Chuyên đề lượng giác Phạm Thu Hiền

HỘI TOÁN BẮC NAMTHÁNG MỘT CHỦ ĐỀ CHUYÊN ĐỀ LƯỢNG GIÁC BUÔN MA THUỘT, 12/2016... Đây sẽ là một trongnhững vấn đề quan trọng trong kì thi THPT quốc gia 2018, khi chươngtrình 10 và 11 được

HỘI TOÁN BẮC NAM

THÁNG MỘT CHỦ ĐỀ

CHUYÊN ĐỀ LƯỢNG GIÁC

BUÔN MA THUỘT, 12/2016

MỞ ĐẦU

Lượng giác đóng vai trò quan trọng và xuyên suốt trong chươngtrình toán phổ thông và được ứng dụng khá nhiều trong thực tế,đặc biệt là trong lĩnh vực nghiên cứu thiên văn Đây sẽ là một trongnhững vấn đề quan trọng trong kì thi THPT quốc gia 2018, khi chươngtrình 10 và 11 được đưa vào trong đề thi

Trong chủ đề tháng 12/2016 của Hội Toán Bắc Nam tôi xin trình bàymột số vấn đề về lượng giác

Chủ đề lượng giác được chia làm ba phần:

Phần 1: Cơ sở lí thuyết như cung liên kết, công thức lượng giác, hằngđẳng thức lượng giác, hàm số lượng giác

Phần 2: Các dạng phương trình lượng giác thường gặp

Phần 3: Một số bài toán lượng giác điển hình có liên quan

Chuyên đề chủ yếu xoay quanh các bài toán THPT, hi vọng sẽ giúpích được phần nào cho bạn đọc, đặc biệt là các bạn học sinh THPT

Sẽ không tránh khỏi thiếu sót khi biên tập, rất mong nhận được sựđóng góp từ quý bạn đọc để chuyên đề ngày một hoàn thiện hơn.Mọi ý kiến đóng góp, quý bạn đọc vui lòng gửi về địa chỉ

email: phamthithuhien117@gmail.com hoặc gửi trực tiếp cho HộiToán Bắc Nam

Buôn Ma Thuột, ngày 15 tháng 12 năm 2016

Mục lục

1.1 Cung liên kết 2

1.2 Công thức lượng giác 2

1.3 Hằng đẳng thức thường dùng 4

1.4 Hàm số lượng giác 4

2 PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC 5 2.1 Phương trình lượng giác cơ bản 5

2.2 Phương trình bậc hai đối với một hàm số lượng giác 8

2.3 Phương trình bậc nhất theo sinx và cosx 9

2.4 Phương trình thuần nhất 11

2.5 Phương trình đối xứng 14

2.6 Phương trình không mẫu mực 16

3 MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHÁC 19 3.1 GTLN-GTNN 19

3.2 NHẬN DẠNG TAM GIÁC 21

3.3 ĐÁNH GIÁ HAI VẾ 23

3.4 PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CHỨA THAM SỐ 26

1

cospπ
xq 
cos x; sin pπ
xq  sin x;tanpπ
xq 
tan x; cot pπ
xq 
cot x.Cung phụ:

cos

π

2
x  sin x; sin
π

2
x  cos x;tanpπ

2
xq  cot x; cot
π

2
x  tan x.Cung hơn kém nhau π:

cospπ xq 
cos x; sin pπ xq 
sin x;tanpπ xq  tan x; cot pπ xq  cot x

1.2 Công thức lượng giác

1 Công thức cộng

cospa bq  cos a cos b
sin a sin b

Chuyên đề lượng giác

sinpa bq  sin a cos b cos a sin btanpa bq  tan a tan b

1
tan a tan bcotpa bq  cota cot b
1

cota cot b

2 Công thức nhân đôi

sin 2a  2 sin a cos acos 2a  cos2a
sin2a

2 sin

a
b2sin a sin b  2 sin a b

2 cos

a
b2sin a
sin b  2 cosa b

2 sin

a
b2

6 Công thức tích thành tổng

cos a cos b  1

2rcospa bq cospa
bqssin a sin b
1

2 rcospa bq
cospa
bqssin a cos b  1

2rsinpa bq sinpa
bqs

1.3 Hằng đẳng thức thường dùng

sin2a cos2a  1; sin4a cos4a  1
1

2sin22a ; sin6a cos6a  1
3

Chương 2

PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC

2.1 Phương trình lượng giác cơ bản

1 Phương trình sin x  a

• Nếu |a| > 1 : Phương trình vô nghiệm

• Nếu |a| ¤ 1 : Phương trình có nghiệm là x  α k2π và x 

2 k2πpk P Zqsin x  1 ô sin2x  1 ô cos2x  0 ô cos x  0 ô x  π

2 kπpk PZq

2 Phương trình cos x  a

• Nếu |a| > 1 : Phương trình vô nghiệm

• Nếu |a| ¤ 1 : Phương trình có nghiệm là x  α k2π và x 

α k2π với cos α  a

Các trường hợp đặc biệt:

cos x  0 ô x  π

2 kπpk P Zqcos x  1 ô x  k2πpk P Zq

cos x 
1 ô x  π k2πpk P Zq

5

cos x  1 ô cos2x  1 ô sin2x 0 ô sin x  0 ô x  kπpk P Zq

3 Phương trình tan x a

Điều kiện cos x  0 hay x  π

2 kπ, k P ZNghiệm của phương trình x  α kπ, k P Z với tan α  a

Các trường hợp đặc biệt:

tan x  0 ô x  kπpk P Zq tan x  1 ô x  π

4 kπpk P Zq

4 Phương trình cot x  a

Điều kiện sin x  0 hay x  kπ, k P Z

Nghiệm của phương trình x  α kπ, k P Z với cot α  a

Các trường hợp đặc biệt:

cot x  0 ô x  π

2 kπpk P Zq cot x  1 ô x  π

4 kπpk P ZqBÀI TẬP

Bài 1: Giải các phương trình sau:

Chuyên đề lượng giác

Bài 2: Giải các phương trình sau

10 cos 2x cos 4x cos 6x  0

Bài 3: Giải các phương trình sau

10 cotp3x 100q 

?33

11 cospx 450q 

?22

12 sin2px
π

4q  cos2xBài 4: Giải các phương trình sau

4 cos 2x cos 4x cos 6x  0

5 cos x cos 2x cos 3x cos 4x  0

6 cos x cos 7x  cos 3x cos 5x

7 sin2x sin22x  sin23x sin24x

8 cos 5x sin 4x  cos 3x sin 2x

9 cos2x cos22x cos23x 3

acos2x b cos x c  0Đặt t  cos x điều kiên
1 ¤ t ¤ 1

atan2x b tan x c  0

Chuyên đề lượng giác

Điều kiện x  π

2 kπ, k P Z Đặt t  tan x

acot2x b cot x c  0Điều kiện x  kπ, k P Z Đặt t  cot x

Nếu đặt t  sin2xhoặc t  |sin x| thì điều kiện 0 ¤ t ¤ 1 Bài tập

10 4sin5x cos x
4cos5x sin x  cos24x 1

11 sin 3x cos 2x  1 2 sin x cos 2x

12 cos 4x  cos23x
cos2x 1

2.3 Phương trình bậc nhất theo sinx và cosx

Dạng

a sin x b cos x  cp1qPhương pháp:

Chia cả 2 vế phương trình cho?

a2 b2 ta được:

a2 b2

ô cos px
αq  ? c

a2 b2  cos β (2)Điều kiện để phương trình (2) có nghiệm là:

8 p2 sin x
cos xq p1 cos xq  sin2x

9 sin x cos x
sin2x  cos 2x

10 ?

3 sin x cos x 2 cos

x
π3

 2

Chuyên đề lượng giác

ô 2sin2xcos2x
5 sin x





 tan x  1tan x  1

4ô

sin2x sin 2x
2cos2x  1

Phạm Thị Thu Hiền 11 Facebook: Hội toán Bắc Nam

Điều kiện sin x  0 ô x  kπ

p1q ô sin x

sin x

cos xsin x  1

sin2x

ô 1 cot x  1 cot2xô





 cot x  0cot x  1 ô

Chuyên đề lượng giác

?32tan x 
1

?32

ô tan x  1 ô x  π

4 kπBài tập

Giải các phương trình sau

Phạm Thị Thu Hiền 13 Facebook: Hội toán Bắc Nam

1 2 sin 2x
3cos2x 5 sin x cos x
2  0

2 2sin2x sin x cos x
3cos2x  0

6 3sin2x
2 sin 2x cos2x  0

7 4 cos3x 2 sin3x
3 sin x  0

8 3 cos3x 4 sin3x
3 sin x
sin2x cos x  0

9 3pcos3x
sin3xq  p4 sin 2xq cos x

10 4pcos3x sin3xq  sin x 3 cos x

2.5 Phương trình đối xứng

Dạng 1: apsin x cos xq b sin x cos x c  0

Đặt t  sin x cos x  ?2 sin

Ptapsin x
cos xq b sin x cos x c  0tương tự

Dạng 2: a|sin x cos x| b sin x cos x c  0

t |sin x cos x|  ?2.sin

Pta|sin x
cos x| b sin x cos x c  0tương tự

Dạng 3 : Phương trình đối xứng theo tan và cot

Đặt t  tan x cot x; x  kπ

2,|t| ¥ 2

Chuyên đề lượng giác

Ví dụ 2.6 Giải phương trình

3psin x cos xq 2 sin 2x 3  0

Giải

3psin x cos xq 2 sin 2x 3  0

ô 3 psin x cos xq 4 sin x cos x 3  0





 sin x cos x
1 p1qsin x cos x
1

2p2qp1q ô ?2 cos

x
π4


12

Bài 1: Giải các phương trình sau:

1 2psin x cos xq sin 2x 1  0

2 sin x cos x  6 psin x
cos x
1q

3 sin 2x ?

2 sin

x
π4

 1

4 tan x
2?2 sin x 1

5 sin3x cos3x  1

6 cos3x
sin3x  cos 2x

7 sin3x cos3x 2psin x cos xq
3 sin 2x  0

11 sin x cos x 2 tan x cot x 1

sin x

1cos x  0

12 9ptan x cot xq4

 48 tan2x cot2x

96

13 3ptan x
cot xq tan2x cot2x  6

14 sin x cos x 2 tan x cot x 1

sin x

1cos x  0

15 3ptan x cot xq4

8 tan2x cot2x

 21

2.6 Phương trình không mẫu mực

A Phương pháp đưa về phương trình tích

Mình hay nói vui là phương pháp chia để trị

Chuyên đề lượng giác

2 sin xp1 cos 2xq sin 2x  1 2 cos x

ô 2 sin xp1 2 cos2x
1q 2 sin x cos x  1 2 cos x

ô 4 sin x cos2x 2 sin x cos x  1 2 cos x

ô sin 2xp1 2 cos xq  1 2 cos x

Giải các phương trình lượng giác sau

1 p2 cos x
1qp2 sin x cos xq  sin 2x
sin x

2 2 cos3x cos 2x sin x  0

3 2 sin x cos 3x sin 2x  1 sin 4x

4 p1
cot xq sin3x pcos x
sin xq cos2x  cos x sin x

5 p1
cos xq cot x cos 2x sin x  sin 2x

6 1 sin x 2 cos x  p1 cos xq cot x

7 p2 sin x 1qp3 cos 4x 2 sin x
4q 4 cos2x  3

8 cos 3x cos 2x
cos x
1  0

9 sin 3x cos x cos 2xptan2x tan 2xq

Phạm Thị Thu Hiền 17 Facebook: Hội toán Bắc Nam

10 8 sinpx π

6q tan x cot x  4 cot 2x

11 5 sin x
2  3p1
sin xq.tan2x

12 cos 10x
cos 8x
cos 6x 1  0

B.Nhóm phương trình lượng giác có cung phức tạp

1 1

sin x

1sin



x
3π2

7π

Chương 3

MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHÁC

3.1 GTLN-GTNN

Những điểm cần chú ý:

1 Phương trình a sin x b cos x  c có nghiệm ô a2 b2 ¥ c2

2 BĐT Bunhiacopxki|a.x b.y| ¤apa2 b2q px2 y2q

Chuyên đề lượng giác

ô sin pB Cq  2 sin B cos C

ô sin B cos C cos B sin C  2 sin B cos C

ô sin B cos C
cos B sin C  0

Chứng minh

Phạm Thị Thu Hiền 21 Facebook: Hội toán Bắc Nam

p1q ô 8 cos A cos B cos C  1

ô 8 cos A.1

2rcos pB Cq cos pB
Cqs  1

ô 4 cos A r
cos A cos pB
Cqs  1

ô
4cos2A 4 cos A cospB
Cq  1

2 cos A 1

$''

A  π3

B  C ô A  B  C 

π3Vậy tam giác ABC là tam giác đều

Bài tập

Bài 1: Chứng mình tam giác ABC vuông biết:

a) cos2A cos2B cos2C  1

Chuyên đề lượng giác

Bài 2:Chứng mình tam giác ABC cân biết:

a) sin C

sin B  2 cos A

b) sin A sin B sin C

sin A sin B
sin C  cot

A

2 cot

C2

c) tan A tan B  2 cotC

Bài 3:Chứng mình tam giác ABC đều biết:

a) cot A cot B cot C  tanA

2 tan

B

2 tan

C2

b) cos A cos B cos C  sin A

2 sin

B

2 sin

C2

c) sin2A sin2B sin2C  9

A  0

B  0

iii) A2 B2  0 ô

$''

A  0

B  0

Phạm Thị Thu Hiền 23 Facebook: Hội toán Bắc Nam

Ví dụ 3.5 cos x cos 2x cos 4x  3 (1)

Ta có
1 ¤ cos x ¤ 1;
1 ¤ cos 2x ¤ 1;
1 ¤ cos 4x ¤ 1 với mọi x

Do đóp1q ô

$''

&

''

%

cos x  1cos 2x  1cos 4x  1

ô

$''

&

''

%

x  k2π2x k2π4x k2π

ô

$''

&

''

%

x  k2π

x  kπ

x  kπ2

$

'

'

sin x 
1sin 5x
1

x  π

2 k2π5x  π

2 k2π

$''

x 
π

2 k2π5x 
π

x  π

2 k2π

x  π10

k2π5

$''

sin99x ¤ sin2

xcos100x ¤ cos2x

Chuyên đề lượng giác

ñ sin99

x cos100x ¤ sin2

x cos2x  1ô

$

'

'

sin99x  sin2xcos100x  cos2x

ô

$''

sin2x sin97x
1  0cos2x cos98x
1  0





cos

2x  0cos98x
1  0

ô

$''''

&

''''

%





 sin x  0sin x  1





 cos x 0cos x 1

ô

$''''

&

''''

%





 sin x  0sin x  1





 cos x  0sin x  0

11 sin x cos x ?2p2
sin 3xq

3.4 PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CHỨA THAM SỐ

Ví dụ 3.8 Tìm m để phương trình sau có nghiệm sin2x
sin x
m 3 0(1)

Bài 1: Tìm m để phương trình sau đây có nghiệm

1 cos 2x cos x m
1  0

2 p2 sin xqp2 cos xq  m HD đặt t  sin x cos x

3 sin x cos x  6psin x cos x mq

4 tan2x cot2x  mptan x
cot xq

Chuyên đề lượng giác