TOÁN 11
CHƯƠNG I
HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC VÀ
PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CHƯƠNG II
TỔ HỢP – XÁC SUẤT CHƯƠNG III
DÃY SỐ
CẤP SỐ CỘNG VÀ CẤP SỐ NHÂN
Giáo Viên Trường THPT Tuy Phong
TẬP 1
Quý đọc giả, quý thầy cô và các em học sinh thân mến!
Nh ằ m giúp các em h ọ c sinh có tài li ệ u t ự h ọ c môn Toán, tôi biên so ạ n cu ố n gi ả i toán tr ọ ng tâm c ủ a l ớ p 11.
Nội dung của cuốn tài liệu bám sát chương trình chuẩn và chương trình nâng cao về môn Toán đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định.
Nội dung gồm 3 phần
Phần 1. Kiến thức cần nắm
Phần 2. Dạng bài tập có hướng dẫn giải và bài tập đề nghị Phần 3. Phần trắc nghiệm có đáp án.
Cuốn tài liệu được xây dựng sẽ còn có những khiếm
khuyết. Rất mong nhận được sự góp ý, đóng góp của quý đồng nghiệp và các em học sinh.
Mọi góp ý xin gọi về số 01655.334.679 – 0916.620.899 Email: lsp0207@yahoo.com.vn
lsp02071980@gmail.com
Chân thành c ả m ơ n.
Tác gi ả L ư S ĩ Pháp
Gv_Trường THPT Tuy Phong
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I. HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC VÀ PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC
ÔN TẬP CÔNG THỨC LƯỢNG GIÁC Trang 1
§1. HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC Trang 3
§2. PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CƠ BẢN Trang 11
§3. PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC ĐƠN GIẢN THƯỜNG GẶP Trang 18
ÔN TẬP CHƯƠNG I Trang 27
TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG I Trang 44
ĐÁP ÁN Trang 59
CHƯƠNG II. TỔ HỢP – XÁC SUẤT
§1. HAI QUY TẮC ĐẾM CƠ BẢN Trang 60
§2. HOÁN VỊ - CHỈNH HỢP - TỔ HỢP Trang 66
§3. NHỊ THỨC NIU-TƠN Trang 77
§4. PHÉP THỬ VÀ BIẾN CỐ - XÁC SUẤT CỦA BIẾN CỐ Trang 83
§5. CÁC QUY TẮC TÍNH XÁC SUẤT Trang 86
ÔN TẬP CHƯƠNG II Trang 93
TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG II Trang 103
ĐÁP ÁN Trang 116
Chương III. DÃY SỐ – CẤP SỐ CỘNG VÀ CẤP SỐ NHÂN
§1. PHƯƠNG PHÁP QUY NẠP TOÁN HỌC Trang 118
§2. DÃY SỐ Trang 125
§3. CẤP SỐ CỘNG Trang 134
§4. CẤP SỐ NHÂN Trang 141
ÔN TẬP CHƯƠNG III Trang 150
TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG III Trang 155
ĐÁP ÁN Trang 160
CHƯƠNG I
HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC & PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC
---0O0---
ÔN TẬP CÔNG THỨC LƯỢNG GIÁC
1. Hằng đẳng thức lượng giác cơ bản
sin2α+cos2α =1 tan sin ; , cosα π2 k k
α α π
= α ≠ + ∈ℤ
cot cos ; , sinα k k
α α π
= α ≠ ∈ℤ tan .cot 1; ,
2 kπ k α α = α ≠ ∈ℤ 2
2
1 tan 1 ; ,
cos π2 k k
α α π
+ = α ≠ + ∈ℤ 2
2
1 cot 1 ; ,
sin k k
α α π
+ = α ≠ ∈ℤ
2. Các công thức lượng giác 2.1. Công thức cộng
cos
(
α β±)
=cos cosα β ∓sin sinα βsin
(
α β±)
=sin cosα β±cos sinα βtan
(
α β±)
=1 tan tantan∓ α ±αtanββ , với mọi α β, làm cho các biểu thức có nghĩa.2.2. Công thức nhân đôi sin 2α =2sin cosα α
cos2α =cos2α−sin2α =2 cos2α− = −1 1 2sin2α 2
2 tan
tan 2 ; ,2 ,
1 tanα π2 k k
α α α π
= α ≠ + ∈
− ℤ
2.3. Công thức nhân ba
cos3α =4 cos3α−3cosα sin3α =3sinα−4sin3α 2.4. Công thức hạ bậc
cos2 1 cos2 2
α = + α sin2 1 cos2
2 α = − α
tan2 1 cos2 1 cos2 α α
α
= −
+ , với α làm cho biểu thức có nghĩa.
2.6. Công thức biến đổi tổng thành tích
cos cos 2 cos .cos
2 2
α β α β
α+ β = + − cos cos 2sin .sin
2 2
α β α β
α − β = − + −
sin sin 2sin .cos
2 2
α β α β
α + β = + − sin sin 2 cos .sin
2 2
α β α β
α− β = + −
, với mọi α β, làm cho các biểu thức có nghĩa.
2.7. Công thức biến đổi tích thành tổng
cos .cosα β =12cos
(
α β+)
+cos(
α β−)
sin .sinα β = −12cos(
α β+)
−cos(
α β−)
sin .cosα β =12sin(
α β+)
+sin(
α β−)
2.8. Công thức rút gọn
sin cos 2 sin 2 cos
4 4
π π
α + α = α+ = α−
sin cos 2 sin 2 cos
4 4
π π
α − α = α− = − α+
tan cot 2
sin 2
α α
+ = α , với α làm cho biểu thức có nghĩa 3. Giá trị lượng giác của các góc (cung) có liên quan đặt biệt
3.1. Hai góc đối nhau ( cung đối) (α làm cho các biểu thức có nghĩa) cos(− =α) cosα sin(− = −α) sinα tan(− = −α) tanα cot(− = −α) cotα 3.2. Hai góc bù nhau( cung bù)(α làm cho các biểu thức có nghĩa)
sin(π α− ) sin= α cos(π α− )= −cosα
tan(π α− )= −tanα cot(π α− )= −cotα
3.3. Hai góc phụ nhau ( cung phụ)(α làm cho các biểu thức có nghĩa)
sin cos
π α2 α
− =
cos sin
π α2 α
− =
tan cot
π α2 α
− =
cot tan
π α2 α
− =
3.4. Hai góc hơn kém π(cung hơn kém π),(α làm cho các biểu thức có nghĩa)
sin(π α+ )= −sinα cos(π α+ )= −cosα
tan(π α+ ) tan= α cot(π α+ ) cot= α 3.5. Hai góc hơn kém
2
π (cung hơn kém 2
π ),(α làm cho các biểu thức có nghĩa)
sinπ α2 cosα
+ =
cosπ α2 sinα
+ = −
tanπ α2 cotα
+ = −
cotπ α2 tanα
+ = −
3.6. Cung bội. (k∈ℤ, α làm cho các biểu thức có nghĩa)
sin(α+k2 ) sinπ = α cos(α+k2 ) cosπ = α tan(α+kπ) tan= α cot(α+kπ) cot= α 4. Bảng giá trị lượng giác các góc (cung) đặt biệt
α
HSLG
00 300 450 600 900 1200 1350 1500 1800
0 π6
4 π
3 π
2
π 2
3π 3
4π 5
6π π
sinα
0
1
2 2
2
3
2 1 3
2
2 2
1
2 0
cosα
1 3
2
2 2
1
2 0
1
−2 2
− 2 3
− 2 - 1 tanα
0 3
3 1 3
|| − 3
- 1 3
− 3 0 cotα
|| 3
1 3
3 0 3
− 3 - 1 − 3
||
|| : Không xác định
§1. HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC A. KIẾN THỨC CẦN NẮM
Hàm số y=sinx Hàm số y=cosx
• Có tập xác định là ℝ
• Có tập giá trị là −1;1
• Là hàm số lẻ
• Là hàm số tuần hoàn với chu kì T =2π
• Đồng biến trên mỗi khoảng
2 ; 2
2 k 2 k
π π π π
− + +
và nghịch biến trên
mỗi khoảng 2 ;3 2 ,
2 k 2 k k
π π π π
+ + ∈
ℤ
• Có đồ thị là một đường hình sin
• Có tập xác định là ℝ
• Có tập giá trị là −1;1
• Là hàm số chẵn
• Là hàm số tuần hoàn với chu kì 2
T = π
• Đồng biến trên mỗi khoảng
(
− +π k2 ; 2π k π)
và nghịch biến trênmỗi khoảng
(
k2 ;π π +k2 ,π)
k∈ℤ• Có đồ thị là một đường hình sin
Hàm số y=tanx Hàm số y=cotx
• Có tập xác định là 1 \ , D = π2 +kπ k∈
ℝ ℤ
• Có tập giá trị là ℝ
• Là hàm số lẻ
• Là hàm số tuần hoàn với chu kì là π
• Đồng biến trên mỗi khoảng
; ;
2 k 2 k k
π π π π
− + + ∈
ℤ
• Có đồ thị nhân mỗi đường thẳng 2 ;
x= +π kπ k∈ℤ làm một đường tiệm cận
• Có tập xác định là D2 =ℝ\
{
kπ,k∈ℤ}
• Có tập giá trị là ℝ
• Là hàm số lẻ
• Là hàm số tuần hoàn với chu kì là π
• Nghịch biến trên mỗi khoảng
(
kπ π; +kπ)
;k∈ℤ• Có đồ thị nhân mỗi đường thẳng x=kπ;k∈ℤ làm một đường tiệm cận
B. BÀI TẬP
Dạng 1. Tập xác định của hàm số - Hàm số xác định với một điều kiện
- Hàm số xác định bởi hai hay nhiều điều kiện - Hàm số y=sin ;x y=cosx có tập xác định là ℝ
- Hàm số y=tanxxác định khi và chỉ khi cosx≠0; Hàm số y=cotxxác định khi và chỉ khi sinx≠0 Lưu ý:
1 sin 1 2
u= ⇔ = +u π2 k π sin 1 2
u= − ⇔ = − +u π2 k π sinu= ⇔ =0 u kπ 2 cosu= ⇔ =1 u k2π cosu= − ⇔ = +1 u π k2π cos 0
u= ⇔ = +u π2 kπ 3 tan 1
u= ⇔ = +u π4 kπ tan 1
u= − ⇔ = − +u π4 kπ tanu= ⇔ =0 u kπ 4 cot 1
u= ⇔ = +u π4 kπ cot 1
u= − ⇔ = − +u π4 kπ cot 0
u= ⇔ = +u π2 kπ - Hàm số y 1
= A xác định khi và chỉ khi A≠0 - Hàm số y= A xác định khi và chỉ khi A≥0
- Hàm số y 1
= A xác định khi và chỉ khi A>0 Bài 1.1. Tìm tập xác định các hàm số sau:
a) 1 cos sin y x
x
= + b) 1 sin
cos y x
x
= + c) 1 cos
1 cos y x
x
= +
− d) y= 3 sin− x HDGiải
a) Hàm số xác định khi và chỉ khi sinx≠ ⇔ ≠0 x kπ,k∈ℤ. Vậy D=ℝ\
{
kπ,k∈ℤ}
b) Hàm số xác định khi và chỉ khi cos 0 ,
x≠ ⇔ ≠ +x π2 kπ k∈ℤ. Vậy \ , D= π2+kπ k∈
ℝ ℤ
c) Hàm số xác định khi và chỉ khi 1 cos 0 1 cos
x x
+ ≥
− . Vì 1 cos+ x≥0 nên điều kiện là 1 cos− x>0 hay 1 cos− x≠ ⇔0 cosx≠ ⇔ ≠1 x k2 ,π k∈ℤ. Vậy D=ℝ\
{
kπ,k∈ℤ}
d) Vì − ≤1 sinx≤1 nên 3 sin− x≥ ∀ ∈0, x ℝ. Vậy D=ℝ Bài 1.2. Tìm tập xác định các hàm số sau:
a) tan
y= x−π3
b) cot
y= x+π6
c) tan 2
y= x+π3
d) y=tanx+cotx HDGiải
a) Hàm số xác định khi và chỉ khi cos 0 5 ,
3 3 2 6
x π x π π kπ x π kπ k
− ≠ ⇔ − ≠ + ⇔ ≠ + ∈
ℤ.
Vậy \ 5 ,
D= 6π +kπ k∈
ℝ ℤ
b) Hàm số xác định khi và chỉ khi sin 0 ,
6 6 6
x π x π kπ x π kπ k
+ ≠ ⇔ + ≠ ⇔ ≠ − + ∈
ℤ.
Vậy \ ,
D= − +π6 kπ k∈
ℝ ℤ
c) Hàm số xác định khi và chỉ khi cos 2 0 ,
3 3 2 12 2
x π x π π kπ x π kπ k
+ ≠ ⇔ + ≠ + ⇔ ≠ + ∈
ℤ.
Vậy \ ,
12 2
D= π +kπ k∈
ℝ ℤ
d) Hàm số xác định khi và chỉ khi cos 0
sin 2 0 ,
sin 0 2
x k
x x k
x
π
≠
⇔ ≠ ⇔ ≠ ∈
≠
ℤ.
Vậy \ ,
2
D= kπ k∈
ℝ ℤ
Bài 1.3. Tìm tập xác định các hàm số sau:
a) cos 2 1 y x
= x
− b) tan
3
y= x c) y = cot2x
d) 21
sin 1 y= x
− e) y= cosx+1 f) 2
cos cos3
y= x x
−
g) 2 3 2
sin cos
y= x x
− h) 1 sin
1 cos y x
x
= −
+ i) 3sin 7
2 cos 5 y x
x
= −
− HDGiải
a) Ta có 2
cos 1 y x
= x
− xác định trên ℝkhi và chỉ khi 2
1 0 1
1
x x x
x ∈ ⇔ − ≠ ⇔ ≠
− ℝ .
Vậy tập xác định của hàm số cos 2 1 y x
= x
− là D=ℝ\ 1
{ }
b) Hàm số tan 3
y= x xác định khi và chỉ khi cos 0 3 3 ,
3 3 2 2
x x
k x k k
π π π π
≠ ⇔ ≠ + ⇔ ≠ + ∈ℤ. Vậy tập xác định của hàm số \ 3 3 ,
D= 2π +k π k∈
ℝ ℤ
c) Tập xác định của hàm số \ , 2
D= kπ k∈
ℝ ℤ
d) Tập xác định của hàm số D=ℝ\ 1;1
{ }
−e) Ta có cosx+ ≥ ∀ ∈1 0, x ℝ. Vậy tập xác định của hàm số D=ℝ f) Ta có cosx−cos3x= −2sin 2 sin( ) 4sinx − =x 2xcosx.
Vậy tập xác định của hàm số \ , 2
D= kπ k∈
ℝ ℤ
g) Ta có sin2 x−cos2 x= −cos2x. Vậy tập xác định của hàm số \ ,
4 2
D= π +kπ k∈
ℝ ℤ
h) Ta có 1 sin− x≥0,1 cos+ x≥0. Do đó hàm số xác định ∀ ∈x ℝ khi cosx≠ −1. Vậy tập xác định của hàm số D=ℝ\
{
π +k2 ,π k∈ℤ}
i) Ta có 3sinx− <7 0, 2 cosx− <5 0 nên 3sin 7 0, 2 cos 5
x x
x− > ∀ ∈
− ℝ. Vậy tập xác định của hàm số D=ℝ Bài 1.4. Tìm tập xác định các hàm số sau:
a) y=cos x b) sin 1
1 y x
x
= +
− c) 1 cos22
1 cos 2 y x
x
= − +
d) cot
cos 1 y x
= x
− e) 2 cos
1 tan 3 y x
x π
= −
+ −
f) tan cot
1 sin 2
x x
y x
= +
− HDGiải
a) Ta có y=cos xxác định trên ℝ khi và chỉ khi x∈ ⇔ ≥ℝ x 0. Vậy tập xác định của hàm số D=[0;+∞)
b) Ta có sin 1 1 y x
x
= +
− xác định trên ℝ khi và chỉ khi 1 1 0 1 1
1 1
x x
x x x
+ ∈ ⇔ + ≥ ⇔ − ≤ <
− ℝ − .
Vậy tập xác định của hàm số D= −[ 1;1)
c) Ta có 1 cos2− x≥0,1 cos 2+ 2 x≥ ∀ ∈0, x ℝ. Vậy tập xác định của hàm số D=ℝ d) Hàm số cot
cos 1 y x
= x
− xác định sin 0
cos 1 2 ;
x x k
x k k
x x k
π π
π
≠ ≠
⇔ ⇔ ⇔ ≠ ∈
≠ ≠
ℤ.
Vậy tập xác định của hàm số D=ℝ\
{
kπ,k∈ℤ}
e) Hàm số 2 cos
1 tan 3 y x
x π
= −
+ −
xác định
cos 0 5
3 6 ;
tan 0
3 12
x x k
k
x k
x
π π π
π π π
− ≠
≠ +
⇔ ⇔ ∈
− ≠ ≠ +
ℤ.
Vậy tập xác định của hàm số 5
\ ;
6 12
D= π +kπ∪π +kπ k∈
ℝ ℤ
f) Hàm số tan cot 1 sin 2
x x
y x
= +
− xác định
cos 0
sin 0 2 ;
sin 2 1
4
x x k
x k
x k
x
π π π
≠ ≠
⇔ ≠ ⇔ ∈
≠ ≠ +
ℤ.
Vậy tập xác định của hàm số \ ;
2 4
D= kπ∪π +kπ k∈
ℝ ℤ
Dạng 2. Xét tính chẵn, lẻ của hàm số
Nhắc lại kiến thức: Về tính chẵn, lẻ của hàm số y= f x( )
Tìm tập xác định D của hàm số, kiểm chứng D là tập đối xứng hay không, tức là ∀x x, ∈D⇒− ∈x D (1) Tính f( )−x và so sánh f( )−x với f x( ):
Nếu f( )− =x f x( ) thì f x( ) là hàm số chẵn (2) Nếu f( )− = −x f x( ) thì f x( ) là hàm số lẻ (3) Do vậy
Nếu điều kiện (1) không nghiệm đúng thì f x( ) là hàm số không chẵn, không lẻ trên D
Nếu điều kiện (2) và (3) không nghiệm đúng thì f x( ) là hàm số không chẵn, không lẻ trên D Để kết luận f x( ) là hàm số không chẵn, không lẻ trên D, ta chỉ cần tìm một điểm x0 sao
chof(−x0)≠ f x( )0 và f(−x0)≠ −f x( )0
Lưu ý: vận dụng hai góc (cung) đối nhau của HSLG Bài 1.5. Xác định tính chẵn, lẻ của các hàm số sau:
a) y cosx
= x b) y = x – sinx c) y= 1 cos− x
d) 1 cos .sin 3 2 y= + x 2π − x
e) y = sinx.cos2x + tanx f) y = sinx – cosx
g) y=sin3x−tanx h) tan cot
sin
x x
y x
= +
HDGiải a) Hàm số ( ) cosx
y f x
= = x có tập xác định D=ℝ\ 0
{ }
. Ta có ∀x x, ∈D⇒− ∈x D vàcos( ) cos
( ) ( )
( )
x x
f x f x
x x
− = − = − = −
− . Vậy hàm số ( ) cosx
y f x
= = x là hàm số lẻ. b) Hàm số lẻ
c) Là hàm số chẵn d) Là hàm số chẵn e) Là hàm số lẻ
f) Hàm số y= f x( ) sin= x−cosxcó tập xác định D=ℝ. Lấy x=π6
ta có : 1 3; 1 3
6 2 2 6 2 2
f π = − f −π = − −
. Suy ra
6 6
f π ≠ f −π
Vậy hàm số y= f x( ) sin= x−cosx là hàm số không chẵn, không lẻ g) Là hàm số lẻ
h) Là hàm số lẻ
Dạng 3. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số.
Định nghĩa: Cho hàm số y= f x( ) có tập xác định là D và hai hằng số M và m.
Nếu ∀ ∈x D f x, ( )≤M và ∃x0 sao cho f x( )0 =Mthì M gọi là GTLN của hàm số y= f x( ) trên D và kí hiệu
Max yD =M
Nếu ∀ ∈x D f x, ( )≥m và ∃x0 sao cho f x( )0 =mthì m gọi là GTNN của hàm số y= f x( ) trên D và kí
hiệu
D
Min y=m Chú ý:
− ≤1 sinx≤ ∀ ∈1, x ℝ 0 sin≤ 2 x≤ ∀ ∈1, x ℝ 0 sin≤ x ≤ ∀ ∈1, x ℝ − ≤1 cosx≤ ∀ ∈1, x ℝ 0 cos≤ 2x≤ ∀ ∈1, x ℝ 0 cos≤ x ≤ ∀ ∈1, x ℝ Bài 1.6. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi hàm số sau
a) y=2 cosx +1 b) y= −3 2sinx c) y= 2 1 cos
(
+ x)
+1 d) y=3sinx−π6−2HDGiải a) y=2 cosx +1. Điều kiện: cos 0
0 cos 1,
1 cos 1
x x x
x
≥
⇔ ≤ ≤ ∀ ∈
− ≤ ≤
ℝ
Ta có: 0≤ cosx ≤ ⇔ ≤1 0 2 cosx≤ ⇔ ≤2 1 2 cosx ≤3 hay 1≤ ≤y 3 Vậy: Max y= ⇔3 cosx= ⇔ =1 x k2 ,π k∈
ℝ
ℤ
1 cos 0 ,
Min y= ⇔ x= ⇔ = +x π2 kπ k∈
ℝ
ℤ b) y= −3 2sinx. Tập xác định: D=ℝ
Ta có: − ≤1 sinx≤ ⇔ ≥ −1 2 2sinx≥ − ⇔ + ≥ −2 2 3 3 2sinx≥ − + ⇔ ≥ −2 3 5 3 2sinx≥1hay 5≥ ≥y 1
Vậy: 5 sin 1 2 ,
Max y= ⇔ x= − ⇔ = − +x π2 k π k∈
ℝ
ℤ
1 sin 1 2 ,
Min y= ⇔ x= ⇔ = +x π2 k π k∈
ℝ
ℤ
c) y= 2 1 cos
(
+ x)
+1. Tập xác định: D=ℝTa có: − ≤1 cosx≤ ⇔ ≤ +1 0 1 cosx≤ ⇔ ≤2 0 2 1 cos
(
+ x)
≤4( ) ( )
⇔ ≤0 2 1 cos+ x ≤ ⇔ ≤2 1 2 1 cos+ x + ≤1 3 Vậy: Max y= ⇔3 cosx= ⇔ =1 x k2 ,π k∈
ℝ
ℤ
1 cos 1 2 ,
Min y= ⇔ x= − ⇔ = +x π k π k∈
ℝ
ℤ
Bài 1.7. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi hàm số sau
a) 2 cos 3
y= π3+x+
b) cos cos
y= x+ x−π3
c) y= −3 2 sinx d) y=cos2x+2 cos 2x e) y= 5 2 cos .sin− 2x 2 x f) 2 sin2 x−cos 2x
HDGiải
a) Hàm số 2 cos 3
y= π3 +x+
có tập xác định là D=ℝ.
Ta có: − ≤ π + ≤ ⇔ − ≤ π + ≤ ⇔ − + ≤ π + + ≤ +
1 cos 1 2 2 cos 2 1 3 2 cos 3 2 3
3 x 3 x 3 x
π
⇔ ≤ + + ≤ ≤ ≤
1 2 cos 3 5 1 5
3 x hay y
Vậy: Max y=5
ℝ khi cos 1 2 ,
3 x x 3 k k
π π π
+ = ⇔ = − + ∈
ℤ
1 Min y= −
ℝ khi cos 1 2 2 ,
3 x x 3 k k
π π π
+ = − ⇔ = + ∈
ℤ
b) Hàm số cos cos
y= x+ x−π3
có tập xác định là D=ℝ.
Ta có cos cos 2 cos cos 3 cos
3 6 6 6
x+ x−π= x−π π = x−π
.
Với mọi x∈ℝ ta luôn có: 3 3 cos 3 3 3
x π6 hay y
− ≤ − ≤ − ≤ ≤
Vậy: GTLN của y là 3, đạt đựơc khi cos 1 2 ;
6 6
x π x π k π k
− = ⇔ = + ∈
ℤ
GTNN của y là − 3, đạt được khi cos 1 7 2 ;
6 6
x π x π k π k
− = − ⇔ = + ∈
ℤ
c) Hàm số y= −3 2 sinx có tập xác định là D=ℝ.
Ta có 0 sin≤ x ≤ ⇔ − ≤ −1 2 2 sinx ≤ ⇔ ≤ −0 1 3 2 sinx ≤3 hay 1≤ ≤y 3 Vậy: GTLN của y là 3, đạt được khi sinx= ⇔ =0 x kπ,k∈ℤ
GTNN của y là 1, đạt được khi sin 1 , x= ± ⇔ = ± +x π2 kπ k∈ℤ d) Hàm số y=cos2 x+2 cos2x có tập xác định là D=ℝ.
Ta có cos2 2 cos2 1 cos2 2 cos2 1 5cos2
2 2
x x
x+ x= + + x= + .
Với mọi x∈ℝ ta luôn có: 2 1 5cos2 3 2
+ x
− ≤ ≤ .
Vậy: GTLN của y là 3, đạt được khi cos2x= ⇔ =1 x kπ,k∈ℤ GTNN của y là -2, đạt được khi cos2 1 ,
x= − ⇔ = +x π2 kπ k∈ℤ e) Hàm số y= 5 2 cos .sin− 2x 2 x có tập xác định là D=ℝ.
Ta có 5 2 cos .sin2 2 5 1sin 22
x x 2 x
− = − .
Vì 0 sin 2≤ 2 x≤1 nên 1 1 2 9 1 2 3 2
sin 2 0 5 sin 2 5 5
2 2 x 2 2 x hay 2 y
− ≤ − ≤ ⇔ ≤ − ≤ ≤ ≤ .
Vậy: GTLN của y là 5, đạt được khi sin 22 x= ⇔0 sin 2x= ⇔ =0 x kπ,k∈ℤ GTNN của y là 3 2
2 , đạt được khi sin 22 1 sin 2 1 ,
4 2
x= ⇔ x= ± ⇔ = ± +x π kπ k∈ℤ f) Hàm số y=2sin2x−cos2x= −1 2 cos2x có tập xác định là D=ℝ.
Ta có − ≤ −1 1 2 cos2x≤3
Vậy: GTLN của y là 3, đạt được khi cos2 1 , x= − ⇔ = +x π2 kπ k∈ℤ GTNN của y là -1, đạt được khi cos2x= ⇔ =1 x kπ,k∈ℤ Bài 1.8. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi hàm số sau:
a) y= +3 sin cosx x b) y= −4 2 cos2 x c) 2 3 cos
y= x
+
d) 3 2
5 sin
y= x
− e) y= 1 sin−
( )
x2 −1 f) y=4sin xHDGiải
a) GTLN của y là 7
2, đạt được khi ,
x= +π4 kπ k∈ℤ GTNN của y là 5
2, đạt được khi ,
x= − +π4 kπ k∈ℤ b) GTLN của y là 4, đạt được khi ,
x= +π2 kπ k∈ℤ
GTNN của y là 2, đạt được khi x=k2π∨ = +x π k2 ,π k∈ℤ
c) Hàm số 2
3 cos
y= x
+ có tập xác định là D=ℝ.
Ta có 1 cos 1 2 3 cos 4 1 1 1 1 2 1
4 3 cos 2 2 3 cos
x x
x x
− ≤ ≤ ⇔ ≤ + ≤ ⇔ ≤ ≤ ⇔ ≤ ≤
+ +
GTLN của y là 1, đạt được khi x= +π k2 ,π k∈ℤ GTNN của y là 1
2, đạt được khi x=k2 ,π k∈ℤ d) GTLN của y là 3
4, đạt được khi , x= +π2 kπ k∈ℤ GTNN của y là 3
5, đạt đươc khi x=kπ,k∈ℤ
e) Hàm số y= 1 sin−
( )
x2 −1 có tập xác định là D=ℝ. Với mọi x∈ℝ ta luôn có: − ≤1 1 sin−( )
x2 − ≤1 2 1− . VậyGTLN của y là 2 1− , đạt được khi 2 2 , 1 x = − +π2 k π k≥ GTNN của y là −1 , đạt được khi 2 2 , 0
x = +π2 k π k>
f) Hàm số y=4sin x có tập xác định là D=0;+∞
)
. Trên D ta có: − ≤4 4sin x ≤4. Vậy: GTLN của y là 4, đạt được khi 2 , 0x = +π2 k π k≥ GTNN của y là 4− , đạt được khi 2 , 1
x = − +π2 k π k≥ Bài 1.9. Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của mỗi hàm số sau:
a) y=sin4 x−cos4 x b) y=sin4x+cos4 x c) y=sin2x+2sinx+6 d) y=cos4 x+4 cos2 x+5
HDGiải
a) y=sin4 x−cos4 x=
(
sin2x−cos2x)(
sin2x+cos2x)
= −cos2x.Mặt khác: − ≤1 cos2x≤1
GTLN của y là 1, đạt được khi , x= +π2 kπ k∈ℤ GTNN của y là −1, đạt được khi x=kπ,k∈ℤ
b) y=sin4x+cos4 x=
(
sin2x+cos2 x)
2−2sin2xcos2 x= −1 12sin 22 x.Mặt khác 1 1 2 1 sin 2 1 2≤ −2 x≤
GTLN của y là 1, đạt được khi , 2 x= kπ k∈
ℤ
GTNN của y là 1
2, đạt được khi ,
4 2
x= +π kπ k∈ℤ
c) Ta có y=sin2x+2sinx+ =6
(
sinx+1)
2+5. Mặt khác: 5≤(
sinx+1)
2+ ≤5 9GTLN của y là 9, đạt được khi 2 , x= +π2 k π k∈ℤ GTNN của y là 5, đạt được khi 2 ,
x= − +π2 k π k∈ℤ
d) Ta có y=cos4 x+4 cos2x+ =5
(
cos2x+2)
2 +1. Mặt khác: 5≤(
cos2 x+2)
2+ ≤1 10GTLN của y là 10, đạt được khi x=kπ,k∈ℤ GTNN của y là 5, đạt được khi ,
x= +π2 kπ k∈ℤ
C. BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ Bài 1.10. Tìm tập xác định của các hàm số sau
a) tan
1 tan y x
= x
+ b) 1
3 cot 2 1
y= x
+ c) 3sin 1
3 3cos 6 y x
x+ π
=
− +
d) sin
1 cos 4 y x
x π
=
− +
e) 1 cos9
cot 9 1 cos9
y x x
x
= + +
+ f) sin
2 cos 2 y x
= x
+ g)
tan 2 1 1 sin 1 y x
x
= −
+ + h) 2 cot 3
1 1 sin3 y x
x
= −
− + Bài 1.11. Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhật của các hàm số sau
a) y= 1 cos2+ x−5 b) 4 5cos 3 y= + x+π3
c) y= −2 4 2sin 5+ x d) 23 cot 1 1
y= x +
+
e) 1 3sin 2
y= − x−π3
f) y= −1 8sin 22 x g) y= 9 9 sin 9− x h) y= sin 2x−5
§2. PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CƠ BẢN
A. KIẾN THỨC CẦN NẮM 1. Phương trình sinx=m (1)
Nếu m >1: phương trình (1) vô nghiệm
Nếu m ≤1: Nếu α là một nghiệm của phương trình (1), nghĩa là sinα =m
sin 2 ;
2
x k
x m k
x k
α π
π α π
= +
= ⇔ ∈
= − +
ℤ
Nếu số đo của α được cho bằng độ thì:
0
0 0
sin 360 ;
180 360
x k
x m k
x k
α α
= +
= ⇔ ∈
= − +
ℤ
Nhận thấy, trong một công thức nghiệm của phương trình lượng giác không được dùng đồng thời hai đơn vị độ và radian.
Chú ý:
i) Nếu số thực α thoả mãn điều kiện: 2 2
sin m
π α π α
− ≤ ≤
=
thì ta viết α =arcsinm.
Khi đó: π
π π
= +
= ⇔ ∈
= − +
arcsin 2 ℤ
sin ,
arcsin 2
x m k
x m k
x m k
ii) Các trường hợp đặc biệt
• m= −1 , phương trình sinx= −1 có nghiệm là = − +π 2 ,π ∈ℤ
x 2 k k
• m=0 , phương trình sinx=0 có nghiệm là x=kπ;k∈ℤ
• m=1 , phương trình sinx=1 có nghiệm là 2 ; x= +π2 k π k∈ℤ
iii) Tổng quát: π
π π
= +
= ⇔ ∈
= − +
2 ℤ
sin sin ,
2 u v k
u v k
u v k
2. Phương trình cosx=m (2)
Nếu m >1: phương trình (2) vô nghiệm
Nếu m ≤1: Nếu α là một nghiệm của phương trình (2), nghĩa là cosα =m
α π
α π
= +
= ⇔ ∈
= − +
2 ℤ
cos ,
2
x k
x m k
x k
Nếu sốđo của α được cho bằng độ thì: α α
= +
= ⇔ ∈
= − +
ℤ
0 0
cos 360 ,
360
x k
x m k
x k
Chú ý:
i) Nếu α thoảđiều kiện 0≤ ≤α π và cosα = m thì ta viết α = arccosm.
Khi đó pt (2) có nghiệm là : x= ±arccosm k+ 2 ;π k∈ℤ ii) Các trường hợp đặc biệt khi m∈
{ }
0; 1±• cos 0
x= ⇔ = +x π2 kπ ,k∈ℤ
• cosx= − ⇔ = +1 x π k2π,k∈ℤ
• cosx= ⇔ =1 x k2π ,k∈ℤ
iii) Tổng quát: π π
= +
= ⇔ ∈
= − +
2 ℤ
cos cos ,
2 u v k
u v k
u v k
3. Phương trình tanx=m(3) Điều kiện: , x≠ +π2 kπ k∈ℤ
• Nếu α là một nghiệm của phương trình (3), nghĩa làtanα =m thì tanx= ⇔ = +m x α kπ;k∈ℤ
• Nếu số đo của α được cho bằng độ thì tanx= ⇔ = +m x α k180 ;0 k∈ℤ
• Nếu α thảo mãn điều kiện
2 2
π α π
− < < và tanα =m thì ta viết α = arctanm. Lúc đó nghiệm của phương trình (3) là:x=arctanm k+ π,k∈ℤ
• Các trường hợp đặc biệt biệt khi m∈
{ }
0; 1±tanx= ⇔ =0 x kπ,k∈ℤ
tan 1
x= − ⇔ = − +x π4 kπ,k∈ℤ tan 1
x= ⇔ = +x π4 kπ,k∈ℤ
• Tổng quát : tanu=tanv có nghiệm: u= +v kπ,k∈ℤ 4. Phương trình cotx=m (4) Điều kiện: x≠kπ,k∈ℤ
• Nếu α là một nghiệm của phương trình (4), nghĩa làcotα =m thì cotx= ⇔ = +m x α kπ,k∈ℤ
• Nếu số đo của α được cho bằng độ thì cotx= ⇔ = +m x α k180 ;0 k∈ℤ
• Nếu α thảo mãn điều kiện 0< <α π và cotα =m thì ta viết α =arccotm. Lúc đó nghiệm của phương trình (4) là:x=arccotm k+ π,k∈ℤ
• Tổng quát : cotu=cotv có nghiệm: u= +v kπ,k∈ℤ
Chú ý: Kể từ đây, ta qui ước rằng nếu trong một biểu thức nghiệm của phương trình lương giác có chứa k mà không giải thích gì thêm thì ta hiểu rằng k nhận mọi giá trị thuộc ℤ
Ghi nhớ công thức nghiệm của phương trình lượng giác cơ bản Với u=u x v( ), =v x( ) và u v, làm cho biểu thức có nghĩa, k∈ℤ 1/ sin sin 2
2 u v k
u v
u v k
π
π π
= +
= ⇔
= − +
2 / cos cos 2
2 u v k
u v
u v k
π π
= +
= ⇔
= − +
3 / tanu=tanv⇔ = +u v kπ 4 / cotu=cotv⇔ = +u v kπ B. BÀI TẬP
Dạng 1. Giải phương trình lượng giác cơ bản
- Các công thức nghiệm của bốn phương trình lượng giác cơ bản - Cung đối và cung bù
Bài 2.1. Giải các phương trình sau:
a) sin 1
x=2 b) sin 3
x= − 2 c) sin 2
x= 3 d) sin 2 sin
5 5
x π π x
− = +
e) 0 1
sin 10
2 2
x
+ = −
f)
sin 2 1
6 2
x π
+ = −
g)
sin 2 0
3 3
x π
− =
h)
sin 9 1
3 2
x π
− =
HDGiải a) Ta có: 0 1
sin 30 sin
2 6
= = π . Phương trình đã cho tương đương với:
2 2
6 6
sin sin ,
5
6 2 2
x k x k
x k
x k x k
π π π π
π
π π
π π π
= + = +
= ⇔ ⇔ ∈
= − + = +
ℤ
Vậy phương trình có các nghiệm là: 2 ; 5 2 ,
6 6
x= +π k π x= π +k π k∈ℤ b) Ta có: − = − π = −π
3 sin sin
2 3 3 (áp dụng cung đối đưa dấu trừ vào trong _ sin(− = −α) sinα )
Phương trình đã cho tương đương:
π π
π
π π
= − +
⇔ = − ⇔ ∈
= +
ℤ 3 2
sin sin ,
3 4 2
3
x k
x k
x k
c) Vì 2 1
3< nên có số α để sinα =23⇒α =arcsin23. Do đó:
2 2
sin sin sin
3 2
x k
x x
x k
α π
α π α π
= +
= ⇔ = ⇔
= − +
hay
arcsin2 2
3 ,
arcsin2 2 3
x k
k
x k
π
π π
= +
∈
= − +
ℤ
d)
π π π π π
π π
π π π π π π
− = + + = +
− = + ⇔ ⇔ ∈
− = − + + = +
ℤ
2 5 5 2 25 2
sin 2 sin ,
5 5 2 2 2
5 5 3 3
x x k x k
x x k
x x k x k
e) x= −800+k7200 và x=4000+k720 ;0 k∈ℤ f) x= − +π6 kπ và ;
x= +π2 kπ k∈ℤ
g) 3 ;
2 2
x= +π k π k∈ℤ
h) 2 7 2
; ,
18 9 54 9
k k
x= π + π x= π + π k∈ℤ Bài 2.2. Giải các phương trình sau:
a) 2
cosx= 2 b) = −1
cosx 2 c) =4
cosx 5 d) −π = π +
cos 3 cos
6 3
x x
e) cos 3
(
x−450)
= 23 f) cos32x−π4= −12 g)cos32x−π6= −1 h) cos 2 x−π3= 32HDGiải
a) Ta có: 2
2 cos4
= π . Phương trình đã cho tương đương với:
4 2
cos cos ,
4 2
4
x k
x k
x k
π π
π
π π
= +
= ⇔ ∈
= − +
ℤ
Vậy phương trình có nghiệm là 2 , x= ± +π4 k π k∈ℤ
b) Ta có: 1 2
cos cos cos
2 3 3 3
π π π π
− = − = − =
(Áp dụng cung bù_ cos(π α− )= −cosα) Phương trình đã cho tương đương với: cos =cos2π ⇔ = ±2π + 2 ,π ∈ℤ
3 3
x x k k
c) Vì 4<
5 1 nên có số α để α = 4⇒α = 4
cos arccos
5 5. Do đó:
α π
α α π
= +
= ⇔ = ⇔
= − +
4 2
cos cos cos
5 2
x k
x x
x k hay
π π
= +
∈
= − +
ℤ arccos4 2
5 ,
arc os4 2 5
x k
k
x c k
d)
π π π π π
π π
π π π π π
− = + + = +
− = + ⇔ ⇔ ∈
− = − + + = − +
ℤ
3 2
6 3 12
cos 3 cos ,
6 3 3 2
6 3 24
x x k x k
x x k
x x k x k
e)
(
−)
= ⇔(
−)
= ⇔ −− == − ++ ⇔ == ++ ∈
ℤ
0 0 0 0 0
0 0 0
0 0 0 0 0
3 45 30 360 25 120
cos 3 45 3 cos 3 45 cos30 ,
2 3 45 30 360 5 120
x k x k
x x k
x k x k
f)
π π π π π
π π π
π π π π π
− = + = +
− = − ⇔ − = ⇔ ⇔ ∈
− = − + = − +
ℤ
3 2 11 4
3 1 3 2 2 4 3 2 18 3
cos cos cos ,
2 4 2 2 4 3 3 2 2 5 4
2 4 3 18 3
x k
k x
x x
x k k
k x
g) −π = − ⇔ − = +π π π ⇔ = π + π ∈
3 3 7 ℤ
cos 1 2 4 ,
2 6 2 6 9
x x
k x k k
h) Vì 3 1
2> nên phương trình đã cho vô nghiệm.
Bài 2.3. Giải các phương trình sau:
a) tanx= 3 b) 3
tanx= − 3 c) tan tan 2
4 x x
π
− =
d) tan
(
x−150)
= 33 e) tan 2x= 12HDGiải
a) tan 3 tan tan ,
3 3
x= ⇔ x= π ⇔ = +x π kπ k∈ℤ
b) 3
tan tan tan ,
3 6 6
x= − ⇔ x= −π ⇔ = − +x π kπ k∈
ℤ
c) tan tan 2 2 ,
4 4 12 3
x x x x k x k k
π π π π π
− = ⇔ − = + ⇔ = − ∈
ℤ
d) tan
(
x−150)
= 33 ⇔tan(
x−150)
=tan 300 ⇔ −x 150 =300+k1800 ⇔ =x 450+k180 ,0 k∈ℤe) 1 1 1 1
tan 2 2 arctan arctan ,
2 2 2 2 2
x= ⇔ x= +kπ ⇔ =x +kπ k∈ℤ Bài 2.4. Giải các phương trình sau:
a) 3
cotx= 3 b) cotx= − 3 c) cot cot 2
4 x x
π
− =
d) cot
(
x−150)
= 3 e) cot 3x=53HDGiải
a) 3
cot cot cot ,
3 3 3
x= ⇔ x= π ⇔ = +x π kπ k∈ℤ
b) cot 3 cot cot ,
6 6
x= − ⇔ x= −π⇔ = − +x π kπ k∈
ℤ
c) cot cot 2 2 ,
4 4 12 3
x x x x k x k k
π π π π π
− = ⇔ − = + ⇔ = − ∈
ℤ
d) cot
(
x−150)
= 3⇔cot(
x−150)
=cot 300 ⇔ −x 150 =300+k1800 ⇔ =x 450+k180 ,0 k∈ℤe) 3 3 1 3
cot 3 3 arc cot arc cot k ,
x= ⇔ x= +kπ ⇔ =x + π k∈ℤ
Bài 2.5. Giải các phương trình sau:
a) sin3 0
cos3 1 x
x =
− b) cot 3 tan2
x= 5π
c)
(
sinx+1 2 cos2) (
x− 2)
=0d) tan 12 3
12π x
+ = −
e) sin 2 cos3
x 3π x
+ =
f)tan 2
(
x+45 tan 1800)
0 −2x=1HDGiải a)Điều kiện : cos3x≠1. Ta có sin 3x= ⇔0 3x=kπ .
Do điều kiện, các giá trị k=2 ,m m∈ℤbị loại, nên 3 (2 1) (2 1) , x= m+ π ⇔ =x m+ π3 m∈ℤ Vậy nghiệm của phương trình là (2 1) ,
x= m+ π3 m∈ ℤ
b) Nghiệm của phương trình là: ,
30 3
x= π +kπ k∈ℤ c) Nghiệm của phương trình là: 2
x= − +π2 k π và , x= ± +π8 kπ k∈ℤ d) Nghiệm của phương trình là: 5 ,
144 12 x= − π +kπ k∈ℤ
e) sin 2 cos3 cos3 cos 0
3 6
x π x x x π
+ = ⇔ − + =
. Vậy nghiệm của phương trình:
; ,
24 2 12
x= − π +kπ x= π +kπ k∈ℤ
f) Với ĐKXĐ của phương trình, ta có tan 2
(
x+450)
=cot 45(
0−x)
và tan 180 0 −2x=tan−2x nên(
+ 0)
0− = ⇔(
0−)
− =tan 2 45 tan 180 1 cot 45 2 .tan 1
2 2
x x
x x
( )
⇔ − = − ⇔ = + ∈
ℤ
0 0 0
tan tan 45 2 30 120 ,
2
x x x k k
Dạng 2. Tìm nghiệm của phương trình trên một khoảng, đoạn.
- Giải phương trình và tìm nghiệm thỏa khoảng đề bài cho.
Bài 2.6. Giải các phương trình sau trong khoảng đã cho:
a) sin 2 1
x= −2 với 0< <x π b) cos( 5) 3
x− = 2 với − < <π x π c) tan 2
(
x−150)
=1 với −1800 < <x 900 d) cot 3x= − 13 với − < <π2 x 0HDGiải
a)
2 2
1 6 12
sin 2 ,
2 7 7
2 2
6 12
x k x k
x k
x k x k
π π π π
π π π π
= − + = − +
= − ⇔ ⇔ ∈
= + = +
ℤ
Xét điều kiện 0< <x π, ta có
• 0 1 1 1 1
12π kπ π 12 k 12 k
< − + < ⇔ < < + ⇒ = ( Do k∈ℤ). Vì vậy : 11 x= 12π
• 0 7 0
12π kπ π k
< + < ⇒ = . Vì vậy: 7 x= 12π