tan图像攻略:和sin、cos、cot怎么分
tan图像攻略不靠死背四张图,而是把正切和sin、cos、cot放到同一张坐标纸上逐项比较。你会看到它们在定义域、周期、值域、对称性和渐近线上的关键差别,也能知道考试里遇到变形函数时该先查哪一个位置。
问:tan和sin、cos最容易混在哪?
答:最容易混的是“是否连续”和“周期多长”。sin x、cos x在所有实数都有定义,图像连续起伏,值域都是[-1,1],周期都是2π;tan x在x=π/2+kπ处无定义,周期只有π,值域却覆盖全部实数。看到竖直渐近线,优先想到tan或cot,而不是sin、cos。
从关键点也能区分:tan经过(0,0),sin也经过原点,但sin在原点附近先上升后转弯;tan每个分支始终上升。cos则从(0,1)出发,不经过原点。
问:tan和cot到底谁更像?
答:两者都有无穷多分支和竖直渐近线,但位置相反。tan x在x=π/2+kπ处渐近,在x=kπ处过零;cot x=cos x/sin x在x=kπ处渐近,在x=π/2+kπ处过零。tan每个分支从左下走到右上,cot每个分支从左上走到右下。
若题目给出一条在x=0附近没有定义、并且向右下降的曲线,那更可能是cot。只看“有渐近线”还不够,必须同时核对经过横轴的位置和分支方向。
问:怎样比较它们的周期和对称性?
答:sin、cos的基本周期是2π,tan、cot的基本周期是π。sin和tan都是奇函数,关于原点中心对称;cos是偶函数,关于y轴对称;cot也是奇函数。周期相同不等于图像相同,tan之所以每π重复,是因为sin和cos同时变号,商的结果不变。
遇到y=tan(bx),周期变成π/|b|;遇到y=sin(bx)或cos(bx),周期是2π/|b|。这里最常见的失误,是把所有三角函数都套成2π。
问:做图题按什么顺序最稳?
答:先找无定义点,再找零点,然后判断分支方向,最后补周期。以tan(2x-π/3)为例,令2x-π/3=π/2+kπ得渐近线x=5π/12+kπ/2;令括号等于kπ得零点x=π/6+kπ/2。周期为π/2,方向仍向上。
这个顺序比先凭记忆画母函数更安全,因为平移和压缩会改变关键位置,但不会改变你用方程求出的事实。
常见问题
- tan图像和sin图像哪个周期更短?
- 标准函数中tan的周期是π,sin的周期是2π,所以tan周期更短。变形后要分别使用π/|b|和2π/|b|。
- 如何一眼区分tan和cot图像?
- 看分支方向和渐近线:tan分支向右上升,x=π/2+kπ为渐近线;cot分支向右下降,x=kπ为渐近线。
- tan图像为什么不是波浪线?
- tan=sin/cos,分母接近0时商的绝对值会急剧增大,因此图像在渐近线附近冲向无穷,而不是像sin那样被限制在-1和1之间。