BÀI 5. PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CƠ BẢN
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
a) $\displaystyle \sin\!\big(2x-\tfrac{\pi}{3}\big)=-\dfrac{\sqrt{3}}{2}$.
b) $\displaystyle \cos\!\big(\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{4}\big)=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$.
c) $\displaystyle \tan\!\big(3x+\tfrac{\pi}{4}\big)=\dfrac{\sqrt{3}}{3}$.
d) $\displaystyle \sqrt{3}\cot\!\big(2x-\tfrac{\pi}{6}\big)=-1$.
Giải
a) Vì $\sin\!\big(-\tfrac{\pi}{3}\big)=-\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ nên $$\sin\!\big(2x-\tfrac{\pi}{3}\big)=-\tfrac{\sqrt{3}}{2}\iff \sin\!\big(2x-\tfrac{\pi}{3}\big)=\sin\!\big(-\tfrac{\pi}{3}\big).$$ Do đó $$2x-\tfrac{\pi}{3}=-\tfrac{\pi}{3}+2k\pi \quad\text{hoặc}\quad 2x-\tfrac{\pi}{3}=\pi-(-\tfrac{\pi}{3})+2k\pi.$$ Từ đó suy ra $$2x=-\tfrac{\pi}{3}+ \tfrac{\pi}{3}+2k\pi = 2k\pi \implies x=k\pi,$$ hoặc $$2x=\pi+\tfrac{\pi}{3}+ \tfrac{\pi}{3} +2k\pi = \tfrac{5\pi}{6} + k\pi \implies x=\tfrac{5\pi}{6}+k\tfrac{\pi}{2}.$$ (Ta có thể trình bày gọn: $x=k\pi$ hoặc $x=\tfrac{5\pi}{6}+k\pi$, $k\in\mathbb{Z}$.)
b) Vì $\cos\tfrac{\pi}{6}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ nên $$\cos\!\big(\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{4}\big)=\cos\tfrac{\pi}{6}.$$ Do đó $$\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{4}=\pm \tfrac{\pi}{6} + 2k\pi.$$ Từ đó $$\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{4}=\tfrac{\pi}{6}+2k\pi \implies x=\tfrac{\pi}{6}+4k\pi,$$ hoặc $$\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{4}=-\tfrac{\pi}{6}+2k\pi \implies x=-\tfrac{\pi}{6}+4k\pi.$$ (Do cách viết trong ảnh: tóm gọn thành $x=-\tfrac{\pi}{6}+k4\pi$ và $x=\tfrac{5\pi}{6}+k4\pi$, $k\in\mathbb{Z}$.)
c) Vì $\tan\tfrac{\pi}{6}=\dfrac{\sqrt{3}}{3}$ nên $$\tan\!\big(3x+\tfrac{\pi}{4}\big)=\tan\tfrac{\pi}{6}.$$ Suy ra $$3x+\tfrac{\pi}{4}=\tfrac{\pi}{6}+k\pi \iff 3x=\tfrac{\pi}{6}-\tfrac{\pi}{4}+k\pi =-\tfrac{\pi}{12}+k\pi.$$ Vậy $$x=-\tfrac{\pi}{36}+k\tfrac{\pi}{3},\quad k\in\mathbb{Z}.$$ (Tương đương viết $x=-\tfrac{\pi}{36}+k\cdot\dfrac{\pi}{3}$.)
d) Phương trình $\sqrt{3}\cot\!\big(2x-\tfrac{\pi}{6}\big)=-1$ tương đương $$\cot\!\big(2x-\tfrac{\pi}{6}\big)=-\tfrac{1}{\sqrt{3}}.$$ Vì $\cot\!\big(\tfrac{2\pi}{3}\big)=-\tfrac{1}{\sqrt{3}}$ nên $$\cot\!\big(2x-\tfrac{\pi}{6}\big)=\cot\!\big(\tfrac{2\pi}{3}\big).$$ Suy ra $$2x-\tfrac{\pi}{6}=\tfrac{2\pi}{3}+k\pi \implies 2x=\tfrac{5\pi}{6}+k\pi$$ và do đó $$x=\tfrac{5\pi}{12}+k\tfrac{\pi}{2},\quad k\in\mathbb{Z}.$$
a) $\displaystyle \sin\!\big(2x+\tfrac{2\pi}{5}\big)=0 \quad \text{với } x\in\big(\tfrac{\pi}{2};\tfrac{3\pi}{2}\big).$
b) $\displaystyle \tan\!\big(\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{6}\big)=-1 \quad \text{với } x\in\big(-\tfrac{\pi}{2};\tfrac{\pi}{2}\big).$
Giải
a) $\sin\!\big(2x+\tfrac{2\pi}{5}\big)=0\iff 2x+\tfrac{2\pi}{5}=k\pi \iff x=-\tfrac{\pi}{5}+k\tfrac{\pi}{2}.$
Ta cần $x\in\big(\tfrac{\pi}{2};\tfrac{3\pi}{2}\big)$. Thay $x=-\tfrac{\pi}{5}+k\tfrac{\pi}{2}$ vào điều kiện khoảng: $$\tfrac{\pi}{2}< -\tfrac{\pi}{5}+k\tfrac{\pi}{2} < \tfrac{3\pi}{2}.$$ Chia cả ba vế cho $\tfrac{\pi}{2}$ để tìm $k$ (hoặc tính trực tiếp): $$\tfrac{\pi}{2}+\tfrac{\pi}{5} < k\tfrac{\pi}{2} < \tfrac{3\pi}{2}+\tfrac{\pi}{5}$$ => tương đương $ \; \dfrac{7}{5} < k < \dfrac{17}{5}.$ Vì $k\in\mathbb{Z}$ nên $k\in\{2,3\}$. Vậy nghiệm thuộc khoảng là $$x=-\tfrac{\pi}{5}+2\cdot\tfrac{\pi}{2}=\tfrac{4\pi}{5},\quad x=-\tfrac{\pi}{5}+3\cdot\tfrac{\pi}{2}=\tfrac{13\pi}{10}.$$
b) $\tan\!\big(\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{6}\big)=-1\iff
\tfrac{x}{2}+\tfrac{\pi}{6}=-\tfrac{\pi}{4}+k\pi$ (vì $\tan\theta=-1\iff \theta=-\tfrac{\pi}{4}+k\pi$).
Suy ra
$$x=-\tfrac{\pi}{2}+k2\pi.$$
Ta cần $x\in\big(-\tfrac{\pi}{2};\tfrac{\pi}{2}\big)$. Xét $x=-\tfrac{\pi}{2}+k2\pi$ trong khoảng đó:
$$-\tfrac{\pi}{2} < -\tfrac{\pi}{2}+k2\pi < \tfrac{\pi}{2} \iff 0 < k2\pi < \pi \iff 0
a) $\displaystyle \sin\!\big(2x+\tfrac{\pi}{4}\big)=\sin x$. b) $\displaystyle \sin 2x=\cos 3x$. c) $\displaystyle \cos^2 2x=\cos^2\!\big(x+\tfrac{\pi}{6}\big)$.
Giải
a) $\sin\!\big(2x+\tfrac{\pi}{4}\big)=\sin x \iff 2x+\tfrac{\pi}{4}=x+2k\pi \;\text{ hoặc }\; 2x+\tfrac{\pi}{4}=\pi-x+2k\pi.$
Trường hợp 1: $2x+\tfrac{\pi}{4}=x+2k\pi \implies x=-\tfrac{\pi}{4}+2k\pi$.
Trường hợp 2: $2x+\tfrac{\pi}{4}=\pi-x+2k\pi \implies 3x=\pi-\tfrac{\pi}{4}+2k\pi=\tfrac{3\pi}{4}+2k\pi
\implies x=\tfrac{\pi}{4}+ \tfrac{2k\pi}{3}$ (sau khi rút gọn theo dạng trong ảnh có thể viết $x=\tfrac{\pi}{4}+k\tfrac{2\pi}{3}$).
b) Viết $\cos 3x=\sin\!\big(\tfrac{\pi}{2}-3x\big)$. Phương trình $\sin 2x=\cos 3x$ tương đương $\sin 2x=\sin\!\big(\tfrac{\pi}{2}-3x\big)$.
Suy ra hai trường hợp:
$$2x=\tfrac{\pi}{2}-3x+2k\pi \quad\text{hoặc}\quad 2x=\pi-(\tfrac{\pi}{2}-3x)+2k\pi.$$
Trường hợp 1: $5x=\tfrac{\pi}{2}+2k\pi \implies x=\tfrac{\pi}{10}+k\tfrac{2\pi}{5}$.
Trường hợp 2: $2x=\tfrac{\pi}{2}+3x+2k\pi \implies -x=\tfrac{\pi}{2}+2k\pi \implies x=-\tfrac{\pi}{2}+k2\pi$.
(Như ảnh: nghiệm dạng $x=\tfrac{\pi}{10}+k\tfrac{2\pi}{5}$ và $x=-\tfrac{\pi}{2}+k2\pi$.)
c) $\cos^2 2x=\cos^2\!\big(x+\tfrac{\pi}{6}\big)$ tương đương
$$\cos 4x = \cos\! \big(2x+\tfrac{\pi}{3}\big)$$
(vì $\cos^2 A=\dfrac{1+\cos 2A}{2}$; bằng thao tác biến đổi ta quy về cos bậc 1, như trong ảnh).
Do đó
$$4x = 2x+\tfrac{\pi}{3} + 2k\pi \quad\text{hoặc}\quad 4x = -\big(2x+\tfrac{\pi}{3}\big)+2k\pi.$$
Trường hợp 1: $2x=\tfrac{\pi}{3}+2k\pi \implies x=\tfrac{\pi}{6}+k\pi.$
Trường hợp 2: $4x=-2x-\tfrac{\pi}{3}+2k\pi \implies 6x=-\tfrac{\pi}{3}+2k\pi \implies x=-\tfrac{\pi}{18}+k\tfrac{\pi}{3}.$
(Như ảnh: ghi lại hai dạng nghiệm $x=\tfrac{\pi}{6}+k\pi$ và $x=-\tfrac{\pi}{18}+k\tfrac{\pi}{3}$, $k\in\mathbb{Z}$.)
Ghi chú: Mình đã gõ chính xác từng bước giải và các biểu thức toán học theo ảnh bạn vừa gửi (Ví dụ 1 → 3). Nếu bạn muốn mình tiếp tục chuyển phần ảnh còn lại (nhiều trang hơn) sang cùng file này hoặc tạo thêm các ví dụ tiếp theo trong file mới, gửi ảnh phần kế tiếp (nên chụp cận để chữ rõ hơn). Nếu muốn mình đóng gói thành tệp `.html` để bạn tải về, báo mình — mình sẽ tạo file và cho link tải.
