说明:函数具有奇、偶性的必要条件之一是定义域关于原点对称,故难证f(-x)=f(-x)或f(-x)=-f(x)成立之前,要先判断定义域是否关于原点对称。
例2求下列函数的单调区间:
(1)y=3tan12x+π4
(2)y=tan-3x+π6
分析:利用复合函数的单调性求解。
解:(1)令μ=12x+π4,则y=3tanμ∵μ=12x+π4为增函数,y=3tanμ在μ∈kπ-π2,kπ+π2,k∈Z上单调递增,∴y=3tan12x+π4kπ-π2<12x+π4<kπ+π2,即x∈2kπ-3π2,2kπ+π2上单调递增。
(2)令y=tan-3x+π6,则y=tanμ∵y=tan-3x+π6为减函数,y=tanμ在μ∈kπ-π2,kπ+π2,k∈Z上单调递增,∴y=tan-3x+π6在kπ-π2<-3x+π6<kπ+π2上单调递减,即y=tan-3x+π6在kπ3+π18,kπ3+7π18上单调递减。
例3求下列函数的周期:
(1)y=3tan2x+π4
(2)y=7tanx3-π7
分析:利用周期函数定义及正切函数最小正周期来解。
解:(1)f(x)=3tan2x+π4
=3tan2x+π4+π
=3tan2x+π2+π4
=fx+π2
∴周期T=π2
(2)f(x)=7tanx3-π7
=7tanx3-π7+π
=7tan13(x+3π)-π7
∴周期T=3π
师:从上面两例,你能得到函数y=Atan(ωx+φ)的周期吗?
生:周期T=πω
例4有两个函数f(x)=asinωx+π3,g(x)=btanωx-π3(其ω>0中),已知它们的周期之和为3π2,且fπ2=gπ2,fπ4=-3gπ4+1,求a、b、ω的值。
解:∵f(x)的周期为2πω,g(x)的周期为πω,由已知2πω+πω=3π2得ω=2
∴函数式为f(x)=asin2x+π3,g(x)=btan2x-π3,由已知,得方程组asinπ+π3=btanπ-π3asin2×π4+π3=-3btan2×π4+π3+1
即-32a=-3ba2=-b+1
解得a=1b=12
∴a=1,b=12,ω=2
[参考例题]求函数y=lg(tanx-1)+sin2x的定义域。
解:所求自变量x必须满足
tanx-1>0sin2x≥0kπ+π4<x<kπ+π2kπ≤x≤kπ+π2(k∈Z)
kπ+π4<x<kπ+π2(k∈Z)
故其定义域为x|kπ+π4<x<kπ+π2,k∈Z演练反馈(1)下列函数中,同时满足①在0,π2上递增;②以2π为周期;③是奇函数的是A.y=tanxB.y=cosx
C.y=tan12D.y=-tanx
(2)作出函数y=tanx1+tan2x,x∈(0,2π),且x≠π2,3π2的简图。
(3)函数y=tan2x+π4的图像被平行直线隔开,与x轴交点的横坐标是,与y轴交点的纵坐标是,周期,定义域,它的奇偶性是。
【参考答案】
(1)C。
(2)y=sinxx∈0,π2∪32π,2π-sinxx∈π2,3π2
(3)x=kπ2+π8k∈Z;kπ2-π8k∈Z;1,T=π2;x|x∈R且x≠kπ2+π8,k∈Z非奇非偶函数。
【总结提炼】
(1)y=Atan(ωx+φ)的周期公式T=πω,它没有极值,正切函数在定义域上不具有单调性(非增函数),不存在减区间。
(2)求复合函数y=Atan(ωx+φ)的单调区间,应首先把A、ω变换为正值,再用复合函数的单调性判断法则求解。
板书设计
课题例1
例2
例3
例4
[参考例题]
演练反馈
总结提炼
【习题精选】
一、选择题
1函数y=tanxa的最小正周期是
A.πaB.π|a
C.πaD.π|a|
2函数y=tanπ4-x的定义域是
A.x|x≠π4,x∈R
B.x|x≠-π4,x∈R
C.x|x≠kπ+π4,k∈Z,x∈R
D.x|x≠kπ+34π,k∈Z,x∈R3函数y=tan-π4≤x≤π4且x≠0的值域是A.[-1,1]B.[-1,0)∪(0,1]C.(-∞,1]D.[-1,+∞)
4下列函数中,同时满足①在0,π2上是增函数;②为奇函数;③以x为最小正周期的函数是A.y=tanxB.y=cosx
C.y=tanx2D.y=|sinx|5已知函数f(x)=1tan2x-π3,下列判断正确的个数是①f(x)是定义域上的减函数,周期为π2。
②f(x)是区间(kπ,(k+1)π)上的减函数,周期为2π。
③f(x)是区间23π,76π上的减函数,周期为π2。
④f(x)是区间π6,23π上的减函数,周期为π4。
A.0B.1
C.2D.3
6函数y=|tanx|的图像对称于
A.原点B.y轴
C.x轴D.直线y=x
7要得到y=tan2x的图像,只需把y=tan2x+π6的图像A.向左平移个单位π6
B.向左平移个单位π12
C.向右平移个单位π12
D.向右平移个单位π6
8函数y=2tan3x+π4的一个对称中心是A.π3,0
B.π6,0
C.-π4,0
D.-π2,0
9函数f(x)=tanωx(ω>0)的图像相邻的两支截直线所得线段长为y=π4,则fπ4的值是A.π4B.0
C.1D.-1
10在区间-3π2,3π2范围内,函数y=tanx与函数y=sinx的图像交点的个数为A.1B.2
C.3D.4
11要得到函数f(x)=tan2x-π3的图像,须将函数f(x)=tan2x的图像A.向右平移π3个单位B.向左平移π3个单位C.向右平移π6个单位D.向左平移π6个单位12函数y=tan12x-13x在一个周期内的图像是二、填空题
13函数y=1-tan22x1+tan22x的最小正周期是。
14函数y=-tan2x+(3+1)tanx-3的定义域是。
15函数y=tan(sinx)的值域是。
16已知函数y=f(x)是以3为周期的奇函数,且f(-1)=1若tana=5+12,则f(tan2a)=。
三、解答题
17试求函数y=2tanx+|tanx|的定义域,并作出区间(-π,π)上的图像。
18已知lg12-cos(x+π6)≤1求函数y=1tan2x+5-2tanx的值域。
19求函数y=-2tan3x+π3的定义域、值域,并指出它的周期、奇偶性和单调性。
20求证:函数y=Atan(ωx+ψ)(A、ω≠0)为奇函数的充要条件是ψ=kπk∈Z。
【参考答案】
一、选择题
1B2D3B4A5A6B
7C8C9B10C11C12A二、填空题13π2
14x|kπ+π4≤x≤kπ+π3,k∈Z15[-tan1,tan1]16-1
三、解答题
17由tanx>0得函数的定义域为x|kπ<x≤kπ+π2,k∈Z。
又当x∈(-π,π)时,
y=ctgx,x∈-π,-π2∪0,π2,无意义,x∈-π2,0∪π2,π其图像如图所示。
18由已知条件得0≤lg12-cos(x+π6)≤1,解得-12≤cosx+π6≤12,∴kπ+π3≤x+π6≤kπ+2π3k∈Z,∴kπ+π6≤x≤kπ+π2k∈Z,∴0≤ctgx≤3,于是y=1tan2x+5-2tanx=ctg2x-2ctgx+5=(ctgx-1)2+4。
∴当x=kπ+π4(k∈Z)时y取最小值4,当x=kπ+π2(k∈Z)时x取最大值5从而函数的值域为[4,5]。
19由3x+π3≠kπ+π2,得x≠kπ3+π18(k∈Z),∴所求的函数定义域为:x|x≠kπ3+π18,k∈Z,x∈R;值域为R;周期为π3;它既不是奇函数,也不是偶函数;在区间kπ3-5π18,kπ3+π18(k∈Z)上是单调减函数。
20充分性:
∵ψ=kπ,
∴y=Atan(ωx+ψ)=Atan(ωx+kπ)=Atanωx为奇函数,必要性:∵y=Atan(ωx+ψ)是奇函数。
∴Atanω(-x)+ψ=Atan(ωx+ψ),∴tan(-ωx+ψ)=-tan(ωx+ψ),∴-tanωx+tanψ1+tanωxtanψ=--tanωx+tanψ1-tanωxtanψ,∴-tanωx+tanψ+tan2ωxtanψ-tanωxtan2ψ=-tanωx-tanψ-tan2ωxtanψ-tanωxtan2ψ,∴2tanψ+2tan2ωxtanψ=0,∴2(1+tan2ωx)tanψ=0,∴tanψ=0,∴ψ=kπ(k∈Z)。