Mục lục bài họcĐang ở d06-b1
← AP Precalculus
0/28 bài đã học xong
Chương 6 · Trig Equations, Inverses, and Polar Functions · Bài 1/4 của chương · bài 21/28 của AP Precalculus

Tangent, Secant, Cosecant, and Cotangent

Hàm tang và ba hàm nghịch đảo sec, csc, cot
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Tangent as a ratio, and what that costs

Define $\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$. Everything unusual about the tangent graph follows from the denominator: wherever $\cos\theta=0$ — at $\theta=\frac{\pi}{2}+k\pi$ — the function is undefined and the graph has a vertical asymptote. Between consecutive asymptotes the graph is increasing and covers all of $\mathbb{R}$, so tangent has no amplitude and its period is $\pi$, not $2\pi$.

For $y=a\tan\big(b(x-c)\big)+d$: period $=\dfrac{\pi}{|b|}$, asymptotes solve $b(x-c)=\frac{\pi}{2}+k\pi$, and $d$ shifts the "midline point" where each branch crosses.

The reciprocal trio

  • $\sec\theta=\frac{1}{\cos\theta}$ — asymptotes where $\cos\theta=0$; range $(-\infty,-1]\cup[1,\infty)$.
  • $\csc\theta=\frac{1}{\sin\theta}$ — asymptotes where $\sin\theta=0$; same range.
  • $\cot\theta=\frac{\cos\theta}{\sin\theta}$ — asymptotes where $\sin\theta=0$; decreasing on each branch, period $\pi$.

Sketching rule for sec and csc: draw the parent cosine or sine lightly, then flip each hump into a U-branch sitting on its max/min. The parent's zeros become the asymptotes; the parent's extrema become the vertices of the branches.

Giải thích tiếng Việt

Định nghĩa $\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$, và mọi nét lạ của đồ thị tang đều chui ra từ cái mẫu số đó: chỗ nào $\cos\theta=0$ — tức $\theta=\frac{\pi}{2}+k\pi$ — hàm không xác định và đồ thị có tiệm cận đứng. Giữa hai tiệm cận liên tiếp, đồ thị tăng liên tục và quét hết $\mathbb{R}$, nên tang không có biên độ và chu kỳ là $\pi$ chứ không phải $2\pi$.

Với $y=a\tan\big(b(x-c)\big)+d$: chu kỳ $=\dfrac{\pi}{|b|}$; muốn tìm tiệm cận thì giải $b(x-c)=\frac{\pi}{2}+k\pi$ — đừng học thuộc vị trí, hãy giải phương trình.

Ba hàm nghịch đảo: $\sec=\frac{1}{\cos}$, $\csc=\frac{1}{\sin}$, $\cot=\frac{\cos}{\sin}$. Mẹo vẽ sec/csc ăn điểm nhanh nhất: vẽ mờ đường cos/sin gốc, rồi úp mỗi bướu thành một nhánh chữ U đặt trên đỉnh/đáy của bướu. Điểm không của hàm gốc biến thành tiệm cận; cực trị của hàm gốc thành đỉnh nhánh. Vì thế miền giá trị của sec và csc là $(-\infty,-1]\cup[1,\infty)$ — khoảng $(-1,1)$ là vùng cấm.

x y x = −π/2 x = π/2 chu kỳ = π (0, 0)
Một nhánh tang sống trọn giữa hai tiệm cận. Trên $\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)$, đồ thị tăng liên tục từ $-\infty$ lên $+\infty$ và cắt gốc toạ độ; nhánh kế tiếp chỉ là bản sao dịch sang $\pi$ đơn vị. Đề AP hay cho công thức $y=a\tan(bx)$ rồi hỏi vị trí tiệm cận — cách duy nhất không sai là giải $bx=\frac{\pi}{2}+k\pi$, vì tiệm cận nằm ở chỗ đối số của tan chạm $\frac{\pi}{2}+k\pi$, không phải ở chỗ $x$ chạm.
Ví dụ — đọc hết đặc điểm từ một công thức

Cho $f(x)=3\tan\!\left(2x-\frac{\pi}{2}\right)+1$. Tìm chu kỳ, tập các tiệm cận đứng, và toạ độ điểm mà nhánh chứa $x=\frac{\pi}{4}$ đi qua tại chính $x=\frac{\pi}{4}$.

Giải.

Viết lại đối số dạng chuẩn: $2x-\frac{\pi}{2}=2\left(x-\frac{\pi}{4}\right)$, vậy $b=2$ ⇒ chu kỳ $=\frac{\pi}{2}$.

Tiệm cận: giải $2x-\frac{\pi}{2}=\frac{\pi}{2}+k\pi \Rightarrow 2x=\pi+k\pi \Rightarrow x=\frac{\pi}{2}+\frac{k\pi}{2}$. Tập tiệm cận là $x=\frac{\pi}{2}+\frac{k\pi}{2}$, $k\in\mathbb{Z}$ — tức mọi bội của $\frac{\pi}{2}$ lệch đi $\frac{\pi}{2}$.

Tại $x=\frac{\pi}{4}$: đối số bằng $2\cdot\frac{\pi}{4}-\frac{\pi}{2}=0$, nên $f\left(\frac{\pi}{4}\right)=3\tan 0+1=1$. Nhánh này đi qua $\left(\frac{\pi}{4},1\right)$ — đúng "tâm nhánh", nơi đồ thị cắt đường $y=d=1$.

Bẫy hay mất điểm — Chu kỳ của tang là $\frac{\pi}{|b|}$, không phải $\frac{2\pi}{|b|}$ — dùng công thức của sin cho tan là lỗi phổ biến nhất của cả bài, và phương án nhiễu "gấp đôi" luôn nằm sẵn trong bốn lựa chọn. Với sec/csc: chúng không có giá trị nào trong $(-1,1)$, nên câu "giá trị nhỏ nhất của $3\csc x$" trên nhánh dương là $3$, không phải $0$ hay $-3$.
Phải nhớ — Tang = $\frac{\sin}{\cos}$: tiệm cận ở chỗ mẫu bằng $0$, chu kỳ $\pi$, không biên độ. Tìm tiệm cận là giải phương trình cho đối số, không đoán theo đồ thị gốc. Sec/csc: úp bướu thành chữ U, vùng $(-1,1)$ là vùng cấm.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Trig Equations, Inverses, and Polar Functions gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →