正切函数的图像和性质
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正切函数的性质与图像 (一) 新课讲解 1.正切函数x y tan =的定义:通过正切函数的定义,tan y x =的终边不能落在y 轴上,()z k k x ∈+≠2ππ,它的周期()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛∈+≠∈=--=++=+z k k x R x x x x x x x ,2,tan cos sin cos sin tan πππππ且 ⎪⎭⎫ ⎝⎛∈+≠∈=∴z k k x R x x y ,2,tan ππ且的周期为π=T(最小正周期)。
2. 正切函数x y tan =(R ∈x 且2ππ+≠k x ,Z k ∈)的图像:(1)正切函数值的几何表示:在单位圆中,任意角的终边与单位圆交于点P ,过点A (1,0)作x 轴的垂线,与x 角的终边或终边的延长线相交于T 点,则称线段 为角x 的 。
(2)利用单位圆做出tan y x =在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭的图象:(3)根据正切函数的周期性,把上述图象向左、右扩展,得到正切函数R x xy ∈=tan ,且()z k k x ∈+≠ππ2的图象,称“正切曲线”。
(4)正切函数的性质函数tan y x = 定义域值域周期最小正周期奇偶性单调增区间对称中心(二)例题精讲例1求函数tan()3y x π=+的定义域.例2利用正切函数的单调性比较下列各组中两个正切值的大小:(1)tan138tan143o o 与(2)1317tan tan 45ππ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭与 (3) tan )1196(π和tan )1135(π-例3求函数y =例4求函数3tan(2)4y x π=+的定义域、周期和单调区间.例5求函数2tan 2tan 3,,33y x x x ππ⎡⎫=-+∈-⎪⎢⎣⎭的值域.。
正切函数的性质与图像
一、正切函数的性质:
1、定义域:{x|x≠(π/2)+kπ,k∈Z}。
2、值域:实数集R。
3、奇偶性:奇函数。
二、正切函数的图像:
正切定理:
在平面三角形中,正切定理说明任意两条边的和除以第一条边减第二条边的差所得的商等于这两条边的对角的和的一半的正切除以第一条边对角减第二条边对角的差的一半的正切所得的商。
正切定理:(a + b) / (a - b) = tan((α+β)/2) / tan((α-β)/2)
证明——由下式开始:
由正弦定理得出
正切函数是直角三角形中,对边与邻边的比值。
放在直角坐标系中(如图《定义图》所示)即tanθ=y/x。
也有表示为tgθ=y/x,但一般常用tanθ=y/x。
曾简写为tg,现已停用,仅在20世纪90年代以前出版的书籍中使用。
课题:正切函数的图象和性质教学目的:1.会用单位圆中的正切线画出正切函数的图象。
2.理解正切函数的性质。
3.会用数形结合的思想理解和处理有关问题。
教学重点:正切函数的图象和性质。
教学难点:用单位圆中的正切线作正切函数的图象。
教学方法:探索+讲练结合学法指导:学会用单位圆中的正切线画出正切函数的图象,探索性质,并会用性质解决相关问题。
教学过程1.设置情境前面我们学习了正弦、余弦函数的图像和性质,正切函数是不同于正弦、余弦函数的又一三角函数,我们今天要学习的就是正切函数的图象和性质。
板书课题。
2.复习请同学们回忆一下,我们是怎样利用单位圆中的正弦线作出x y sin =图像的. 回答后联想画正切函数的图像的方法。
3.新知传授:(1)在直角坐标系中,如果角α满足:)(2,z k k R ∈+≠∈ππαα,那么,角α的终边与单位圆交于点),(b a P ,唯一确定比值a b ,根据函数的定义,比值ab是角α的函数,我们把它叫作角α的正切函数,记作αtam y =,其中)(2,z k k R ∈+≠∈ππαα。
αααcos sin tan =,)(2,z k k R ∈+≠∈ππαα由此可知,正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以比值为函数值的函数。
我们统称为三角函数。
正切线:在直角坐标系中,设单位圆与x 轴的交点为:)0,1(A ,任意角α的终边与单位圆交于点P ,过点)0,1(A 作x 轴的垂线,与角的终边或终边的延长线相交于T 点。
AT 为正切线。
如下图,正切线是AT .(注意A 点的位置)(2)正切函数x y tan =的图象:首先考虑定义域:()z k k x ∈+≠2ππ再考虑一下它的周期:从正切线猜想周期为π,证明如下: ()()()⎪⎭⎫⎝⎛∈+≠∈=--=++=+z k k x R x x x x x x x ,2,tan cos sin cos sin tan πππππ且⎪⎭⎫⎝⎛∈+≠∈=∴z k k x R x x y ,2,tan ππ且的周期为π=T (最小正周期) 因此我们可选择⎪⎭⎫⎝⎛-2,2ππ的区间作出它的图象。
为什么? 作法如下:①作直角坐标系,并在直角坐标系y 轴左侧作单位圆.②把单位圆右半圆分成8等份,分别在单位圆中作出正切线. ③找横坐标(把x 轴上2π-到2π这一段分成8等份). ④找纵坐标,正切线平移. ⑤连线.根据正切函数的周期性,我们可以把上述图像向左、右扩展,得到正切函数x y tan =,R ∈x 且ππk x +≠2(Z ∈k )的图像,并把它叫做正切曲线(如图2).图1图2(3)正切函数的性质请同学们结合正切函数图像研究正切函数的性质:定义域、值域、周期性、奇偶性和单调性. ①定义域:⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠Z k k x x ,ππ2 ②值域由正切曲线可以看出,当x 小于ππk +2(Z ∈k )且无限接近于ππk +2时,x tan 无限增大,即可以比任意给定的正数大,我们把这种情况记作+∞→x tan (读作x tan 趋向于正无穷大);当x 大于ππk +-2且无限接近于ππk +-2,x tan 无限减小,即取负值且它的绝对值可以比任意给定的正数大,我们把这种情况记作-∞→x tan (读作x tan 趋向于负无穷大).这就是说,x tan 可以取任何实数值,但没有最大值、最小值.观察结果:当x 从小于()z k k ∈+2ππ,2π+π−→−k x 时,∞−→−x tan 当x 从大于()z k k ∈+ππ2,ππk x +−→−2时,-∞−→−x tan 因此,正切函数的值域是实数集R .③周期性正切函数是周期函数,周期是π. ④奇偶性∵()x x tan tan -=-,∴正切函数是奇函数,正切曲线关于原点O 对称. ⑤单调性由正切曲线图像可知:正切函数在开区间(ππk +-2,ππk +2),Z ∈k 内都是增函数. 4.例题分析例1 求函数⎪⎭⎫⎝⎛+=4tan πx y 的定义域. 解:令4π+=x z ,那么函数z y tan =的定义域是⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠Z k k z z ,ππ2 由 πππk z x +==+24,可得 πππππk k x +=-+=442所以函数⎪⎭⎫⎝⎛+=4tan πx y 的定义域是⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠Z k k x x ,ππ4 注:即把整个相位看成一个整体,这个整体不等于Z ∈+k k ,ππ2。
变式训练:例2 不通过求值,比较下列各组中两个正切函数值的大小: (1) 167tan 与173tan ;(2)⎪⎭⎫ ⎝⎛-π411tan 与⎪⎭⎫⎝⎛-π513tan . 解:(1)∵180********<<<又 ∵x y tan =,在()27090,上是增函数 ∴173tan 167tan < (2)∵⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-43tan 411tan ππ ⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-ππ53tan 513tan 又 ∵2534323ππππ-<-<-<-,函数x y tan =,⎪⎭⎫⎝⎛--∈223ππ,x 是增函数, ∴⎪⎭⎫ ⎝⎛-<⎪⎭⎫ ⎝⎛-53tan 43tan ππ 即⎪⎭⎫⎝⎛-<⎪⎭⎫ ⎝⎛-ππ513tan 411tan . 注:比较两个正切型实数的大小,关键是把相应的角诱导到x y tan =的同一单调区间内,利用x y tan =的单调递增性来解决。
为了方便,我们可以都转化到)2,0(π这个区间。
变式训练:例3 观察正切曲线写出满足下列条件的x 的值的范围:tan x >0解:根据y =tan x 在(-2π,2π)上的图象,不难看出在此区间上满足tan x >0的x 的范围为:0<x <2π 结合周期性,可知在x ∈R ,且x ≠k π+2π上满足的x 的取值范围为(k π,k π+2π)(k ∈Z )注:即根据y =tan x 在(-2π,2π)上的图象,先找一个周期内的答案,在结合周期写答案。
变式训练: 5.课堂练习:课本33页,动手实践 6.小 结:(1)x y tan =的作图是利用平移正切线得到的,当我们获得⎪⎭⎫⎝⎛-22ππ,上图像后,再利用周期性把该段图像向左右延伸、平移。
(2)x y tan =性质.7.作 业:课本35页习题1—6 A 组 1,2,3,4课题:正切函数的诱导公式教学目的:1.利用正切函数的性质推导正切函数的诱导公式。
2.会用数形结合的思想理解和处理有关问题。
教学重点:正切函数的图象和性质。
教学难点:用单位圆中的正切线作正切函数的图象。
教学方法:探索+讲练结合学法指导:学会用单位圆中的正切线画出正切函数的图象,探索性质,并会用性质解决相关问题。
教学过程一、 复习引入同学们已经知道,在正、余弦函数中,我们是先学诱导公式,再学图像与性质的。
在学正切函数时,我们为什么要先学图像与性质,再学诱导公式呢? 二、新课tan(2π+α)=tan α tan(-α)=-tan α tan(2π-α)=-tan α tan(π-α)=-tan αtan(π+α)=tan α三、例题分析 例1.若tan α=32,借助三角函数定义求角α的正弦函数值和余弦函数值。
解:∵tan α=32>0,∴α是第一象限或第三象限的角 (1)如果α是第一象限的角,则由tan α=32可知,角α终边上必有一点P (3,2).所以x =3,y =2. ∵r=|OP|=13 ∴si n α=ry =13132, cos α=r x =13133.(2) 如果α是第三象限角,同理可得:sin α=ry=-13132, cos α=r x =-13133.例2.化简:()()()()()πααπαπαπαπ---+-+-tan 3tan tan 3tan 2tan解:原式=()()[]()()[]απαπαπαπα+----+-tan tan tan tan tan =()()()αααααtan tan tan tan tan ---=-αtan 1.四、练习教材35页的练习1、2、3、4五、小结(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及的主要数学思想方法有那些? (2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向老师提出。
(3)你在这节课中的表现怎样?你的体会是什么? 六、作业:P35习题A 组5—11.。