构造新函数并求出其值域即可得解.
【详解】(1)因函数为奇函数,于是有,
即,则,,而,解得,
所以实数的值是1;
(2)由(1)知,显然有,即,
函数中,,则,
于是得,,
令,,显然,函数在上单调递增,,
而在上单调递增,于是得,则有的值域为,
从而有的值域是,又方程有解,则,
所以实数的取值范围是.
16.已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)求函数的单调区间;
(3)求函数的对称中心.
【答案】(1),;(2)函数的增区间为,,;(3)对称中心是,,.
【分析】(1)根据正切函数有意义的条件求解.
(2)根据正切函数单调性求解.
(3)根据正切函数的对称性求解.
【详解】(1)对于函数,令,求得,,
故函数的定义域为,.
(2)令,求得,
可得函数的增区间为,,.
(3)令,求得,,故函数的对称中心为,,.
17.已知函数,其中.
(1)当,时,求函数的最大值与最小值;
(2)函数为奇函数,求的值;
(3)求的取值范围,使在区间上是单调函数.
【答案】(1);;(2);(3),.
【分析】(1)代入,再对中的二次函数进行配方分析最值即可.
(2)根据奇函数的定义可得,解方程即可.
(3)计算二次函数的对称轴满足的关系式,再列出对应的不等式求解即可.
【详解】(1)当时,,,
对称轴,当时,最大,且;
当时,最小,且,
综上,的最大值,最小值为.
(2),
函数的定义域
若为奇函数,则,
即,解得,
所以,
所以函数为奇函数时,
(3)的对称轴为,
在区间上单调时,或,
∴或,
解得或,(),
∴的取值范围是,.
18.已知函数.
(1)若,求函数的最小正周期;
(2)若函数在区间上为严格增函数,求的取值范围;
(3)若函数在(且)上满足“关于x的方程在上至少存在2024个根”,且在所有满足上述条件的中,的最小值不小于2024,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先写出函数的解析式,进而求出该函数的最小正周期;
(2)由题意利用正切函数的单调性,求得的范围;
(3)由题意利用正切函数的周期性和零点,结合正切函数图象的特点,求得的范围.
【详解】(1)由于,且,
所以的最小正周期为.
(2)由,且,得,
若函数在区间上严格递增,
则只需保证,求得,则,
则的范围为.
(3)由关于的方程在区间上至少存在2024个根,
则关于的方程至少有2024个根,
则至少存在个使得,
因函数的最小正周期为,
故至少包含2023个周期,即
又在所有满足上述条件的中,的最小值不小于2024,则,
得,
所以的取值范围为.
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