






탄젠트함수의 그래프에서 주기 찾기
시간 제한이 끝난 뒤 학생의 첫 답안에는 다음과 같이 적혀 있었다.
“사인함수와 코사인함수처럼 탄젠트함수의 주기도 \(2\pi\)이다.”
하지만 탄젠트함수의 그래프는 \(2\pi\)만큼 이동하기 전에도 같은 모양이 다시 나타난다. 이 오류는 탄젠트의 주기를 사인·코사인과 같은 방식으로 기억한 데서 생겼다.
그래프에서 반복 간격 확인하기
영점 사이의 거리
기본함수 \(y=\tan x\)는
\[ \tan x=0 \quad\Longleftrightarrow\quad x=n\pi\quad(n\in\mathbb Z) \]
이므로 인접한 두 영점은 \(0\)과 \(\pi\)이다. 두 영점 사이의 간격은 \(\pi\)이며, 그래프의 모양도 이 간격마다 반복된다.
대표각으로 검증하기
탄젠트의 덧셈 관계를 이용하면
\[ \tan(x+\pi)=\tan x \]
이다. 실제로 \(\sin(x+\pi)=-\sin x\), \(\cos(x+\pi)=-\cos x\)이므로
\[ \tan(x+\pi) =\frac{-\sin x}{-\cos x} =\tan x \]
가 된다. 따라서 \(y=\tan x\)의 기본 주기는 \(\pi\)이다.
새 식에서는 안쪽의 계수를 반영한다
이제 \(y=\tan 2x\)의 주기를 구해 보자. 주기를 \(T\)라고 하면
\[ \tan(2(x+T))=\tan 2x \]
이어야 한다. 탄젠트의 기본 주기가 \(\pi\)이므로
\[ 2T=\pi,\qquad T=\frac{\pi}{2} \]
이다.
실제로 영점은 \(2x=n\pi\), 즉 \(x=\frac{n\pi}{2}\)이고, 인접한 영점 사이의 거리가 \(\frac{\pi}{2}\)이다. 따라서 \(y=\tan 2x\)의 주기는 \(\frac{\pi}{2}\)이다.
서술형 답안 점검
주기 후보가 \(\pi\) 계열로 제시되었다면 \(y=\tan x\)에서는 \(\pi\), \(y=\tan 2x\)에서는 \(\frac{\pi}{2}\)를 선택해야 한다. \(2\pi\)도 반복 간격이기는 하지만 최소 양의 주기가 아니므로 주기로 답할 때는 적절하지 않다.
정리하면, \(y=\tan x\)의 최소 양의 주기는 \(\pi\), \(y=\tan bx\,(b\ne0)\)의 최소 양의 주기는 \(\frac{\pi}{|b|}\)이다. 단, 탄젠트는 \(\cos x=0\)인 점에서는 정의되지 않는다는 조건도 함께 기억해야 한다.