Funkce tangens a kotangens

Vydáno dne v kategorii Goniometrie; Autor: Jakub Vojáček; Počet přečtení: 72 483

Vysvětlíme co je to tangens a kotangens a naučíme se rýsovat jejich grafy.


Pokud chcete tomuto článku lépe porozumět, doporučuji přečíst články Úvod do Goniometrie/Trigonometrie a Jednotková kružnice.

Tangens

Tangens je další z řady goniometrických funkcí. Tangens je definován jako poměr protilehlé strany k přilehlé straně v pravoúhlém trojúhelníku. Další možná definice této funkce je tan x=\frac{sin x}{cos x}.

tan

Vlastnosti funkce

  • Definiční obor: \mathbb{R}-\left\{\frac{\pi}{2}+k\pi\right\}
  • Obor hodnot: (-\infty;\infty)
  • lichá funkce
  • neomezená
  • periodická s periodou k\pi

Rýsování grafu

Rýsování grafu této funkce není jednoduché. Nejprve si musíme ukázat předpis této funkce: a*tan(b*x+c)+d. Parametr a určuje strmost grafu, parametr b mění velikost periody, parametr c je horizontální posun na ose x a parametr d určuje velikost posunu ve vertikálním směru (tedy na ose y).

1) Narýsujte graf funkce tan x.

Nejdříve musíme zkontrolovat, zda je nějaký vertikální nebo horizontální posun. V tomto případě není. Nyní musíme zjisti, jaká je perioda této funkce → perioda = \frac{\pi}{b}=\frac{\pi}{1}=\pi. Začneme v bodě (0; 0). Další bod, který můžeme najít záleží na hodnotě parametru a. Tato hodnota je v tomto případě 1 a proto bude další bod na souřadnicích (\frac{\pi}{4}, a)=(\frac{\pi}{4}, 1). V bodě \frac{\pi}{2} není funkce definována. Další bod je na souřadnicích (\frac{\pi}{4}, -a)=(\frac{\pi}{4}, -1) a graf protne osu x v bodě (π, 0). Tímto jsme dokončili jednu periodu funkce. Dál by to bylo to samé.

Funkce tangens a kotangens

2) Narýsujte graf funkce 2 tan(x)-2:

Vertikální posun je v tomto případě -2, což znamená, že musíme vytvořit novou osu x. Perioda je stejná, tedy π, ale změnila se hodnota parametru a.

Funkce tangens a kotangens

3) Narýsujte graf funkce -tan \frac{1}{2} x:

V tomto případě se změní perioda. Tu zjistíme, pokud použijeme vzorec: perioda = \frac{\pi}{b}=\frac{\pi}{\frac{1}{2}}=2\pi. Parametr a je záporný, tudíž bude funkce otočená kolem osy x (z bodu (0;0) povede tedy graf směrem dolů).

Funkce tangens a kotangens

4) Narýsujte graf funkce -2tan(\frac{1}{2}(x-\pi))+1

Tento příklad je nejtěžší - musíme si poradit z horizontálním a vertikálním posunem a změnou periody. Začneme tím, že si vytvoříme novou osu x a novou osu y.

Funkce tangens a kotangens

Nový souřadný systém je tvořen zelenými přímkami. Funkce bez horizontálního posunu je tečkovaná → výsledná funkce je ten nepřerušovaný graf.

Kotangens

Funkce kotangens je definována jako poměr přilehlé a protilehlé strany v pravoúhlém trojúhelníku. Tato funkce se také dá definovat jako cot x = \frac{1}{tan x}.

Funkce tangens a kotangens

Vlastnosti funkce

  • Definiční obor: \mathbb{R}-k\pi
  • Obor hodnot: (-\infty;\infty)
  • lichá funkce
  • neomezená
  • periodická s periodou k\pi

Rýsování grafu

Rýsování grafu této funkce je velice podobné rýsování grafu funkce tangens. Nejprve si musíme ukázat předpis této funkce: a*cot(b*x+c)+d. Parametr a určuje strmost grafu, parametr b mění velikost periody, parametr c je horizontální posun na ose x a parametr d určuje velikost posunu ve vertikálním směru (tedy na ose y).

1) Narýsujte graf funkce cot x.

Graf začneme rýsovat v bodě (\frac{\pi}{2}, 0). V tomto bodě protne graf osu x. Další bod, který můžeme bez problému najít je bod (\frac{\pi}{4}, a)=(\frac{\pi}{4}, 1). Poslední bod, který potřebujeme určit se nachází na souřadnicích (\frac{\pi}{4}, -a)=(\frac{\pi}{4}, -1). Tímto je dokončena jedna perioda funkce → donekonečna by graf vypadal stejně (předchozí obrázek je graf této funkce).

2) Narýsujte graf funkce 2 cot(\frac{1}{2}x-\pi)+1

Toto je trochu těžší příklad. Perioda se změní: perioda = \frac{\pi}{b}=\frac{\pi}{\frac{1}{2}}=2\pi. Musíme se také postarat o vertikální a horizontální posun. Tím začneme → vytvoříme si novou osu x a novou osu y.

Funkce tangens a kotangens

Test

Najděte asymptotu se směrnicí funkce f(x)=\frac{x+5}{\sqrt{x-5}}


Hlavolam

Hromada cihel váží 30 kg. Polovina hromady váží 15 kg. Kolik váží jedna cihla?