Montoan.com.vn xin giới thiệu lời giải chi tiết bài 60 trang 30 Sách bài tập Toán 11 - Cánh Diều. Bài viết này sẽ giúp học sinh hiểu rõ phương pháp giải và áp dụng vào các bài tập tương tự.
Chúng tôi luôn cố gắng cung cấp những lời giải chính xác, dễ hiểu và phù hợp với chương trình học Toán 11 hiện hành.
Giải phương trình:
Đề bài
Giải phương trình:
a) \(\sin \left( {3x - \frac{\pi }{4}} \right) = \sin \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)\)
b) \(\cos \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) = \sin \left( {\frac{\pi }{4} - x} \right)\)
c*) \({\sin ^2}\left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = {\sin ^2}\left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right)\)
d*) \({\cos ^2}\left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right) = {\sin ^2}\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)\)
e) \(\cos x + \sin x = 0\)
g) \(\sin x - \sqrt 3 \cos x = 0\)
Phương pháp giải - Xem chi tiết
a) Sử dụng kết quả \(\sin x = \sin \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = \pi - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
b) Sử dụng công thức \(\sin \alpha = \cos \left( {\frac{\pi }{2} - \alpha } \right)\) và \(\cos x = \cos \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
c) Sử dụng công thức \({\sin ^2}x = \frac{{1 - \cos 2x}}{2}\) và kết quả \(\cos x = \cos \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
d) Sử dụng các công thức \({\sin ^2}x = \frac{{1 - \cos 2x}}{2}\), \({\cos ^2}x = \frac{{1 + \cos 2x}}{2}\) và kết quả \(\cos x = \cos \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
e) Sử dụng công thức \(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \sin x\cos \frac{\pi }{4} + \cos x\sin \frac{\pi }{4} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\left( {\sin x + \cos x} \right)\), để phương trình trở thành \(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = 0\).
Sử dụng kết quả \(\sin x = \sin \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = \pi - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
f) Nhận xét, nếu \(\cos x = 0\) thì \(\sin x = 0\). Điều này là vô lí, do \({\sin ^2}x + {\cos ^2}x = 1\).
Như vậy \(\cos x \ne 0\). Biến đổi phương trình trở thành \(\tan x = \sqrt 3 \).
Sử dụng kết quả \(\tan x = \tan \alpha \Leftrightarrow x = \alpha + k\pi \)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Lời giải chi tiết
a) Ta có:
\(\sin \left( {3x - \frac{\pi }{4}} \right) = \sin \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x - \frac{\pi }{4} = x + \frac{\pi }{6} + k2\pi \\3x - \frac{\pi }{4} = \pi - \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \frac{{5\pi }}{{12}} + k2\pi \\4x = \frac{{13\pi }}{{12}} + k2\pi \end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{5\pi }}{{24}} + k\pi \\x = \frac{{13\pi }}{{48}} + k\frac{\pi }{2}\end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
b) Ta có \(\sin \left( {\frac{\pi }{4} - x} \right) = \cos \left( {\frac{\pi }{2} - \frac{\pi }{4} + x} \right) = \cos \left( {\frac{\pi }{4} + x} \right)\). Phương trình trở thành:
\(\cos \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) = \cos \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x - \frac{\pi }{3} = x + \frac{\pi }{4} + k2\pi \\2x - \frac{\pi }{3} = - \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{7\pi }}{{12}} + k2\pi \\3x = \frac{\pi }{{12}} + k2\pi \end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{7\pi }}{{12}} + k2\pi \\x = \frac{\pi }{{36}} + k\frac{{2\pi }}{3}\end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
c) Sử dụng công thức hạ bậc, ta có:
\({\sin ^2}\left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{1 - \cos \left[ {2\left( {x + \frac{\pi }{4}} \right)} \right]}}{2} = \frac{{1 - \cos \left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right)}}{2}\),
\({\sin ^2}\left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right) = \frac{{1 - \cos \left[ {2\left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right)} \right]}}{2} = \frac{{1 - \cos \left( {4x + \pi } \right)}}{2}\)
Phương trình trở thành:
\(\frac{{1 - \cos \left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right)}}{2} = \frac{{1 - \cos \left( {4x + \pi } \right)}}{2} \Leftrightarrow \cos \left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right) = \cos \left( {4x + \pi } \right)\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x + \frac{\pi }{2} = 4x + \pi + k2\pi \\2x + \frac{\pi }{2} = - \left( {4x + \pi } \right) + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} - 2x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \\6x = - \frac{{3\pi }}{2} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \\x = - \frac{\pi }{4} + k\frac{\pi }{3}\end{array} \right. \Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{4} + k\frac{\pi }{3}\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
d) Sử dụng công thức hạ bậc, ta có:
\({\cos ^2}\left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right) = \frac{{1 + \cos \left[ {2\left( {2x + \frac{\pi }{2}} \right)} \right]}}{2} = \frac{{1 + \cos \left( {4x + \pi } \right)}}{2}\)
\({\sin ^2}\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{1 - \cos \left[ {2\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)} \right]}}{2} = \frac{{1 - \cos \left( {2x + \frac{\pi }{3}} \right)}}{2}\)
Phương trình trở thành:
\(\frac{{1 + \cos \left( {4x + \pi } \right)}}{2} = \frac{{1 - \cos \left( {2x + \frac{\pi }{3}} \right)}}{2} \Leftrightarrow \cos \left( {4x + \pi } \right) = - \cos \left( {2x + \frac{\pi }{3}} \right)\)
Mặt khác, ta có \( - \cos \left( {2x + \frac{\pi }{3}} \right) = \cos \left( {\pi + 2x + \frac{\pi }{3}} \right) = \cos \left( {2x + \frac{{4\pi }}{3}} \right)\).
Phương trình trở thành:
\(\cos \left( {4x + \pi } \right) = \cos \left( {2x + \frac{{4\pi }}{3}} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}4x + \pi = 2x + \frac{{4\pi }}{3} + k2\pi \\4x + \pi = - \left( {2x + \frac{{4\pi }}{3}} \right) + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\6x = - \frac{{7\pi }}{3} + k2\pi \end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k\pi \\x = - \frac{{7\pi }}{{18}} + k\frac{\pi }{3}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k\pi \\x = - \frac{\pi }{{18}} + k\frac{\pi }{3}\end{array} \right.\)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
e) Ta có \(\frac{1}{{\sqrt 2 }}\left( {\sin x + \cos x} \right) = \sin x\cos \frac{\pi }{4} + \cos x\sin \frac{\pi }{4} = \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right)\).
Do đó, \(\cos x + \sin x = 0 \Leftrightarrow \frac{1}{{\sqrt 2 }}\left( {\cos x + \sin x} \right) = 0 \Leftrightarrow \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = 0\)
\( \Leftrightarrow x + \frac{\pi }{4} = k\pi \Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
f) Nếu \(\cos x = 0\) thì \(\sin x = 0\). Điều này là vô lí, do \({\sin ^2}x + {\cos ^2}x = 1\).
Như vậy \(\cos x \ne 0\). Phương trình trở thành:
\(\sin x = \sqrt 3 \cos x \Leftrightarrow \frac{{\sin x}}{{\cos x}} = \sqrt 3 \Leftrightarrow \tan x = \sqrt 3 \)
Ta có \(\tan \frac{\pi }{3} = \sqrt 3 \). Phương trình trở thành \(\tan x = \tan \frac{\pi }{3} \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{3} + k\pi \)\(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Bài 60 trang 30 Sách bài tập Toán 11 - Cánh Diều thuộc chương trình học về hàm số lượng giác. Bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về các phép biến đổi lượng giác cơ bản, các công thức lượng giác và các tính chất của hàm số lượng giác để giải quyết các bài toán cụ thể.
Bài 60 bao gồm các dạng bài tập sau:
Để rút gọn biểu thức lượng giác, học sinh cần nắm vững các công thức lượng giác cơ bản như:
Ví dụ: Rút gọn biểu thức A = sin2x + cos2x + tan2x
Lời giải: A = 1 + tan2x = 1 + (sin x / cos x)2
Để chứng minh đẳng thức lượng giác, học sinh có thể sử dụng các phương pháp sau:
Ví dụ: Chứng minh đẳng thức sin2x + cos2x = 1
Lời giải: Dựa vào định nghĩa của sin và cos trong tam giác vuông, ta có sin2x + cos2x = 1
Để giải phương trình lượng giác, học sinh cần sử dụng các công thức lượng giác và các phương pháp giải phương trình đại số.
Ví dụ: Giải phương trình sin x = 1/2
Lời giải: x = π/6 + k2π hoặc x = 5π/6 + k2π (k ∈ Z)
Để tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số lượng giác, học sinh cần sử dụng các phương pháp sau:
Ví dụ: Tìm giá trị lớn nhất của hàm số y = sin x
Lời giải: Giá trị lớn nhất của hàm số y = sin x là 1, đạt được khi x = π/2 + k2π (k ∈ Z)
Bài 60 trang 30 Sách bài tập Toán 11 - Cánh Diều là một bài tập quan trọng giúp học sinh củng cố kiến thức về hàm số lượng giác. Hy vọng với lời giải chi tiết và các lưu ý trên, các em học sinh sẽ tự tin hơn khi giải bài tập này.