Bài tập TOÁN 11 (CT mới) – Chuyên đề GIÁ TRỊ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT GÓC LƯỢNG GIÁC.

Chia sẻ nếu thấy hay:

Các bài tập sau đây phù hợp với cả ba bộ sách của chương trình Toán lớp 11 mới: CÁNH DIỀU, CHÂN TRỜI SÁNG TẠO, KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG.

Mức độ DỄ:

BT 1: Xác định điểm $N$ trên đường tròn lượng giác sao cho $(OA, ON)=-\dfrac{\pi}{4}.$ Dựa vào đó, tính các giá trị lượng giác: $\cos\left(-\dfrac{\pi}{4}\right),$ $\sin\left(-\dfrac{\pi}{4}\right),$ $\tan\left(-\dfrac{\pi}{4}\right),$ $\cot\left(-\dfrac{\pi}{4}\right).$

Điểm $N$ là điểm chính giữa của cung tròn $AB’.$

Bài tập TOÁN 11 - Chuyên đề GIÁ TRỊ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT GÓC LƯỢNG GIÁC.

$\cos\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)=\dfrac{\sqrt{2}}{2}.$

$\sin\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)=-\dfrac{\sqrt{2}}{2}.$

$\tan\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)=\dfrac{\sin\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)}{\cos\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)}=-1.$

$\cot\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)=\dfrac{\cos\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)}{\sin\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)}=-1.$

BT 2: Tính các giá trị lượng giác của góc $\alpha,$ biết:

a) $\sin\alpha=\dfrac{1}{3}$ và $90^o < \alpha < 180^o.$

b) $\cos\alpha=-\dfrac{2}{3}$ và $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}.$

c) $\tan\alpha=-2\sqrt{2}$ và $0 < \alpha < \pi.$

d) $\cot\alpha=-\sqrt{2}$ và $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}.$

a) $\sin\alpha=\dfrac{1}{3}$ và $90^o < \alpha < 180^o.$

+) Ta có: $\sin^2\alpha + \cos^2\alpha=1.$ Suy ra $\cos^2\alpha = 1-\sin^2\alpha = 1-\left(\dfrac{1}{3}\right)^2=\dfrac{8}{9}.$

Vì $90^o < \alpha < 180^o$ (góc phần tư thứ II) nên $\cos\alpha < 0.$

Do đó, $\cos\alpha = -\sqrt{\dfrac{8}{9}}=-\dfrac{2\sqrt{2}}{3}.$

+) $\tan\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=\dfrac{\dfrac{1}{3}}{-\dfrac{2\sqrt{2}}{3}}=-\dfrac{1}{2\sqrt{2}}.$

+) $\cot\alpha = \dfrac{1}{\tan\alpha}=-2\sqrt{2}.$

b) $\cos\alpha=-\dfrac{2}{3}$ và $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}.$

+) Ta có: $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1.$ Suy ra $\sin^2\alpha = 1-\cos^2\alpha=1-\left(-\dfrac{2}{3}\right)^2=\dfrac{5}{9}.$

Vì $\pi < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}$ (góc phần tư thứ III) nên $\sin\alpha < 0.$

Do đó $\sin\alpha = -\sqrt{\dfrac{5}{9}}=-\dfrac{\sqrt{5}}{3}.$

+) $\tan\alpha=\dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=\dfrac{-\dfrac{\sqrt{5}}{3}}{-\dfrac{2}{3}}=\dfrac{\sqrt{5}}{2}.$

+) $\cot\alpha=\dfrac{1}{\tan\alpha}=\dfrac{2}{\sqrt{5}}.$

c) $\tan\alpha=-2\sqrt{2}$ và $0 < \alpha < \pi.$

+) $\cot\alpha=\dfrac{1}{\tan\alpha}=-\dfrac{1}{2\sqrt{2}}.$

+) Ta có: $1+\tan^2\alpha=\dfrac{1}{\cos^2\alpha}.$ Suy ra $\cos^2\alpha = \dfrac{1}{1+\tan^2\alpha}=\dfrac{1}{1+\left(-2\sqrt{2}\right)^2}=\dfrac{1}{9}.$

Vì $0 < \alpha < \pi$ (nửa đường tròn phía trên) nên $\sin\alpha > 0.$ Mà $\tan\alpha =-2\sqrt{2} < 0$ nên $\cos\alpha < 0.$

Suy ra $\cos\alpha=-\sqrt{\dfrac{1}{9}}=-\dfrac{1}{3}.$

+) Ta có: $\tan\alpha=\dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}.$ Suy ra $\sin\alpha=\tan\alpha\cdot \cos\alpha=(-2\sqrt{2})\cdot \left(-\dfrac{1}{3}\right)=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}.$

d) $\cot\alpha=-\sqrt{2}$ và $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}.$

+) $\tan\alpha=\dfrac{1}{\cot\alpha}=-\dfrac{1}{\sqrt{2}}.$

+) Ta có: $1+\cot^2\alpha=\dfrac{1}{\sin^2\alpha}.$ Suy ra $\sin^2\alpha=\dfrac{1}{1+\cot^2\alpha}=\dfrac{1}{1+\left(-\sqrt{2}\right)^2}=\dfrac{1}{3}.$

Vì $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \dfrac{3\pi}{2}$ (nửa đường tròn bên trái) nên $\cos\alpha < 0.$ Mà $\cot\alpha=-\sqrt{2} < 0$ nên $\sin\alpha > 0.$

Suy ra $\sin\alpha=\sqrt{\dfrac{1}{3}}=\dfrac{1}{\sqrt{3}}.$

+) Ta có: $\cot\alpha=\dfrac{\cos\alpha}{\sin\alpha}.$ Suy ra $\cos\alpha=\cot\alpha\cdot \sin\alpha=(-\sqrt{2})\cdot \dfrac{1}{\sqrt{3}}=-\sqrt{\dfrac{2}{3}}.$

BT 3: Cho $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi.$ Xác định dấu của các biểu thức sau:

a) $\sin\left(\dfrac{\pi}{2}+\alpha\right).$

b) $\tan\left(\dfrac{3\pi}{2}-\alpha\right).$

c) $\cos\left(-\dfrac{\pi}{2}+\alpha\right)\cdot \tan(\pi-\alpha).$

d) $\sin\dfrac{14\pi}{9}\cdot \cot(\pi+\alpha).$

a) Do $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi$ nên $\pi < \dfrac{\pi}{2}+\alpha < \dfrac{3\pi}{2}$ (góc phần tư thứ III).

Do đó $\sin\left(\dfrac{\pi}{2}+\alpha\right) < 0.$

b) Do $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi$ nên $\pi > \dfrac{3\pi}{2}-\alpha > \dfrac{\pi}{2}$ (góc phần tư thứ II).

Do đó, $\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}-\alpha\right) > 0$ và $\cos\left(\dfrac{3\pi}{2}-\alpha\right) < 0.$

Suy ra $\tan\left(\dfrac{3\pi}{2}-\alpha\right) < 0.$

c) Do $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi$ nên $0 < -\dfrac{\pi}{2}+\alpha < \dfrac{\pi}{2}$ (góc phần tư thứ I) và $\dfrac{\pi}{2} > \pi-\alpha > 0$ (góc phần tư thứ I).

Do đó, $\cos\left(-\dfrac{\pi}{2}+\alpha\right) > 0$ và $\tan(\pi-\alpha) > 0.$

Suy ra $\cos\left(-\dfrac{\pi}{2}+\alpha\right)\cdot \tan(\pi-\alpha) > 0.$

b) Do $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi$ nên $\dfrac{3\pi}{2} < \pi+\alpha < 2\pi$ (góc phần tư thứ IV). Suy ra $\cot(\pi+\alpha) < 0.$

Mặt khác, $\dfrac{3\pi}{2} < \dfrac{14\pi}{9} < 2\pi$ (góc phần tư thứ IV). Suy ra $\sin\dfrac{14\pi}{9} < 0.$

Vậy $\sin\dfrac{14\pi}{9}\cdot \cot(\pi+\alpha) > 0.$

Mức độ TRUNG BÌNH:

BT 4: Tính giá trị các biểu thức sau:

a) $A=\dfrac{1}{\tan 368^o}+\dfrac{2\sin 2550^o \cos (-188^o)}{2\cos 638^o+\cos 98^o}.$

b) $B=\sin^2 25^o + \sin^2 45^o + \sin^2 60^o + \sin^2 65^o.$

c) $C=\tan^2\dfrac{\pi}{8}\cdot \tan\dfrac{3\pi}{8}\cdot \tan\dfrac{5\pi}{8}.$

a) Ta có:

+) $\tan 368^o=\tan (8^o+2\cdot 180^o)=\tan 8^o.$

+) $\sin 2550^o=\sin (30^o+7\cdot 360^o) = \sin 30^o=\dfrac{1}{2}.$

+) $\cos (-188^o)=\cos 188^o=\cos (8^o+180^o)=-\cos 8^o.$

+) $\cos 638^o=\cos (-82^o+2\cdot 360^o)=\cos (-82^o)=\cos 82^o=\sin 8^o.$

+) $\cos 98^o=-\cos 82^o=-sin 8^o.$

Do đó:

$A=\dfrac{1}{\tan 8^o}+\dfrac{2\cdot \dfrac{1}{2} (-\cos 8^o)}{2\sin 8^o-\sin 8^o}$ $=\cot 8^o-\dfrac{\cos 8^o}{\sin 8^o}$ $=\cot 8^o- \cot 8^o$ $=0.$

b) $B=\sin^2 25^o + \sin^2 45^o + \sin^2 60^o + \sin^2 65^o$ $=(\sin^2 25^o+\sin^2 65^o)+\sin^2 45^o+\sin^2 60^o$ $=(\cos^2 25^o+\sin^2 65^o)+\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)^2+\left(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\right)^2$ $=1+\dfrac{1}{2}+\dfrac{3}{4}$ $=\dfrac{9}{4}.$

c) $C=\tan^2\dfrac{\pi}{8}\cdot \tan\dfrac{3\pi}{8}\cdot \tan\dfrac{5\pi}{8}.$

Vì $\dfrac{3\pi}{8}+\dfrac{5\pi}{8}=\pi$ nên $\tan\dfrac{5\pi}{8}=-\tan\dfrac{3\pi}{8}.$

Vì $\dfrac{\pi}{8}+\dfrac{3\pi}{8}=\dfrac{\pi}{2}$ nên $\tan\dfrac{\pi}{8}=\cot\dfrac{3\pi}{8}.$

Do đó $C=\left(\cot\dfrac{3\pi}{8}\right)^2\cdot\tan\dfrac{3\pi}{8}\cdot\left(-\tan\dfrac{3\pi}{8}\right)$ $=\cot^2\dfrac{3\pi}{8}\cdot \left(-\tan^2\dfrac{3\pi}{8}\right)=-1.$

BT 5:

a) Tính các giá trị lượng giác của góc $x,$ biết $\tan x+\cot x=2$ và $0 < x < \dfrac{\pi}{2}.$

b) Tính các giá trị lượng giác của góc $x,$ biết $\tan x-\cot x=-\dfrac{2}{\sqrt{3}}$ và $\pi < x < \dfrac{3\pi}{2}.$

a) Ta có: $\tan x+\cot x=2$ $\Leftrightarrow \tan x+\dfrac{1}{\tan x}=2$ $\Leftrightarrow \tan x=1.$

Suy ra: $\cot x=\dfrac{1}{\tan x}=1.$

Vì $0 < x < \dfrac{\pi}{2}$ nên $\sin x,\cos x > 0.$ Do đó:

+) $\sin x=\dfrac{1}{\sqrt{1+\cot^2 x}}=\dfrac{1}{\sqrt{2}}.$

+) $\cos x=\sqrt{1-\sin^2x}=\dfrac{1}{\sqrt{2}}.$

b) Ta có: $\tan x-\cot x=-\dfrac{2}{\sqrt{3}}$ $\Leftrightarrow \tan x-\dfrac{1}{\tan x}=-\dfrac{2}{\sqrt{3}}$ $\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix}\sqrt{3}\tan^2x+2\tan x-\sqrt{3}=0 \\ \tan x\neq 0 \end{matrix}\right.$ $\Leftrightarrow \tan x=\dfrac{1}{\sqrt{3}} \vee \tan x=-\sqrt{3}$

Vì $\pi < x < \dfrac{3\pi}{2}$ nên $\sin x < 0, \cos x < 0, \tan x > 0.$

Do đó, ta chọn $\tan x=\dfrac{1}{\sqrt{3}}.$

Suy ra:

+) $\cot x=\dfrac{1}{\tan x}=\sqrt{3}.$

+) $\sin x=-\dfrac{1}{\sqrt{1+\cot^2 x}}=-\dfrac{1}{2}.$

+) $\cos x=-\sqrt{1-\sin^2x}=-\dfrac{\sqrt{3}}{2}.$

BT 6: Tính các giá trị lượng giác của góc $\alpha,$ biết $\sin\alpha=\dfrac{1}{5}$ và $\tan\alpha+\cot\alpha < 0.$

Vì $\tan\alpha$ và $\cot\alpha$ luôn cùng dấu và $\tan\alpha+\cot\alpha < 0$ nên $\tan\alpha < 0$ và $\cot\alpha < 0.$

Ta có: $1+\cot^2\alpha=\dfrac{1}{\sin^2\alpha}$

Suy ra $\cot^2\alpha=\dfrac{1}{\sin^2\alpha}-1=\dfrac{1}{\dfrac{1}{25}}-1=25-1=24.$

Mà $\cot\alpha < 0$ (cmt)

Nên $\cot\alpha=-\sqrt{24}=-2\sqrt{6}.$

Suy ra $\tan\alpha=\dfrac{1}{\cot\alpha}=\dfrac{-1}{2\sqrt{6}}$

Vì $\cot\alpha=\dfrac{\cos\alpha}{\sin\alpha}$ nên $\cos\alpha=\cot\alpha\cdot\sin\alpha=(-2\sqrt{6})\cdot \dfrac{1}{5}=\dfrac{-2\sqrt{6}}{5}.$

BT 7: Cho $\sin(\pi+\alpha)=-\dfrac{1}{3},$ $\left(\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi\right).$ Tính giá trị của biểu thức $A=\tan\left(\dfrac{7\pi}{2}-\alpha\right).$

$A=\tan\left(\dfrac{7\pi}{2}-\alpha\right)$ $=\tan\left(3\pi+\dfrac{\pi}{2}-\alpha\right)$ $=\tan\left(\dfrac{\pi}{2}-\alpha\right)$ $=\cot\alpha.$

Ta có: $\sin(\pi+\alpha)=-\sin\alpha.$ Đề cho: $\sin(\pi+\alpha)=-\dfrac{1}{3}.$ Suy ra $-\sin\alpha=-\dfrac{1}{3},$ hay $\sin\alpha=\dfrac{1}{3}.$

Do đó: $\cot^2\alpha=\dfrac{1}{\sin^2\alpha}-1=8.$

Vì $\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi$ nên $\cot\alpha < 0.$

Suy ra $\cot\alpha = -\sqrt{8}=-2\sqrt{2}.$

Vậy $A=-2\sqrt{2}.$

BT 8: Cho $\tan\alpha=-3$ và $0\leq\alpha\leq\pi.$ Tính $\cos\alpha$ và $\dfrac{\cos\alpha-2\sin\alpha}{2\cos\alpha+\sin\alpha}.$

Ta có: $1+\tan^2\alpha=\dfrac{1}{\cos^2\alpha}.$

Suy ra: $\cos^2\alpha=\dfrac{1}{1+\tan^2\alpha}=\dfrac{1}{1+(-3)^2}=\dfrac{1}{10}.$

Vì $0\leq\alpha\leq\pi$ nên $\sin\alpha \leq 0.$ Mà $\tan\alpha=-3 < 0$ nên $\cos\alpha < 0.$

Do đó, $\cos\alpha=-\dfrac{1}{\sqrt{10}}.$

Suy ra $\sin\alpha=\tan\alpha\cdot\cos\alpha=(-3)\cdot \left(-\dfrac{1}{\sqrt{10}}\right)=\dfrac{3}{\sqrt{10}}.$

Vậy $\dfrac{\cos\alpha-2\sin\alpha}{2\cos\alpha+\sin\alpha}$ $=\dfrac{-\dfrac{1}{\sqrt{10}}-2\cdot\dfrac{3}{\sqrt{10}}}{2\left(-\dfrac{1}{\sqrt{10}}\right)+\dfrac{3}{\sqrt{10}}}$ $=\dfrac{\dfrac{-7}{\sqrt{10}}}{\dfrac{1}{\sqrt{10}}}$ $=-7.$

Cách khác: Chia cả tử và mẫu của $\dfrac{\cos\alpha-2\sin\alpha}{2\cos\alpha+\sin\alpha}$ cho $\cos\alpha,$ và lưu ý $\dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=\tan\alpha,$ ta được:

$\dfrac{\cos\alpha-2\sin\alpha}{2\cos\alpha+\sin\alpha}$ $=\dfrac{1-2\tan\alpha}{2+\tan\alpha}$ $=\dfrac{1-2\cdot (-3)}{2+(-3)}$ $=\dfrac{7}{-1}$ $=-7.$

Mức độ KHÓ:

BT 9: Chứng minh các đẳng thức sau:

a) $\cos^4 x +2\sin^2 x = 1 + \sin^4 x.$

b) $\dfrac{\sin x + \cos x}{\sin^3 x}=\cot^3 x + \cot^2 x + \cot x +1.$

c) $\dfrac{\cot^2 x – \cot^2 y}{\cot^2 x\cdot \cot^2 y}=\dfrac{\cos^2 x – \cos^2 y}{\cos^2 x\cdot \cos^2 y}.$

d) $\sqrt{\sin^4 x + 4\cos^2 x} + \sqrt{\cos^4 x + 4\sin^2 x} = 3\tan\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)\tan\left(\dfrac{\pi}{6}-x\right).$

a) Chứng minh $\cos^4 x +2\sin^2 x = 1 + \sin^4 x.$

Ta có: $VT=\cos^4 x+2\sin^2 x$ $=\cos^2 x(1-\sin^2 x)+2\sin^2 x$ $=\cos^2 x-cos^2 x\sin^2 x +\sin^2 x + \sin^2 x$ $=(\cos^2 x+\sin^2 x)+\sin^2 x(1-\cos^2 x)$ $=1+\sin^2 x \sin^2 x$ $=1+\sin^4 x=VP.$ $\Rightarrow đpcm.$

b) Chứng minh $\dfrac{\sin x + \cos x}{\sin^3 x}=\cot^3 x + \cot^2 x + \cot x +1.$

Cách 1 (đi từ vế phải):

Ta có: $\cot^3 x + \cot^2 x + \cot x +1$ $=\dfrac{\cos^3 x}{\sin^3 x}+\dfrac{\cos^2 x}{\sin^2 x}+\dfrac{\cos x}{\sin x}+1$ $=\dfrac{\cos^3 x+\cos^2 x\sin x+\cos x\sin^2 x+\sin^3 x}{\sin^3 x}.$

Vậy ta cần chứng minh $\cos^3 x+\cos^2 x\sin x+\cos x\sin^2 x+\sin^3 x=\sin x+\cos x.$

Ta thấy: $(\sin x+\cos x)-(\cos^3 x+\cos^2 x\sin x+\cos x\sin^2 x+\sin^3 x)$ $=\sin x(1-\cos^2 x)+\cos x(1-\sin^2 x)-\cos^3 x-\sin^3 x$ $=\sin x\sin^2 x+\cos x\cos^2 x-\cos^3 x-\sin^3 x$ $=\sin^3 x+\cos^3 x-\cos^3 x-\sin^3 x=0.$

Suy ra $\cos^3 x+\cos^2 x\sin x+\cos x\sin^2 x+\sin^3 x=\sin x+\cos x.$

Suy ra điều phải chứng minh.

Cách 2 (đi từ vế trái):

Ta có: $VT=\dfrac{\sin x + \cos x}{\sin^3 x}$ $=\dfrac{\sin x+\cos x}{\sin x}\cdot \dfrac{1}{\sin^2 x}$ $=(1+\cot x)\cdot (1+\cot^2 x)$ $=\cot^3 x+\cot^2 x+\cot x+1=VP.$

Suy ra điều phải chứng minh.

c) Chứng minh $\dfrac{\cot^2 x – \cot^2 y}{\cot^2 x\cdot \cot^2 y}=\dfrac{\cos^2 x – \cos^2 y}{\cos^2 x\cdot \cos^2 y}.$

Ta có: $VP=\dfrac{\cos^2 x – \cos^2 y}{\cos^2 x\cdot \cos^2 y}$ $=\dfrac{1}{\cos^2 y}-\dfrac{1}{\cos^2 x}$ $=(1+\tan^2 y)-(1+\tan^2 x)$ $=\tan^2 y – \tan^2 x$ $=\dfrac{1}{\cot^2 y}-\dfrac{1}{\cot^2 x}$ $=\dfrac{\cot^2 x-\cot^2}{\cot^2 x\cdot \cot^2 y}=VT.$

Suy ra điều phải chứng minh.

d) Chứng minh $\sqrt{\sin^4 x + 4\cos^2 x} + \sqrt{\cos^4 x + 4\sin^2 x} = 3\tan\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)\tan\left(\dfrac{\pi}{6}-x\right).$

Ta có:

+) $\sin^4 x + 4\cos^2 x$ $=\sin^4 x+4(1-\sin^2 x)$ $=\sin^4 x-4\sin^2 x+4$ $=\left(\sin^2 x-2\right)^2.$ Do đó $\sqrt{\sin^4 x + 4\cos^2 x}=2-\sin^2 x$ (vì $\sin^2 x < 2).$

+) $\cos^4 x + 4\sin^2 x$ $=\cos^4 x+4(1-\cos^2 x)$ $=\cos^4 x-4\cos^2 x+4$ $=\left(\cos^2 x-2\right)^2.$ Do đó $\sqrt{\cos^4 x + 4\sin^2 x}=2-\cos^2 x$ (vì $\sin^2 x < 2).$

Do đó: $VT=(2-\sin^2 x)+(2-\cos^2 x)$ $=4-(\sin^2 x+\cos^2 x)$ $=4-1=3.$

Mặt khác, do $\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)+\left(\dfrac{\pi}{6}-x\right)=\dfrac{\pi}{2}$ nên $\tan\left(\dfrac{\pi}{6}-x\right)=\cot\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right).$

Do đó: $VP=3\tan\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)\tan\left(\dfrac{\pi}{6}-x\right)$ $=3\tan\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)\cot\left(x+\dfrac{\pi}{3}\right)$ $=3.$

Vậy $VT=VP(=3).$

Suy ra điều phải chứng minh.

BT 10: Cho tam giác $ABC.$ Chứng minh rằng:

$\dfrac{\sin^3 \dfrac{B}{2}}{\cos\left(\dfrac{A+2B+C}{2}\right)} – \dfrac{\cos^3 \dfrac{B}{2}}{\sin\left(\dfrac{A+2B+C}{2}\right)}=\tan A \cdot\cot(B+C).$

Ta có: $A+B+C=\pi$ (tổng ba góc của một tam giác)

Do đó: $\dfrac{A+2B+C}{2}=\dfrac{(A+B+C)+B}{2}=\dfrac{\pi+B}{2}=\dfrac{\pi}{2}+\dfrac{B}{2}.$

Suy ra:

+) $\cos\left(\dfrac{A+2B+C}{2}\right)=\cos\left(\dfrac{\pi}{2}+\dfrac{B}{2}\right)=\sin\left(-\dfrac{B}{2}\right)=-\sin\dfrac{B}{2}.$

+) $\sin\left(\dfrac{A+2B+C}{2}\right)=\sin\left(\dfrac{\pi}{2}+\dfrac{B}{2}\right)=\cos\left(-\dfrac{B}{2}\right)=\cos\dfrac{B}{2}.$

Do đó:

$VT=\dfrac{\sin^3 \dfrac{B}{2}}{\cos\left(\dfrac{A+2B+C}{2}\right)} – \dfrac{\cos^3 \dfrac{B}{2}}{\sin\left(\dfrac{A+2B+C}{2}\right)}$ $=\dfrac{\sin^3 \dfrac{B}{2}}{-\sin\dfrac{B}{2}} – \dfrac{\cos^3 \dfrac{B}{2}}{\cos\dfrac{B}{2}}$ $=-\sin^2\dfrac{B}{2}-\cos^2\dfrac{B}{2}$ $=-\left(\sin^2\dfrac{B}{2}+\cos^2\dfrac{B}{2}\right)$ $=-1.$

$VP=\tan A\cdot\cot(B+C)$ $=\tan A\cdot\cot(\pi-A)$ $=\tan A\cdot \left(-\cot A\right)$ $=-1.$

Vậy $VT=VP(=-1).$

Suy ra điều phải chứng minh.

BT 11: Đơn giản các biểu thức sau (giả sử các biểu thức đều có nghĩa):

a) $A=\cos(5\pi-x)-\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}+x\right)+\tan\left(\dfrac{3\pi}{2}-x\right)+\cot(3\pi-x).$

b) $B=\dfrac{\sin(900^o+x)-\cos(450^o-x)+\cot(1080^o-x)+\tan(630^o-x)}{\cos(450^o-x)+\sin(x-630^o)-\tan(810^o+x)-\tan(810^o-x)}.$

a) $A=\cos(5\pi-x)-\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}+x\right)+\tan\left(\dfrac{3\pi}{2}-x\right)+\cot(3\pi-x).$

Ta có:

+) $\cos(5\pi-x)=\cos(\pi-x+2\cdot 2\pi)$ $=\cos(\pi-x)$ $=-\cos x.$

+) $\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}+x\right)=\sin\left(2\pi-\dfrac{\pi}{2}+x\right)$ $=\sin\left(-\dfrac{\pi}{2}+x\right)$ $=\sin\left[-\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right)\right)$ $=-\sin\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right)$ $=-\cos x.$

+) $\tan\left(\dfrac{3\pi}{2}-x\right)=\tan\left(\pi+\dfrac{\pi}{2}-x\right)$ $=\tan\left(\dfrac{\pi}{2}-x\right)$ $=\cot x.$

+) $\cot(3\pi-x)=\cot(-x)=-\cot x.$

Do đó:

$A=-\cos x-(-\cos x)+\cot x+(-\cot x)=0.$

b) $B=\dfrac{\sin(900^o+x)-\cos(450^o-x)+\cot(1080^o-x)+\tan(630^o-x)}{\cos(450^o-x)+\sin(x-630^o)-\tan(810^o+x)-\tan(810^o-x)}.$

Ta có:

+) $\sin(900^o+x)=\sin(180^o+x+2\cdot 360^o)$ $=\sin(180^o+x)$ $=-\sin x.$

+) $\cos(450^o-x)=\cos(90^o-x+360^o)$ $=\cos(90^o-x)$ $=\sin x.$

+) $\cot(1080^o-x)=\cot(-x+6\cdot 180^o)$ $=\cot(-x)$ $=-\cot x.$

+) $\tan(630^o-x)=\tan(90^o-x+3\cdot 180^o)$ $=\tan(90^o-x)$ $=\cot x.$

+) $\sin(x-630^o)=\sin(x+90^o-2\cdot 360^o)$ $=\sin(x+90^o)$ $=\cos(-x)$ $=\cos x.$

+) $\tan(810^o+x)=\tan(90^o+x+4\cdot 180^o)$ $=\tan(90^o+x)$ $=\cot(-x)$ $=-\cot x.$

+) $\tan(810^o-x)=\tan(90^o-x+4\cdot 180^o)$ $=\tan(90^o-x)$ $=\cot x.$

Do đó:

$B=\dfrac{-\sin x-\sin x+(-\cot x)+\cot x}{\sin x+\cos x-(-\cot x)-\cot x}$ $=\dfrac{-2\sin x}{\sin x+\cos x}.$

BT 12: Đơn giản biểu thức sau: $A=\sqrt{2}-\dfrac{1}{\sin(x+2013\pi)}\cdot \sqrt{\dfrac{1}{1+\cos x}+\dfrac{1}{1-\cos x}}$ với $\pi < x < 2\pi.$

+) Tính $\sqrt{\dfrac{1}{1+\cos x}+\dfrac{1}{1-\cos x}}$

Ta có: $\sqrt{\dfrac{1}{1+\cos x}+\dfrac{1}{1-\cos x}}$ $=\sqrt{\dfrac{1-\cos x+1+\cos x}{(1+\cos x)(1-\cos x)}}$ $=\sqrt{\dfrac{2}{1-\cos^2 x}}$ $=\sqrt{\dfrac{2}{\sin^2 x}}$ $=\dfrac{\sqrt{2}}{|\sin x|}.$

Vì $\pi < x < 2\pi$ nên $\sin x < 0.$ Suy ra $|\sin x|=-\sin x.$

Vậy $\sqrt{\dfrac{1}{1+\cos x}+\dfrac{1}{1-\cos x}}$ $=\dfrac{\sqrt{2}}{-\sin x}$ $=\dfrac{-\sqrt{2}}{\sin x}.$

+) Tính $\sin(x+2013\pi)$

Ta có: $\sin(x+2013\pi)$ $=\sin(x+\pi+1006\cdot 2\pi)$ $=\sin(x+\pi)$ $=-\sin x.$

+) Tính $A$

Từ những tính toán phía trên, ta có:

$A=\sqrt{2}-\dfrac{1}{\sin(x+2013\pi)}\cdot \sqrt{\dfrac{1}{1+\cos x}+\dfrac{1}{1-\cos x}}$

$=\sqrt{2}-\dfrac{1}{-\sin x}\cdot \dfrac{-\sqrt{2}}{\sin x}$

$=\sqrt{2}-\dfrac{\sqrt{2}}{\sin^2 x}$

$=\sqrt{2}\left(1-\dfrac{1}{\sin^2 x}\right)$

$=-\sqrt{2}\cot^2 x.$

BT 13:

a) Cho $\cos\alpha=\dfrac{2}{3}.$ Tính $A=\dfrac{\tan\alpha+3\cot\alpha}{\tan\alpha+\cot\alpha}.$

b) Cho $\tan\alpha=3.$ Tính $B=\dfrac{\sin\alpha-\cos\alpha}{\sin^8\alpha+3\cos^8\alpha+2\sin\alpha}.$

c) Cho $\cot\alpha=\sqrt{5}.$ Tính $C=\sin^2\alpha-\sin\alpha\cos\alpha+\cos^2\alpha.$

a) Cho $\cos\alpha=\dfrac{2}{3}.$ Tính $A=\dfrac{\tan\alpha+3\cot\alpha}{\tan\alpha+\cot\alpha}.$

Ta có: $A=\dfrac{\tan\alpha+3\cot\alpha}{\tan\alpha+\cot\alpha}$ $=\dfrac{\tan\alpha+\dfrac{3}{\tan\alpha}}{\tan\alpha+\dfrac{1}{\tan\alpha}}$ $=\dfrac{\dfrac{\tan^2\alpha+3}{\tan\alpha}}{\dfrac{\tan^2\alpha+1}{\tan\alpha}}$ $=\dfrac{\tan^2\alpha+3}{\tan^2\alpha+1}.$

Mặt khác, $1+\tan^2\alpha=\dfrac{1}{\cos^2\alpha}=\dfrac{1}{\left(\dfrac{2}{3}\right)^2}=\dfrac{9}{4}.$

Suy ra $A=\dfrac{\tan^2\alpha+3}{\tan^2\alpha+1}$ $=\dfrac{\dfrac{9}{4}+2}{\dfrac{9}{4}}$ $=\dfrac{17}{9}.$

b) Cho $\tan\alpha=3.$ Tính $B=\dfrac{\sin\alpha-\cos\alpha}{\sin^3\alpha+3\cos^3\alpha+2\sin\alpha}.$

Ta có:

$B=\dfrac{\sin\alpha-\cos\alpha}{\sin^3\alpha+3\cos^3\alpha+2\sin\alpha}$ $=\dfrac{\dfrac{\sin\alpha}{\cos^3\alpha}-\dfrac{\cos\alpha}{\cos^3\alpha}}{\dfrac{\sin^3\alpha}{\cos^3\alpha}+\dfrac{3\cos^3\alpha}{\cos^3\alpha}+\dfrac{2\sin\alpha}{\cos^3\alpha}}$ $=\dfrac{\tan\alpha(1+\tan^2\alpha)-(1+\tan^2\alpha)}{\tan^3\alpha+3+2\tan\alpha(1+\tan^2\alpha)}$ $=\dfrac{3\cdot(1+3^2)-(1+3^2)}{3^3+3+2\cdot 3\cdot (1+3^2)}$ $=\dfrac{20}{90}$ $=\dfrac{2}{9}.$

c) Cho $\cot\alpha=\sqrt{5}.$ Tính $C=\sin^2\alpha-\sin\alpha\cos\alpha+\cos^2\alpha.$

Ta có: $(1+\cot^2\alpha)C$ $\dfrac{1}{\sin^2\alpha}C$ $=\dfrac{\sin^2\alpha-\sin\alpha\cos\alpha+\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}$ $=1-\dfrac{\cos\alpha}{\sin\alpha}+\dfrac{\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}$ $=1-\cot\alpha+\cot^2\alpha$ $=1-\sqrt{5}+5$ $=6-\sqrt{5}.$

Suy ra $C=\dfrac{6-\sqrt{5}}{1+\cot^2\alpha}$ $=\dfrac{6-\sqrt{5}}{6}.$

BT 14: Biết $\sin\alpha+\cos\alpha=m.$

a) Tìm $\sin\alpha\cos\alpha$ và $|\sin^4\alpha-\cos^4\alpha|.$

b) Chứng minh rằng $|m|\leq\sqrt{2}.$

a)

+) Tìm $\sin\alpha\cos\alpha$

Ta có: $m^2=(\sin\alpha+\cos\alpha)^2$ $=\sin^2\alpha+\cos^2\alpha+2\sin\alpha\cos\alpha$ $=1+2\sin\alpha\cos\alpha.$

Suy ra $\sin\alpha\cos\alpha=\dfrac{m^2-1}{2}.$

+) Tìm $|\sin^4\alpha-\cos^4\alpha|$

Ta có: $\sin^4\alpha-\cos^4\alpha$ $=(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha)(\sin^2\alpha-\cos^2\alpha)$ $=1\cdot(\sin\alpha+\cos\alpha)(\sin\alpha-\cos\alpha)$ $=m(\sin\alpha-\cos\alpha).$

Vậy $|\sin^4\alpha-\cos^4\alpha|=|m|\cdot |\sin\alpha-\cos\alpha|$ $=|m|\sqrt{(\sin\alpha-\cos\alpha)^2}$ $=|m|\sqrt{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha-2\sin\alpha\cos\alpha}$ $=|m|\sqrt{1-2\cdot \dfrac{m^2-1}{2}}$ $=|m|\sqrt{2-m^2}.$

b) Ta có: $\sin\alpha\cos\alpha\leq\dfrac{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha}{2}=\dfrac{1}{2}.$

Suy ra $\dfrac{m^2-1}{2}\leq\dfrac{1}{2},$ hay $m^2\leq 2.$

Do đó $|m|\leq\sqrt{2}.$

BT 15: Chứng minh giá trị của biểu thức sau không phụ thuộc vào $x.$

$A=\dfrac{\sin^6 x + \cos^6 x + 2}{\sin^4 x + \cos^4 x + 1}.$

Đặt $u=\sin^2 x$ và $v=\cos^2 x,$ thì $u+v=1.$

Ta có:

+) $\sin^6 x+\cos^6 x$ $=u^3+v^3$ $=(u+v)(u^2+v^2-uv)$ $=1\cdot \left[(u+v)^2-3uv\right]$ $=1-3uv.$

+) $\sin^4 x+\cos^4 x$ $=u^2+v^2$ $=(u+v)^2-2uv$ $=1-2uv.$

Suy ra:

$A=\dfrac{\sin^6 x + \cos^6 x + 2}{\sin^4 x + \cos^4 x + 1}$

$=\dfrac{1-3uv+2}{1-2uv+1}$

$=\dfrac{3-3uv}{2-2uv}$

$=\dfrac{3(1-uv)}{2(1-uv)}$

$=\dfrac{3}{2}.$

Vậy giá trị của $A$ luôn bằng $\dfrac{3}{2}$ và không phụ thuộc vào $x.$

BT 16: Cho $3\sin^4\alpha-\cos^4\alpha=\dfrac{1}{2}.$ Tính $A=2\sin^4\alpha-\cos^4\alpha.$

Đặt $u=\sin^2\alpha$ và $v=\cos^2\alpha$ thì $u+v=1.$

Ta có: $3\sin^4\alpha-\cos^4\alpha=\dfrac{1}{2}$ $\Leftrightarrow 3u^2-v^2=\dfrac{1}{2}$ $\Leftrightarrow 3u^2-(1-u)^2=\dfrac{1}{2}$ $\Leftrightarrow 2u^2+2u-1=\dfrac{1}{2}$ $\Leftrightarrow 4u^2+4u-3=0$ $\Leftrightarrow u=\dfrac{1}{2}\;hoặc\;u=\dfrac{-3}{2}.$

Mặt khác: $0\leq u=\sin^2\alpha\leq 1.$

Do đó $u=\dfrac{1}{2}.$ Suy ra $v=1-u=\dfrac{1}{2}.$

Ta có: $A=2\sin^4\alpha-\cos^4\alpha$ $=2u^2-v^2$ $=2\left(\dfrac{1}{2}\right)^2-\left(\dfrac{1}{2}\right)^2$ $=2\cdot \dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{4}$ $=\dfrac{1}{4}.$

BT 17: Cho góc $\alpha$ thỏa $\dfrac{\sin^4\alpha}{a}+\dfrac{\cos^4\alpha}{b}=\dfrac{1}{a+b}$ (với $a,b$ là các số thực khác $0).$ Tính giá trị biểu thức $A=\dfrac{\sin^8\alpha}{a^3}+\dfrac{\cos^8\alpha}{b^3}.$

Đặt $\cos^2\alpha=t.$

Ta có: $\dfrac{\sin^4\alpha}{a}+\dfrac{\cos^4\alpha}{b}=\dfrac{1}{a+b}$ $\Leftrightarrow \dfrac{(1-t)^2}{a}+\dfrac{t^2}{b}=\dfrac{1}{a+b}$ $\Leftrightarrow b(1-t)^2+at^2=\dfrac{ab}{a+b}$ $\Leftrightarrow (a+b)t^2-2bt+b=\dfrac{ab}{a+b}$ $\Leftrightarrow (a+b)^2t^2-2b(a+b)t+b^2=0$ $\Leftrightarrow \left((a+b)t-b\right)^2=0$ $\Leftrightarrow t=\dfrac{b}{a+b}.$

Suy ra $\cos^2\alpha=\dfrac{b}{a+b}$ và $\sin^2\alpha=\dfrac{a}{a+b}$ (vì $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1).$

Do đó: $A=\dfrac{\sin^8\alpha}{a^3}+\dfrac{\cos^8\alpha}{b^3}$ $=\dfrac{a}{(a+b)^4}+\dfrac{b}{(a+b)^4}$ $=\dfrac{1}{(a+b)^3}.$

Chia sẻ nếu thấy hay:
0 0 đánh giá
Đánh giá bài viết
Theo dõi
Thông báo của
guest

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.

1 Bình luận
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận
hehe

cam on a

1
0
Rất thích suy nghĩ của bạn, hãy bình luận.x