Кол-во функций:

Как построить график тангенса и котангенса

Тангенс: график, свойства и формулы функции y = tg(x)

Тангенс — одна из основных тригонометрических функций, равная отношению синуса угла к его косинусу. Общая формула:

$$y = \tan(x) = \frac{\sin(x)}{\cos(x)}$$

График тангенса состоит из бесконечного числа одинаковых ветвей, разделённых вертикальными асимптотами. Каждая ветвь монотонно возрастает, проходя все значения от \(-\infty\) до \(+\infty\). Функция нечётная, периодическая с наименьшим положительным периодом \(\pi\). Тангенс применяется в геодезии, навигации, физике волновых процессов и инженерных расчётах.

Значение переменных в формуле y = tg(x)

ПеременнаяОписание
xАргумент функции — угол в радианах. Допустимы все значения, кроме x = π/2 + πn, где n — любое целое число.
yЗначение тангенса в точке x. Принимает любые действительные значения от −∞ до +∞.
nЦелое число (n ∈ ℤ), задающее номер периода и положение асимптот.

Область определения тангенса

Тангенс определён всюду, где косинус не обращается в ноль. Точки разрыва образуют бесконечную последовательность вертикальных асимптот:

$$D(y) = \left\{ x \in \mathbb{R} \ \middle| \ x \neq \frac{\pi}{2} + \pi n, \; n \in \mathbb{Z} \right\}$$

То есть тангенс не определён при \(x = \pm\frac{\pi}{2},\; \pm\frac{3\pi}{2},\; \pm\frac{5\pi}{2},\;\ldots\)

Область значений тангенса

На каждом интервале непрерывности тангенс пробегает все действительные числа:

$$E(y) = (-\infty;\;+\infty) = \mathbb{R}$$

Максимум и минимум функции тангенс

Тангенс не имеет ни глобального, ни локального максимума или минимума. На каждом интервале \(\left(-\frac{\pi}{2} + \pi n;\; \frac{\pi}{2} + \pi n\right)\) функция строго монотонно возрастает:

$$\lim_{x \to \left(\frac{\pi}{2} + \pi n\right)^{-}} \tan(x) = +\infty, \qquad \lim_{x \to \left(-\frac{\pi}{2} + \pi n\right)^{+}} \tan(x) = -\infty$$

Производная тангенса

Производная тангенса всегда положительна на области определения, что подтверждает монотонное возрастание:

$$\left(\tan(x)\right)’ = \frac{1}{\cos^{2}(x)} = \sec^{2}(x) = 1 + \tan^{2}(x)$$

Первообразная (интеграл) тангенса

Неопределённый интеграл от тангенса:

$$\int \tan(x)\,dx = -\ln\!\left|\cos(x)\right| + C = \ln\!\left|\sec(x)\right| + C$$

Здесь C — произвольная постоянная интегрирования.

Таблица значений функции y = tg(x)

Значения тангенса в ключевых точках на промежутке от −π до π. Символ «—» означает, что функция не определена (вертикальная асимптота).

xЗначение x (рад.)tg(x)
−π≈ −3.140
−3π/4≈ −2.361
−π/2≈ −1.57— (асимптота)
−π/3≈ −1.05−√3 ≈ −1.732
−π/4≈ −0.79−1
−π/6≈ −0.52−1/√3 ≈ −0.577
000
π/6≈ 0.521/√3 ≈ 0.577
π/4≈ 0.791
π/3≈ 1.05√3 ≈ 1.732
π/2≈ 1.57— (асимптота)
3π/4≈ 2.36−1
π≈ 3.140

Котангенс: график, свойства и формулы функции y = ctg(x)

Котангенс — тригонометрическая функция, обратная тангенсу по определению (не путать с обратной функцией арктангенсом). Она равна отношению косинуса к синусу. Общая формула:

$$y = \cot(x) = \frac{\cos(x)}{\sin(x)} = \frac{1}{\tan(x)}$$

График котангенса, как и тангенса, состоит из бесконечного числа ветвей, разделённых вертикальными асимптотами. Однако в отличие от тангенса каждая ветвь монотонно убывает. Функция нечётная, периодическая с периодом \(\pi\). Котангенс встречается в задачах тригонометрии, теоретической механике и теории цепей.

Значение переменных в формуле y = ctg(x)

ПеременнаяОписание
xАргумент функции — угол в радианах. Допустимы все значения, кроме x = πn, где n — любое целое число (в этих точках синус равен нулю).
yЗначение котангенса в точке x. Принимает любые действительные значения от −∞ до +∞.
nЦелое число (n ∈ ℤ), задающее номер периода и положение асимптот.

Область определения котангенса

Котангенс определён всюду, где синус не обращается в ноль. Вертикальные асимптоты проходят через кратные π точки:

$$D(y) = \left\{ x \in \mathbb{R} \ \middle| \ x \neq \pi n, \; n \in \mathbb{Z} \right\}$$

То есть котангенс не определён при \(x = 0,\; \pm\pi,\; \pm 2\pi,\; \pm 3\pi,\;\ldots\)

Область значений котангенса

Как и тангенс, котангенс принимает все действительные значения:

$$E(y) = (-\infty;\;+\infty) = \mathbb{R}$$

Максимум и минимум функции котангенс

Котангенс не имеет ни максимума, ни минимума. На каждом интервале непрерывности \((\pi n;\; \pi(n+1))\) функция строго монотонно убывает:

$$\lim_{x \to (\pi n)^{+}} \cot(x) = +\infty, \qquad \lim_{x \to (\pi(n+1))^{-}} \cot(x) = -\infty$$

Производная котангенса

Производная котангенса всегда отрицательна, что подтверждает монотонное убывание на каждом интервале непрерывности:

$$\left(\cot(x)\right)’ = -\frac{1}{\sin^{2}(x)} = -\csc^{2}(x) = -(1 + \cot^{2}(x))$$

Первообразная (интеграл) котангенса

Неопределённый интеграл от котангенса:

$$\int \cot(x)\,dx = \ln\!\left|\sin(x)\right| + C$$

Здесь C — произвольная постоянная интегрирования.

Таблица значений функции y = ctg(x)

Значения котангенса в ключевых точках на промежутке от 0 до 2π. Символ «—» означает вертикальную асимптоту.

xЗначение x (рад.)ctg(x)
00— (асимптота)
π/6≈ 0.52√3 ≈ 1.732
π/4≈ 0.791
π/3≈ 1.051/√3 ≈ 0.577
π/2≈ 1.570
2π/3≈ 2.09−1/√3 ≈ −0.577
3π/4≈ 2.36−1
5π/6≈ 2.62−√3 ≈ −1.732
π≈ 3.14— (асимптота)
7π/6≈ 3.67√3 ≈ 1.732
5π/4≈ 3.931
4π/3≈ 4.191/√3 ≈ 0.577
3π/2≈ 4.710
5π/3≈ 5.24−1/√3 ≈ −0.577
7π/4≈ 5.50−1
11π/6≈ 5.76−√3 ≈ −1.732
≈ 6.28— (асимптота)

Связь между тангенсом и котангенсом

Основные тождества, связывающие эти две функции:

$$\cot(x) = \frac{1}{\tan(x)}, \qquad \tan(x) = \frac{1}{\cot(x)}$$

$$\tan(x) \cdot \cot(x) = 1$$

$$\cot(x) = \tan\!\left(\frac{\pi}{2} – x\right)$$

$$\tan(x) = \cot\!\left(\frac{\pi}{2} – x\right)$$

Сумма квадратов с единицей:

$$1 + \tan^{2}(x) = \sec^{2}(x), \qquad 1 + \cot^{2}(x) = \csc^{2}(x)$$

Сравнение свойств тангенса и котангенса

Краткая сводка ключевых характеристик обеих функций:

СвойствоТангенс tg(x)Котангенс ctg(x)
Формулаsin(x) / cos(x)cos(x) / sin(x)
Периодππ
ЧётностьНечётнаяНечётная
Область определенияx ≠ π/2 + πnx ≠ πn
Область значений(−∞; +∞)(−∞; +∞)
МонотонностьВозрастаетУбывает
Нули функцииx = πnx = π/2 + πn
Вертикальные асимптотыx = π/2 + πnx = πn
Производная1 / cos²(x)−1 / sin²(x)
Первообразная−ln|cos(x)| + Cln|sin(x)| + C