Функция тангенс

Курс „Функции”

Функцией тангенс[понятие: Функция тангенс (tangensfunktsioon) – тригонометрическая функция, заданная формулой 𝑦 = tan 𝑥, определенная на множестве действительных чисел, из которого исключены числа вида (2𝑛 + 1)π/2.] называется функция, заданная формулой y = tan x, где x(2n+1)π2, nZ.

Область определения функции y = tan x состоит из интервалов

…, -\frac{3\pi}{2}<x<-\frac{\pi}{2}, -\frac{\pi}{2}<x<\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}<x<\frac{3\pi}{2}, …

другими словами, ее областью определения является множество R действительных чисел, за исключением чисел (точек) вида \left(2n+1\right)\frac{\pi}{2}, где n ∈ Z.

Множеством значений функции тангенс является множество R всех действительных чисел, т. е. -∞<\tan x<+∞.

Из соотношения \tan\left(-x\right)=-\tan x вытекает, что

функция y = tan x является нечетной функцией

и потому

график функции тангенс симметричен относительно начала координат.

График функции тангенс (рис. 2.56) можно построить по точкам или с помощью компьютера. Этот график называется тангенсоидой[понятие: Тангенсоида (tangensoid) – название графика функции тангенс.].

Рис. 2.56​

График функции тангенс показывает, что

функция y = tan x является периодической функцией с периодом π.

Следовательно, для любого угла α выполнено равенство

tan (α + nπ) = tan α, где nZ.

В точках оси абсцисс x=\left(2n+1\right)\frac{\pi}{2}, n ∈ Z, график функции y = tan x имеет разрывы. Тангенсоида состоит из отдельных непрерывных линий, называемых ветвями тангенсоиды. Каждая из ветвей имеет две вертикальные асимптоты (они изображены пунктирными прямыми). Уравнения асимптот можно записать в виде

x=\left(2n+1\right)\frac{\pi}{2}, где n ∈ Z.

Функция y = tan x является возрастающей на каждом из интервалов, из которых состоит ее область определения, т. е. ее интервалами возрастания являются X\uparrow=\left(-\frac{\pi}{2}+n\pi;\ \frac{\pi}{2}+n\pi\right), n ∈ Z. Интервалы убывания отсутствуют.

Пример 1.

Выясним знак \tan\frac{9\pi}{4}.

Значение аргумента x=\frac{9\pi}{4} принадлежит области положительности функции тангенс \left(2\pi<\frac{9\pi}{4}<\frac{5\pi}{2}\right), следовательно, \tan\frac{9\pi}{4}>0.

Пример 2.

Сравним значения tan(–3,7) и tan(–2).

Значения аргумента х = –3,7 и х = –2 принадлежат одному и тому же интервалу -\frac{3\pi}{2}<x<-\frac{\pi}{2}, на котором функция тангенс возрастает.

Поэтому tan(–3,7) < tan(–2).

Пример 3.

Решим уравнение tan x = 1.

Так как одним из корней уравнения tan x = 1 является x=\frac{\pi}{4}​ и других корней в интервале \left(-\frac{\pi}{2};\frac{\pi}{2}\right) нет (почему?), то остается воспользоваться периодичностью тангенса с периодом π. Получим, что корнями уравнения являются числа ... , -\frac{7\pi}{4}, -\frac{3\pi}{4},\frac{\pi}{4},\frac{5\pi}{4},\frac{9\pi}{4},\frac{13\pi}{4},… , или, в краткой записи, x=\frac{\pi}{4}+n\pi, где nZ.

Упражнения

Значение аргумента

x=0

x=\frac{\pi}{3}

x=\frac{\pi}{2}

x=-\frac{\pi}{4}

Значение функции

Значение аргумента

x=\frac{7\pi}{10}

x=\frac{4\pi}{9}

x=1,03

x=-3,1

Значение функции

Рис. 2.56
  1. область положительности и область отрицательности;
    Ответ: X^+ = X^- = 
  2. нули;
    Ответ: X_0 = 
  3. интервалы возрастания и интервалы убывания (если они существуют);
    Ответ: X_n\uparrow = X\downarrow = 
  4. точки экстремума (если они существуют).
    Ответ: X_э = 

Выражение

Знак выражения

\tan4,5

\tan\left(-6\right)

\tan\left(-1,8\right)

\tan6

Выражение

Знак выражения

\tan\frac{7\pi}{4}

\tan\left(-\frac{\pi}{2}\right)

\tan\left(-2\pi\right)

\tan\frac{2\pi}{3}

\tan\frac{\pi}{3}  \tan\frac{4\pi}{9}

\tan\left(-\frac{5\pi}{12}\right)  \tan\frac{\pi}{18}

\tan3,2  \tan4

\tan\left(-0,4\right)  \tan1