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正切函数

发现渐近线、sin/cos 比值和 π 周期

正切函数 y = \tan(x) 的行为与正弦和余弦完全不同。它不是平滑的波浪,而是产生射向无穷大并从另一侧重新出现的曲线。那些垂直间隙叫做渐近线——函数在那里未定义。

为什么会这样?因为正切定义为 \tan(x) = \frac{\sin(x)}{\cos(x)}。当余弦等于零时,就是在除以零,函数就会"爆炸"。这创造了一个周期为 π(不是像正弦和余弦那样的 2π)的重复模式。

在这节课中,你将探索正切曲线,理解它的渐近线,了解为什么周期是 π,并使用参数来拉伸和压缩函数。

Graph

FAQ

什么是正切函数?
正切函数定义为 \tan(x) = \frac{\sin(x)}{\cos(x)}。它给出任意角度处正弦与余弦的比值。与正弦和余弦(始终在 -1 到 1 之间)不同,正切可以取从 -∞ 到 +∞ 的任何值。
为什么正切有渐近线?
正切在 cos(x) = 0 的地方有垂直渐近线,因为除以零是未定义的。这发生在 x = π/2、3π/2、5π/2……(即 ±π/2 + nπ,n 为任意整数)处。在这些点附近,函数值无限增长。
正切的周期是多少?
正切函数每 π 个单位(约 3.14)重复一次,而不是像正弦和余弦那样每 2π。在连续两条渐近线之间(例如从 -π/2 到 π/2),正切完成一个完整周期:从 -∞ 经过 0 上升到 +∞。
正切与正弦和余弦有什么不同?
正弦和余弦是有界的(在 -1 和 1 之间)、连续的,周期为 2π。正切是无界的(趋向 ±∞)、有垂直渐近线(图上的间隙),周期为 π。正切还以斜率 1 经过原点,而正弦以斜率 1 经过原点,余弦从最大值开始。