BÀI 2. GIÁ TRỊ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT GÓC LƯỢNG GIÁC
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
Tính các giá trị lượng giác của góc $\alpha$, nếu:
- $\sin \alpha = \dfrac{1}{3}$ và $-\dfrac{\pi}{2} < \alpha < 0$;
- $\cos \alpha = -0{,}7$ và $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}$;
- $\tan \alpha = 2$ và $0 < \alpha < \dfrac{\pi}{2}$;
- $\cot \alpha = \dfrac{7}{3}$ và $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}$.
Giải:
a) Ta có $\cos^2\alpha = 1 - \sin^2\alpha = 1 - \left(\dfrac{1}{3}\right)^2 = \dfrac{8}{9}$.
Vì $-\dfrac{\pi}{2} < \alpha < 0$ nên $\cos\alpha > 0$. Do đó $\cos\alpha = \dfrac{2\sqrt{2}}{3}.$
Suy ra $\tan\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha} = \dfrac{1/3}{2\sqrt{2}/3} = \dfrac{1}{2\sqrt{2}}$, và $\cot\alpha = 2\sqrt{2}.$
b) $\sin^2\alpha = 1 - \cos^2\alpha = 1 - (-0{,}7)^2 = \dfrac{51}{100}.$
Vì $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}$ nên $\sin\alpha < 0$. Do đó $\sin\alpha = -\dfrac{\sqrt{51}}{10}.$
$\tan\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha} = \dfrac{-\sqrt{51}/10}{-0{,}7} = \dfrac{\sqrt{51}}{7}$, và $\cot\alpha = \dfrac{7}{\sqrt{51}}.$
c) $\cot^2\alpha = \dfrac{1}{\tan^2\alpha} = \dfrac{1}{4}.$
$\sin^2\alpha = \dfrac{\tan^2\alpha}{1 + \tan^2\alpha} = \dfrac{4}{5}, \quad \cos^2\alpha = \dfrac{1}{5}.$
Vì $0 < \alpha < \dfrac{\pi}{2}$ nên $\sin\alpha, \cos\alpha > 0$.
Do đó $\sin\alpha = \dfrac{2\sqrt{5}}{5}, \ \cos\alpha = \dfrac{\sqrt{5}}{5}.$
d) $\tan\alpha = \dfrac{1}{\cot\alpha} = \dfrac{3}{7}$.
$\sin^2\alpha = \dfrac{\tan^2\alpha}{1 + \tan^2\alpha} = \dfrac{9}{58}$,
$\cos^2\alpha = \dfrac{1}{1 + \tan^2\alpha} = \dfrac{49}{58}.$
Vì $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}$ nên $\sin\alpha, \cos\alpha < 0$.
Do đó $\sin\alpha = -\dfrac{3\sqrt{58}}{58}, \ \cos\alpha = -\dfrac{7\sqrt{58}}{58}.$
Chứng minh các đẳng thức lượng giác sau:
- $\dfrac{\sin^3\alpha + \cos^3\alpha}{\sin\alpha + \cos\alpha} = 1 - \sin\alpha\cos\alpha$;
- $\dfrac{1+\tan\alpha}{1-\tan\alpha} + \dfrac{1+\cot\alpha}{1-\cot\alpha} = 0.$
Giải:
a) $\dfrac{\sin^3\alpha + \cos^3\alpha}{\sin\alpha + \cos\alpha} = \dfrac{(\sin\alpha + \cos\alpha)(\sin^2\alpha - \sin\alpha\cos\alpha + \cos^2\alpha)}{\sin\alpha + \cos\alpha} = 1 - \sin\alpha\cos\alpha.$
b) $\dfrac{1+\tan\alpha}{1-\tan\alpha} + \dfrac{1+\cot\alpha}{1-\cot\alpha} = \dfrac{1+\tan\alpha}{1-\tan\alpha} + \dfrac{\cot\alpha(\cot\alpha+1)}{\cot\alpha-1} = \dfrac{1+\tan\alpha}{1-\tan\alpha} + \dfrac{1+\frac{1}{\tan\alpha}}{1-\frac{1}{\tan\alpha}} = 0.$
Rút gọn các biểu thức sau:
- $\sin^2(3\pi - \alpha) + \sin^2\left(\alpha + \dfrac{5\pi}{2}\right)$;
- $[1 + \tan^2(-\alpha + 11\pi)] \cdot \sin^2\left(\alpha - \dfrac{3\pi}{2}\right)$.
Giải:
a) Ta có: $\sin(3\pi - \alpha) = \sin(\pi + 2\pi - \alpha) = \sin(\pi - \alpha) = \sin\alpha.$
$\sin\left(\alpha + \dfrac{5\pi}{2}\right) = \sin\left(\alpha + 2\pi + \dfrac{\pi}{2}\right) = \cos\alpha.$
Suy ra $\sin^2(3\pi - \alpha) + \sin^2\left(\alpha + \dfrac{5\pi}{2}\right) = \sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1.$
b) $\tan(-\alpha + 11\pi) = \tan(-\alpha + \pi) = \tan(-\alpha) = -\tan\alpha.$
$\sin\left(\alpha - \dfrac{3\pi}{2}\right) = \cos\alpha.$
Suy ra:
$$[1 + \tan^2(-\alpha + 11\pi)] \cdot \sin^2\left(\alpha - \dfrac{3\pi}{2}\right)
= (1 + \tan^2\alpha)\cos^2\alpha = 1.$$
