Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (554.36 KB, 96 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
Để giải 1 PTLG , nói chung ta tiến hành theo c¸c b-íc
sau:
<b>B-ớc 1: Đặt điều kiện để ph-ơng trình có nghĩa. Các điều </b>
kiện ấy bao hàm các điều kiện để căn có nghĩa,phân số có
nghĩa, biểu thức <i>log arit</i> có nghĩa. Ngồi ra trong các PTLG có
chứa các biểu thức chứa <i>tan x va cot gx thì cần điều kiện để </i>
<i>tan x</i> vµ <i>cot gx</i> cã nghÜa.
<b>B-ớc 2: Bằng ph-ơng pháp thích hợp đ-a các ph-ơng trình đã </b>
cho về một trong các ph-ơng trình cơ bản .
<b>B-ớc 3: Nghiệm tìm đ-ợc phải đối chiếu với điều kiện đã đặt </b>
ra. Những nghiệm nào khơng thoả mãn điều kiện ấy thì bị
loại.
<b> 1.1-Ph-ơng trình l-ợng giác cơ bản </b>
<b> 1.1.1- Định nghĩa: Ph-ơng trình l-ợng giác là ph-ơng trình </b>
chứa một hay nhiều hàm số l-ợng giác .
<b>1.1.2- Các ph-ơng trình l-ợng giác cơ bản. </b>
a) Giải và biện luận ph-ơng trình <i>sin x</i>= (1) <i>m</i>
Do sin<i>x</i>∈ −
<b>B-íc1: Nếu |m|>1 ph-ơng trình vô nghiệm </b>
<b>B-ớc 2: Nếu |m|<1 ,ta xét 2 khả năng </b>
<b>-Kh nng 1: Nu m đ-ợc biểu diễn qua sin của góc đặc biệt </b>
,giả sử
sin sin 2 ,
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
= ⇔<sub> = − +</sub> ∈
¢
<b>-Khả năng 2: Nếu m không biểu diễn đ-ợc qua sin của góc đặc </b>
biệt khi đó đặt m=sin
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
= ⇔<sub> = − +</sub> ∈
¢
Nh- vậy ta có thể kết luận ph-ơng trình có 2 họ nghiệm
Đặc biệt ta cần phải nhớ đ-ợc các giá trị của các cung đặc
biệt nh- ; ; ; ; ;2
6 4 2 3
vì sau khi biến đổi các bài toán
th-ơng đ-a về các cung đặc biệt.
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình </b>
sin 1
4
<i>x</i>=
<b>Gi¶i: </b>
Ta nhËn thÊy 1
4 khơng là giá trị của cung đặc biệt nào nên
ta đặt 1
4 =<i>sin</i>
Khi đó ta có: sin sin 2 ,
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
= ⇔<sub> = − +</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có 2 họ ngiệm
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>
3
sin(3 )
4 2
<i>x</i>+
=<b>Giải: </b>
Do sin 3
3 2
nªn
3
sin(3 ) sin(3 ) sin
4 2 4 3
2
3 2 3 2
4 3 4 3 24 3
5 2
3 2 3 2
4 3 3 4 24 3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
+ = ⇔ + =
<sub>+ = +</sub> <sub>= − + +</sub> <sub>=</sub> <sub>+</sub>
⇔ ⇔ ⇔ ∈
<sub>+ = − +</sub> <sub>= − +</sub> <sub>=</sub> <sub>+</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm .
<b>b) Giải và biện luận ph-ơng trình l-ợng giác </b>cos<i>x</i>=<i>m</i> ( )<i>b</i>
Ta cũng đi biƯn ln (b) theo m
<b>B-íc 1: NÕu </b> <i>m</i> >1ph-ơng trình vô nghiệm .
<b>B-ớc 2: Nếu </b> <i>m</i> 1 ta xét 2 khả năng:
<b>-Kh nng 1: Nếu </b><i>m</i> đ-ợc biểu diễn qua <i>cos</i> của góc đặc biệt,
giả sử góc
2
cos cos ,
2
= +
= ⇔ <sub> = − +</sub> ∈
¢
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<b>-Khả năng 2: Nếu </b><i>m</i> khơng biểu diễn đ-ợc qua <i>cos</i> của góc đặc
biệt khi đó
đặt <i>m = cos</i>
2
= ⇔<sub> = − +</sub> ∈
¢
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Nh- vËy ta cã thể kết luận ph-ơng trình có 2 họ nghiệm
<b>Ví Dụ Minh Hoạ. </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình sau: </b>
1
cos
2
<i>x</i>=
<b>Giải: </b>
Do cos( ) cos2 1
3 3 2
1 2
cos cos cos 2 ( )
2 3 3
<i>x</i>= − ⇔ <i>x</i>=
Vậy ph-ơng trình có 2 họ nghiệm
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>
3cos(2 ) 1
6
<i>x</i>+
<b>Gi¶i: </b>
1
3cos(2 ) 1 cos(2 )
6 6 3
<i>x</i>+
V× 1
3∈ − vµ
1
3 khơng là giá trị của cung đặc biệt
nên tồn tại góc
3
Ta cã: cos(2 ) cos 2 2
6 6
<i>x</i>+
2 2 ( )
6 12 2
⇔ <i>x</i> = − ± +
<b> c) Giải và biện luận ph-ơng trình l-ợng giác </b>
<b>B-ớc 1: Đặt điều kiện </b>cos 0 ,
2
≠ ⇔ ≠ + ∈¢
<i>x</i> <i>x</i>
<b>B-ớc 2: Xét 2 khả năng </b>
<b>-Kh nng 1: Nếu </b><i>m đ-ợc biểu diễn qua tan của góc đặc biệt </i>
, giả sử
<b>-Khả năng 2: Nếu </b><i>m khơng biểu diễn đ-ợc qua tan của góc đặc </i>
biệt , khi đó đặt <i>m =</i>tan
tan<i>x</i>=tan
NhËn xÐt: Nh- vËy víi mọi giá trị của tham số ph-ơng trình
luôn có nghiƯm
<b>VÝ Dơ Minh Ho¹: </b>
<b>VÝ dơ 1: Giải ph-ơng trình </b>
tan<i>x</i>= 3
<b>Giải : </b>
Do 3 tan
6
= nªn ta cã: tan 3 tan tan
6 6
<i>x</i>= <i>x</i>=
= +<i>x</i> <i>k</i> kÂVậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm.
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>
tan( ) 2
5 <i>x</i>
<b>Giải: </b>
Điều kiÖn: cos( ) 0
5 <i>x</i> 5 <i>x</i> 2 <i>k</i>
Do 2 khơng thể biểu diễn đ-ợc qua tan của góc đặc biệt nên
ta đặt tan
Từ đó ta có
tan( ) 2 tan( ) tan ( )
5 <i>x</i> 5 <i>x</i> 5 <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> 5 <i>k</i> <i>k</i>
Vậy
ph-ơng trình có một họ nghiệm.
<b>d) Giải và biện luận ph-ơng trình l-ợng giác </b>
<b>B-ớc1: Đặt điều kiện </b>sin<i>x</i> 0 <i>x</i> <i>k</i>
<b>B-íc 2: XÐt 2 khả năng </b>
<b>-Kh nng 1: Nu </b><i>m -c biu diễn qua cot của góc đặc biệt </i>
, giả sử
cot<i>x</i>=cot
<b>-Khả năng 2: Nếu </b><i>m</i> khơng biểu diễn đ-ợc qua cot của góc đặc
biệt , khi đó đặt <i>m</i>=cot
cot<i>x</i>=cot
NhËn xÐt: Nh- vậy với mọi giá trị của tham số ph-ơng trình
(d) luôn có nghiệm.
<b>Ví Dụ Minh Hoạ: </b>
<b>Ví dụ 1: </b>
Giải ph-ơng trình sau: cot( ) 1
4 <i>x</i> 3
(1)
<b>Giải: </b>
Điều kiện cos( ) 0
4 −<i>x</i> ≠
4 <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> 4 <i>k</i> <i>k</i>
⇔ − ≠ ⇔ ≠ − ∈¢ (*)
Ta cã:
(1)⇔ cot( ) cot
4 <i>x</i> 3 4 <i>x</i> 3 <i>k</i> <i>x</i> 12 <i>k</i> <i>k</i>
Hä nghiƯm trên thoả mÃn điều kiện (*)
Vậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm.
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>
cot(4<i>x</i>+35 )<i>o</i> = −1
<b>Gi¶i: </b>
Ta nhËn thÊy cot( 45 )− <i>o</i> = −1 nªn ta cã
cot(4<i>x</i>+35 )<i>o</i> = − ⇔1 cot(4<i>x</i>+35 )<i>o</i> =cot( 45 )− <i>o</i>
4<i>x</i>+35<i>o</i> = −45<i>o</i> +<i>k</i>180<i>o</i> 4<i>x</i>= 80<i>o</i> +<i>k</i>180<i>ox</i>= 20<i>o</i> +<i>k</i>45 (<i>o</i> <i>k</i>Â)
Vậy ph-ơng trình có 1 hä nghiƯm .
L-u ý: Khơng đ-ợc ghi hai loại đơn vị ( radian hoặc độ )
trong cùng mt cụng thc.
<b>1.2- Một số ph-ơng trình l-ợng giác th-êng gỈp. </b>
<b>1.2.1- Ph-ơng trình bậc hai đối với một hàm số l-ợng giác </b>
<b>D¹ng 1: </b><i>a</i>sin2<i>x</i>+<i>b</i>sin<i>x</i>+ =<i>c</i> 0 (<i>a</i>≠0; , ,<i>a b c</i>∈¡ ) (1)
<b>Cách giải: Đặt </b><i>t</i> =sin<i>x</i> , điều kiện | |<i>t</i> 1
Đ-a ph-ơng trình (1) về ph-ơng trình bậc hai theo <i>t</i> , giải
tìm <i>t</i> chú ý kết hợp với điều kiện rồi giải tìm <i>x</i>
<b>D¹ng 2: </b><i>a</i>cos2<i>x</i>+<i>b</i>cos<i>x</i>+ =<i>c</i> 0 (<i>a</i>≠0; , ,<i>a b c</i>∈¡ ) (2)
<b>Cách giải: Đặt </b><i>t</i> =cos<i>x</i> ®iỊu kiƯn | |<i>t</i> ≤ ta cịng ®-a ph-ơng 1
trình (2) về ph-ơng trình bậc hai theo <i>t</i>, giải tìm <i>t</i> rồi
tìm <i>x</i>
<b>Dạng 3: </b><i>a</i>tan2<i>x</i>+<i>b</i>tan<i>x</i>+ =<i>c</i> 0 (<i>a</i>≠0; , ,<i>a b c</i>∈¡ ) (3)
<b>Cách giải: Điều kiện </b>cos 0 ,
2
<i>x</i> +<i>x</i>
<i>k</i> <i>k</i>ÂĐặt <i>t</i> =tan<i>x</i>
<b>Dạng 4: </b><i>a</i>cot2 <i>x</i>+<i>b</i>cot<i>x</i>+ =<i>c</i> 0 (<i>a</i>0; , ,<i>a b c</i>∈¡ ) (4)
<b>Cách giải: Điều kiện </b>sin<i>x</i> 0 <i>x</i> <i>k</i>
Đặt <i>t</i> =cot<i>x</i> (<i>t</i>Ă ). Ta cũng đ-a ph-ơng trình (4) về ph-ơng
trình bậc hai theo ẩn t.
<b>Ví Dụ Minh Hoạ: </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình </b>2cos2<i>x</i>3cos<i>x</i>+ =1 0 (1)
Ph-ơng trình (1)
2
cos 1
,
1
2
cos
3
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
=
=
⇔ ⇔ ∈
<sub>=</sub> <sub>= +</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có 3 họ nghiệm.
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>cot tan 4sin 2 2
sin 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
− + = (2)
<b>Giải: </b>
Điều kiƯn sin 2 0 ,
2
≠ ⇔ ≠ <i>k</i> ∈¢
<i>x</i> <i>x</i>
Ta cã:
2 2
2
2
cos sin 2
(2) 4sin 2
sin cos sin 2
cos sin 2
4sin 2
sin .cos sin 2
2cos 2 2
4sin 2 cos 2 2sin 2 1
sin 2 sin 2
cos 2 1
2cos 2 cos 2 1 0 <sub>1</sub> *
cos 2
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ − + =
−
⇔ + =
⇔ + = ⇔ + =
=
⇔ − − = ⇔
<sub>= −</sub>
Ta thấy cos 2<i>x</i>=1 không thoả mãn điều kiện. Do đó
(*)⇔ cos 2 1 2 2 2
2 3 3
<i>x</i>= − ⇔ <i>x</i>=
Vậy ph-ơng trình có 2 họ nghiệm.
<b>Bài tập: </b>
<b>Bài 1: Giải ph-ơng trình: </b>5sin2<i>x</i>4sin<i>x</i> =1 0
<b>Bài 2 Giải ph-ơng trình: </b>cos 2<i>x</i>3cos<i>x</i> =4 0
<b>Bài 3: Giải ph-ơng trình: </b>3tan 2 3tan 5 0
2
<i>x</i> <i>x</i> =
<b>Bài 4: Giải ph-ơng trình: </b>cos(4<i>x</i>+2)+3sin(2<i>x</i>+ =1) 2
<b>Bài 5: Giải ph-ơng trình: </b>tan 34 <i>x</i>3tan 3<i>x</i>+ =1 0
<b> Bài 6: Giải ph-ơng trình: </b>cos 24 6cos 22 25
16
<i>x</i>+ <i>x</i>=
<b>Bài 7: Giải ph-ơng trình: </b>
2 2
sin 2
tan 6
4
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
=
<b>Bài 8: Giải ph-ơng trình </b>
2
1 2sin 3 2 sin sin 2
1
2sin .cos 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ − + <sub>=</sub>
−
<b>Bài 9: Giải ph-ơng trình </b> 4
4
1
cot 2 25
sin 2
<i>x</i>
<i>x</i>
+ =
<b>1.2.2- Ph-ơng trình bậc nhất đối với </b>
<b>a)Định nghĩa: Ph-ơng trình </b><i>a</i>sin<i>x</i>+<i>b</i>cos<i>x</i>=<i>c</i> (1) trong đó a, b,
c∈Ă và <i>a</i>2 +<i>b</i>2 >0 đ-ợc gọi là ph-ơng trình bậc nhất đối với
sin ,cos<i>x</i> <i>x</i>
<b>b) Cách giải. </b>
Ta có thể lựa chọn 1 trong 2 c¸ch sau:
<b>C¸ch 1: Thùc hiƯn theo c¸c b-íc </b>
<b>B-ớc 1:Kiểm tra </b>
-Nếu <i>a</i>2 +<i>b</i>2<<i>c</i>2 ph-ơng trình v« nghiƯm
-Nếu <i>a</i>2 +<i>b</i>2 ≥<i>c</i>2 khi đó để tìm nghiệm của ph-ơng trình ta
thực hiện tiếp b-c 2
<b>B-ớc 2: Chia cả 2 vế ph-ơng trình (1) cho </b> <i>a</i>2 +<i>b</i>2 , ta đ-ợc
2 2 sin 2 2 cos 2 2
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
+ =
+ + +
V× 2 2
2 2 2 2
( <i>a</i> ) ( <i>b</i> ) 1
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
+ =
+ + nên tồn tại góc
sao cho
2 2 cos , 2 2 sin
<i>a</i> <i>b</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
= =
+ +
Khi đó ph-ơng trình (1) có
dạng
2 2 2 2
sin .cos<i>x</i> sin .cos<i>x</i> <i>c</i> sin(<i>x</i> ) <i>c</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
+ +
Đây là ph-ơng trình cơ bản của sin mà ta đã biết cách giải
<b>Cách 2: Thực hiện theo các b-ớc </b>
<b>B-íc 1: Víi </b>cos 0 2 ( )
2
<i>x</i>
<i>x</i>
= ⇔ = + ∈¢ thử vào ph-ơng trình (1)
xem có là nghiệm hay kh«ng?
<b>B-íc 2: Víi </b>cos 0 2 ( )
2
<i>x</i>
<i>x</i>
≠ ⇔ ≠ +
Đặt tan
2
<i>x</i>
<i>t</i> = suy ra
2
2 2
2 1
sin , cos
1 1
<i>t</i> <i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>t</i> <i>t</i>
−
= =
+ +
Khi đó ph-ơng trình (1) có dạng
2
2
2 2
2 1
( ) 2 0 (2)
1 1
<i>t</i> <i>t</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i> <i>c</i> <i>b t</i> <i>at</i> <i>c</i> <i>b</i>
<i>t</i> <i>t</i>
−
+ = ⇔ + − + − =
+ +
<b>B-ớc 3: Giải ph-ơng trình (2) theo t , sau đó giải tìm x. </b>
<b>* Dạng đặc biệt: </b>
<b> . </b>sin cos 0 ( )
4
<i>x</i>+ <i>x</i>= ⇔ = − +<i>x</i>
<b> . </b>sin cos 0 ( )
4
<i>x</i>− <i>x</i> = ⇔ = +<i>x</i>
<i>k</i> <i>k</i>Â .2 2 2 2
sin cos
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>a</i> <i>b</i>
− + ≤ + ≤ + từ kết quả đó ta có thể áp dng
tìm GTLN và GTNN của các hàm số có d¹ng
sin cos
<i>y</i>=<i>a</i> <i>x</i>+<i>b</i> <i>x</i>, sin cos
sin cos
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i>
<i>y</i>
<i>c</i> <i>x</i> <i>d</i> <i>x</i>
+
=
+ và ph-ơng pháp đánh giá cho một
số ph-ơng trình l-ợng giác .
<b>VÝ Dơ Minh Hoạ: </b>
<b>Ví Dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>sin 2<i>x</i>−3cos 2<i>x</i>= (1) 3
<b>Giải : </b>
<b>Cách 1: Chia cả hai vế ph-ơng trình (1) cho </b> 12 +32 = 10 ta
đ-ợc
1 sin 2 3 cos 2 3
10 <i>x</i> 10 <i>x</i>= 10
Đặt 3 sin , 1 cos
10 =
. Lúc đó ph-ơng trình (1) viết đ-ợc
d-íi d¹ng
cos sin 2 sin cos 2 sin sin(2 ) sin
2 2
2 2
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
− = ⇔ − =
= +
− = +
<sub></sub>
⇔<sub></sub> ⇔
− = − + = +
<sub></sub>
<i>k</i>Â
Vậy ph-ơng trình có 2 nghiệm
<b>Cách 2:-Ta nhận thấy </b>cos<i>x</i>=0 là nghiệm của ph-ơng trình
-Với cos 0 ,
2
<i>x</i> ≠ +<i>x</i>
2
2 2
2 1
sin 2 , cos 2
1 1
<i>t</i> <i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>t</i> <i>t</i>
= =
+ +
Ph-ơng trình (1) sẽ có dạng
2
2 2
2 2
2 1
3 3 2 3(1 ) 3(1 ) 3
1 1
<i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
−
− = ⇔ − − = + ⇔ =
+ +
Hay tan<i>x</i>= =3 tan
Vậy ph-ơng trình có 2 họ nghiệm
<b>Cách 3: Biến đổi ph-ơng trình về dạng </b>
2
sin 2 3(1 cos 2 ) 2sin .cos 6cos
cos 0 tan 3 tan
(sin 3cos ) cos 0
sin 3cos 0 cos 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= + ⇔ =
= = =
⇔ − = ⇔<sub></sub> ⇔<sub></sub>
− = =
,
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
⇔ ∈
= +
Â
Vậy ph-ơng trình có hai hä nghiƯm
<b>Chú ý: Khi làm bài tốn dạng này chúng ta nên kiểm tra điều </b>
kiện tr-ớc khi bắt tay vào giải ph-ơng trình bởi có một số
bài tốn đã cố tình tạo ra những ph-ơng trình khơng thoả
mãn điều kiện. Ta xét ví dụ sau:
<b>Ví Dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>2 2(sin<i>x</i>+cos ) cos<i>x</i> <i>x</i>= +3 cos 2<i>x</i>
Ta biến đổi ph-ơng trình (2)
Ta cã:
2 2 2
2 2
2 sin 2 2(1 cos 2 ) 3 cos 2
2 sin 2 ( 2 1) cos 2 3 2
2 ; 2 1 ; 3 2
2 ( 2 1) 5 2 2
(3 2) 11 6 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>c</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>c</i>
⇔ + + = +
⇔ + − = −
= = − = −
+ = + − = −
= − = −
Suy ra <i>a</i>2 +<i>b</i>2<<i>c</i>2
Vậy ph-ơng trình đã cho vơ nghiệm .
Ngồi ra chúng ta cần l-u ý rằng việc biến đổi l-ợng giác
cho phù hợp với từng bài toán sẽ biểu diễn chẵn các họ
nghiệm . Ta xét ví dụ sau
<b>VÝ Dụ 3: Giải ph-ơng trình </b>(1+ 3)sin<i>x</i>+ (1 3) cos<i>x</i>=2 (3)
<b>Gi¶i : </b>
<b>Cách 1:Thực hiện phép biến đổi </b>
(3)⇔ (1 3)sin (1 3) cos 2 1
2 2 <i>x</i> 2 2 <i>x</i> 2 2 2
+ <sub>+</sub> − <sub>=</sub> <sub>=</sub>
Đặt 1 3 cos ; 1 3 sin
2 2 <i>x</i> 2 2 <i>x</i>
+ <sub>=</sub> − <sub>=</sub>
Ph-ơng trình (3) sẽ đ-ợc viết thành
1
sin .cos sin .cos sin( ) sin
4
2
<i>x</i>
2 2
4 4
,
3
2 2
4 4
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<sub>+ = +</sub> <sub>= − +</sub>
⇔ ⇔ ∈
<sub>+ = − +</sub> <sub>=</sub> <sub>− +</sub>
¢
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm
<b>Cách 2: Biến đổi ph-ơng trình về dạng </b>
(sin cos ) 3(sin cos ) 2 2 sin( ) 6 cos( ) 2
4 4
1 3 1
sin( ) cos( )
2 4 2 4 2
1
sin( ) cos cos( )sin
4 3 4 3 2
sin( ) sin
4 3 4
2
3
12 4
5
2 2
12 4 6
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
+ + − = ⇔ + − + =
⇔ + − + =
⇔ + − + =
⇔ + − =
<sub>−</sub> <sub>= +</sub> <sub>= +</sub>
⇔ ⇔ ∈
− = − + = +
Â
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm
Qua hai cách giải ở bài trên ta nhận thấy bằng cách 2 ta
thu đ-ợc nghiệm ph-ơng trình chẵn.
Bi trờn cng có thể sử dụng cách đặt tan
2
<i>x</i>
<i>t</i>= vµ ta cũng thu
đ-ợc nghiệm chẵn
<b>*Chú ý: Đối với ph-ơng trình dạng </b>
sin ( ) cos ( ) sin ( ) cos ( ) (*)
<i>a</i> <i>P x</i> +<i>b</i> <i>Q x</i> =<i>c</i> <i>Q x</i> +<i>d</i> <i>P x</i> trong đó a, b, c, d∈Ă
thoả mãn <i>a</i>2 +<i>b</i>2 =<i>c</i>2 +<i>d</i>2>0 và P(x) ,Q(x) không đồng thời là các
hàm hằng số . Bằng phép chia cho <i>a</i>2 +<i>b</i>2 ta có
(*)⇔sin
(*)⇔cos
<b>VÝ Dụ 4: Giải ph-ơng trình: </b>cos 7<i>x</i>sin 5<i>x</i>= 3(cos5<i>x</i>−sin 7 ) (4)<i>x</i>
<b>Gi¶i: </b>
(4)⇔ cos 7<i>x</i>+ 3 sin 7<i>x</i>= 3 cos5<i>x</i>+sin 5<i>x</i>
1cos 7 3sin 7 3cos5 1sin 5
2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2 <i>x</i>
⇔ + = +
cos cos 7 sin sin 7 cos cos5 sin sin 5
3 <i>x</i> 3 <i>x</i> 6 <i>x</i> 6 <i>x</i>
⇔ + = +
cos(7 ) cos(5 )
3 6
<i>x</i>
⇔ − = −
7 5 2
3 6
7 (5 ) 2
3 6
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<sub>− =</sub> <sub>− +</sub>
⇔
<sub>− = −</sub> <sub>−</sub> <sub>+</sub>
2 2
6 12
3
12 2
8 6
2
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i> <i>Z</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<sub>= +</sub> <sub>=</sub> <sub>+</sub>
⇔ ⇔ ∈
<sub>=</sub> <sub>+</sub> <sub> = +</sub>
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm.
<b>Bài tập: Giải các ph-ơng trình sau : </b>
<b>1. </b> 3 sin<i>x</i>+cos<i>x</i>= 3
<b>2. </b>10cos<i>x</i>−24sin 2<i>x</i>=13
<b>3. </b>sin2<i>x</i>+ 6 cos<i>x</i>=3cos2<i>x</i>+ 2 sin<i>x</i>
<b>4. </b>4cos3<i>x</i>− 3 sin 3<i>x</i>= +1 3cos<i>x</i>
<b>5. </b>sin4<i>x</i>−cos4<i>x</i> = +1 2 2 sin .cos<i>x</i> <i>x</i>
<b>6. </b>2( 3 sin<i>x</i>−cos )<i>x</i> = 7 sin 2<i>x</i>+3(cos4 <i>x</i>−sin4<i>x</i>)
<b>7. </b>8sin 3 1
cos sin
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
= +
<b>8. </b>2 2(sin<i>x</i>+cos ) cos<i>x</i> <i>x</i>= +3 cos 2<i>x</i>
<b>9. </b>cos<i>x</i>+2cos 2<i>x</i>=2 2+cos3<i>x</i>
<b>10. </b> 2 cos( ) 6 sin( ) 2sin( 2 ) 2sin(3 )
5 12 5 12 5 3 5 6
<i>x</i> <sub>−</sub>
<b>1.2.3- Ph-ơng trình thuần nhất bậc hai đối với </b>
<i>a</i>sin2<i>x</i>+<i>b</i>sin .cos<i>x</i> <i>x</i>+<i>c</i>cos2<i>x</i>=<i>d</i> (1) trong đó a, b, c,
d ∈Ă
<b>b) C¸ch giải : </b>
Chia từng vế của ph-ơng trình (1) cho một trong ba hạng
tử sin2<i>x</i>,cos2 <i>x</i> hoặc sin .cos<i>x</i> <i>x</i> . Chẳng hạn nếu chia cho <i>cos x</i>2 ta
làm theo các b-ớc sau:
<b>B-ớc 1: Kiểm tra: </b>
cos 0 ,
2
<i>x</i>= ⇔ = +<i>x</i>
<b>B-ớc 2: Với </b>cosx≠0 chia cả hai vế cho <i>cos x</i>2 lúc đó ph-ơng
2 2
2
tan tan (1 tan )
( ) tan tan 0
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>c</i> <i>d</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>d</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>c</i> <i>d</i>
+ + = +
⇔ − + + − =
Đây là ph-ơng trình bậc hai theo tan ta đã bit cỏch
gii.
<b>Cách 2: Dùng công thức hạ bậc </b>
2 1 cos 2 2 1 cos 2 sin 2
sin ; cos ; sin .cos
2 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>= − <i>x</i>= + <i>x</i> <i>x</i>=
đ-a ph-ơng trình đã cho về ph-ơng trình
<i>b</i>sin 2<i>x</i>+ −(<i>c</i> <i>a</i>) cos 2<i>x</i>= − −<i>d</i> <i>c</i> <i>a</i>
Đây là ph-ơng trình bậc nhất đối với sin và cos ta đã biết
cách giải
<b>*Chú ý: Đối với ph-ơng trình đẳng cấp bậc n (n</b>≥3) với dạng
tổng quát
(sin<i>n</i> ,cos<i>n</i> ,sin<i>k</i> cos<i>h</i> ) 0
<i>A</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> = trong đó <i>k</i> + =<i>h</i> <i>n k h n</i>; , , ∈Ơ
Khi đó ta cũng làm theo 2 b-ớc :
<b>B-íc 1: KiĨm tra xem </b>cos<i>x</i>= cã phải là nghiệm của ph-ơng 0
trình hay không?
<b>B-íc 2: NÕu </b>cos<i>x</i>≠0.Chia c¶ hai vÕ cđa ph-ơng trình trên
cho cos<i>n</i> <i>x</i> ta sẽ đ-ợc ph-ơng trình bậc n theo tan. Giải
ph-ơng trình này ta đ-ợc nghiệm của ph-ơng trình ban đầu.
<b>Ví Dụ Minh Hoạ: </b>
<b>Ví Dụ 1: Giải ph-ơng trình : </b>2 3 cos2<i>x</i>+6sin .cos<i>x</i> <i>x</i>= +3 3 (1)
<b>Gi¶i: </b>
<b>Cách 1: Ph-ơng trình </b>
(1) 3(1 cos 2 )+ <i>x</i> +3sin 2<i>x</i>= +3 3⇔cos 2<i>x</i>+ 3 sin 2<i>x</i> = 3
1cos 2 3sin 2 3 cos(2 ) 3
2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 3 2
⇔ + = ⇔ − =
2 2 2
3 6 4
2 2
3 6 12
<sub>− = +</sub> <sub>= +</sub>
⇔ ⇔ ∈
<sub>− = − +</sub> <sub>=</sub> <sub>+</sub>
<sub></sub>
¢
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm.
<b>Cách 2: +) Thư víi </b>cos 0 2
2
<i>x</i>= ⇔ = +<i>x</i>
<i>k</i> <i>k</i>Â vào ph-ơng trình(1) ta cã 0= +3 3 ⇒v« lÝ.
VËy 2
2
<i>x</i>= +
<i>k</i> <i>k</i>Â không là nghiệm của ph-ơngtrình. +)Với cos<i>x</i> Chia cả hai vế của ph-ơng trình cho 0 <i>cos x</i>2
ta ®-ỵc
2 3+6 tan<i>x</i> = +(3 3)(1 tan+ 2<i>x</i>)⇔ +(3 3) tan2<i>x</i>−6 tan<i>x</i>+ −3 3=0
tan 1
4
3 3
tan tan
3 3
=
<sub> = +</sub>
<sub></sub>
⇔<sub></sub> <sub>−</sub> ⇔ ∈
= = <sub>= +</sub>
+
Â
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm
<b>* Chú ý: Không phải ph-ơng trình nào cũng ở dạng thuần nhất </b>
ta ph¶i thùc hiƯn
một số phép biến i thớch hp
<b>Ví Dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>sin (3 ) 2 sin
4
<i>x</i>−
Ta nhËn thÊy sin( )
4
<i>x</i>
có thể biểu diễn đ-ợc qua sin<i>x</i>−cos<i>x</i>. ta sẽ đ-a ph-ơng trình về dạng thuần nhất đã biết cách
gii
Ph-ơng trình (2)
3
3
2 2 sin ( ) 4sin 2 sin( ) 4sin
4 4
<i>x</i>
⇔ − = ⇔<sub></sub> − <sub></sub> =
⇔(sin<i>x</i>−cos )<i>x</i> 3 =4sin<i>x</i>
+) XÐt víi cos 0 2
2
<i>x</i>= ⇔ = +<i>x</i>
d¹ng
3
sin ( ) 4sin( )
2 <i>k</i> 2 <i>k</i>
⇔ + = + mâu thuẫn
Vậy ph-ơng trình không nhận 2
2
<i>x</i>= +
<i>k</i> làm nghiệm+) Với cos<i>x</i>0. Chia cả hai vế của ph-ơng trình (2) cho <i>cos x</i>3
ta đ-ợc :
(tan<i>x</i>−1)3 =4(1 tan+ 2<i>x</i>) tan<i>x</i>⇔3tan3<i>x</i>+3tan2 <i>x</i>+tan<i>x</i>− =1 0.
Đặt <i>t</i> =tan<i>x</i> ph-ơng trình có đ-ợc đ-a về dạng:
3 2 2
3 3 1 0 ( 1)(3 1) 0
4
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>x</i>
+ + − = ⇔ + + =
= = + Â
Họ nghiệm trên thoả mÃn điều kiện của ph-ơng trình .
Vậy ph-ơng tr×nh cã duy nhÊt 1 hä nghiƯm
<b>*Chú ý: Ngồi ph-ơng pháp giải ph-ơng trình thuần nhất đã </b>
nêu ở trên có những ph-ơng trình có thể giải bằng ph-ơng
pháp khác tuỳ thuộc vào từng bài toán để giải sao cho cách
giải nhanh nhất ,khoa hc nht.
<b>Ví Dụ 3: Giải ph-ơng trình: </b>1 tan 1 sin 2
1 tan
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
− <sub>= +</sub>
+ (3)
<b>Giải : </b>
Điều kiện cos 0 2
tan 1
4
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<b>Cách 1: Biến đổi ph-ơng trình về dạng : </b>
cos sin cos sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
− <sub>=</sub> <sub>+</sub>
+
= +
Chia cả hai vế của ph-ơng trình (3) cho cos3<i>x</i>0 ta đ-ợc
:
1 tan 1 tan tan 1 tan
tan tan 2 tan 0
tan tan 2 tan 0 (*)
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ − + = +
⇔ + + =
⇔ + + =
(dotan2<i>x</i>+tan<i>x</i>+ =2 0 vô nghiệm) nên:
Ph-ơng trình (*) tan<i>x</i>= ⇔ =0 <i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm
<b>Cách 2: Biến đổi ph-ơng trình về dạng </b>
2
2
cos sin
cos sin
2sin cot( )
4 4 <sub>1 cot (</sub> <sub>)</sub>
sin
4
4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
Đặt cot( )
4
<i>t</i> = <i>x</i>+
ta đ-ợc :3 2
2
2
2 0 1 2 0 1
1
cot( ) 1 ( )
4 4 4
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i>
<i>hay</i> <i>x</i>
= ⇔ + − = ⇔ − + + = ⇔ =
+
+ = ⇔ + = + ⇔ = Â
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm
<b>Bài tập : </b>
Giải các ph-ơng trình sau :
<b>1)</b> 3sin<i>x</i>−4sin .cos<i>x</i> <i>x</i>+cos2 <i>x</i>=0
<b>2)</b> 2cos3<i>x</i>+sin3<i>x</i>−11sin2<i>x</i>−3cos<i>x</i>=0
<b>3)</b> 4sin 6cos 1
cos
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ =
<b>4) </b>sin 3<i>x</i>=2sin3<i>x</i>
<b>5)</b> sin3<i>x</i>−5sin2<i>x</i>cos<i>x</i>+7sin cos<i>x</i> 2<i>x</i>−2cos3<i>x</i>=0
<b>6) </b>sin 2 sin<i>x</i> <i>x</i>+sin 3<i>x</i> =6cos3<i>x</i>
<b>7) </b>8cos 3 1
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
= +
<b>8) </b>(sin2<i>x</i>−4cos )(sin<i>x</i> 2<i>x</i>−2sin .cos )<i>x</i> <i>x</i> =2<i>cos x</i>4
<b>9) </b>cos3<i>x</i>−sin3<i>x</i>=sin<i>x</i>−cos<i>x</i>
<b>1.2.4-Ph-ơng trình đối xứng đối với </b>
<b>a) Định nghĩa: Ph-ơng trình đối xứng đối với </b><i>sin x và cos x là </i>
ph-ơng trình dạng
<i>a</i>(sin<i>x</i>+cos )<i>x</i> +<i>b</i>sin cos<i>x</i> <i>x</i>+ =<i>c</i> 0 trong đó <i>a b c</i>, , ∈Ă (1)
<b>b) Cách giải: </b>
<b>Cách 1: Do </b><i>a</i>(sin<i>x</i>+<i>cosx</i>)2 = +1 sin cos<i>x</i> <i>x</i> nên ta đặt
sin cos 2 sin( ) 2 cos( )
4 4
<i>t</i> = <i>x</i>+ <i>x</i>= <i>x</i>+
Suy ra
2
1
sin cos
2
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>= − và ph-ơng trình (1) đ-ợc viết lại:
2
2 ( 2 ) 0
<i>bt</i> + <i>at</i>− +<i>b</i> <i>c</i> =
Đó là ph-ơng trình bậc hai đã biết cách giải
<b>Cách 2: Đặt </b>
4
<i>t</i> = −
<i>x</i>+ <i>x</i>=
2
1 1 1 1
sin cos sin 2 cos( 2 ) cos 2 cos
2 2 2 2 2
<i>x</i> <i>x</i>= <i>x</i> =
trở thành
2
cos 2 cos 0
2
<i>b</i>
<i>b</i> <i>x</i>+ <i>x</i>− + =<i>c</i> . Đây là ph-ơng trình bậc hai ó bit
cỏch gii
<b>*Chú ý: Hai cách giải trên có thể áp dụng cho ph-ơng trình </b>
(sin cos ) sin cos 0
<i>a</i> <i>x</i>− <i>x</i> +<i>b</i> <i>x</i> <i>x</i>+ =<i>c</i> bằng cách đặt <i>t</i>=sin<i>x</i>−cos<i>x</i> và lúc đó
2
1
sin cos
2
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>=
<b>Ví Dụ Minh Hoạ : </b>
<b>Ví Dụ 1: Giải ph-ơng trình </b>sin<i>x</i>+cos<i>x</i>2sin cos<i>x</i> <i>x</i>+ =1 0 (1)
<b>Giải: </b>
<b>Cỏch 1: Đặt </b>sin<i>x</i>+cos<i>x</i>= điều kiện <i>t</i> | |<i>t</i> ≤ 2. Lúc đó
2
1
sin cos
2
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>= −
Khi đó ph-ơng trình (1) sẽ có dạng
2
1
2( ) 1 0
<i>t</i>
<i>t</i>− − + =
2 2 0 1 (*)
2
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i>
= −
⇔ − − = ⇔ =<sub></sub>
Với <i>t</i>= không thoả mÃn điều kiện nªn 2
(*)⇔ = −<i>t</i> 1⇔sin<i>x</i>+cos<i>x</i> = −1
2
1
2 sin( ) 1 sin( ) 2
4 4 2
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<b>Cách 2: Đặt </b>
4
<i>z</i>= . Khi ú ph-ng trỡnh có dạng
2 cos( ) sin 2 1 0
4 <i>x</i> <i>x</i>
⇔ 2 cos sin 2( ) 1 0
4
<i>z</i>−
<i>z</i>−
⇔ 2 cos<i>z</i>−cos 2<i>z</i>+ =2 0 ⇔ 2 cos<i>z</i>−(2cos2<i>z</i>− + =1) 1 0
⇔ 2
2cos <i>z</i> 2 cos<i>z</i> 1 0
− + + =
cos 2
2
cos
2
<i>z</i>
<i>z</i>
<sub>=</sub>
⇔ <sub>= −</sub>
(*)
Ta thấy cos<i>z</i> = 2không thoả mÃn
Do đó (*’)
3
2
2 <sub>4</sub>
cos
3
2
2
4
<i>z</i> <i>k</i>
<i>z</i>
<i>z</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng tr×nh cã hai hä nghiƯm
<b>*Chú ý: Ta có thể đ-a một số dạng ph-ơng trình về dạng </b>
ph-ơng trình i xng ó xột trờn
<b>Bài toán 1: Giải ph-ơng trình </b>
2 2
tan + cot = ( sin cos ) (1) ≠0
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>c a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>a b</i>
<b>Cách giải: Ph-ơng trình (1) cã thÓ viÕt </b>
2 2 2 2
sin cos
( sin cos )
sin .cos
−
= ±
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i>
<i>c a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ ( sin<i>a</i> <i>x</i>−<i>b</i>cos )( sin<i>x a</i> <i>x</i>+<i>b</i>cos )<i>x</i> =<i>c a</i>( sin<i>x</i>±<i>b</i>cos )<i>x</i>
⇔ ( sin<i>a</i> <i>x</i>
sin cos 0
sin cos sin .cos 0
± =
⇔
− =
m
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>c</i> <i>x</i> <i>x</i>
<b>*Quy -íc: Khi cã nhiỊu dÊu </b>
<b>Giải: </b>
Điều kiện: sin .cos 0
2
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> ≠<i>x</i>
Ta cã (2) 1 (sin2 3cos2 ) 4(sin 3 cos )
sin .cos<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − = +
⇔(sin<i>x</i>− 3 cos )(sin<i>x</i> <i>x</i>+ 3 cos )<i>x</i> =4(sin<i>x</i>+ 3 cos )sin .cos<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔(sin<i>x</i>+ 3 cos ). (sin<i>x</i> <sub></sub> <i>x</i>− 3 cos )sin 2<i>x</i> <i>x</i><sub></sub> =0
sin 3 cos 0 (4)
sin 3 cos sin 2 0 (3)
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub>+</sub> <sub>=</sub>
⇔
− − =
Ta cã (3) tan 3 (5)
3
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ = − ⇔ = − +
(4) 1sin 3cos sin 2
2 <i>x</i> 2 <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − = cos sin sin cos sin 2
3 <i>x</i> 3 <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − =
2 2
3
sin( ) sin 2
3
2 2
3
<i>x</i> <i>x</i> <i>l</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>l</i>
<sub>= − +</sub>
⇔ − = ⇔
<sub>= − + +</sub>
2
3
4
2
3
<i>x</i> <i>l</i>
<i>l</i>
<i>x</i> <i>l</i>
= − +
⇔ ∈
= +
¢ (6)
Các gía trị của x trong (5) và (6) đều thoả mãn điều kiện
của ph-ơng trỡnh
Vậy theo ph-ơng trình có hai họ nghiệm.
<b>Bài toán 2: Giải ph-ơng trình: </b>
(tan ± sin )+ (cot ± cos )±( + )=0
<i>a</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>a</i> <i>b</i> víi <i>a b c d</i>, , , ∈¡ (1)
<b>Cách giải: </b>
Ta có:
(tan sin 1) (cot cos 1) 0
(sin sin .cos cos ) (sin sin .cos cos ) 0
cos sin
( )(sin sin .cos cos ) 0
cos sin
± ± + ± ± =
⇔ ± + + ± + =
⇔ + ± + =
<i>a</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
0 tan
cos sin
sin sin cos cos 0 sin sin cos cos 0
<sub>+</sub> <sub>=</sub> <sub>= −</sub>
⇔<sub></sub> ⇔<sub></sub>
± + = ± + =
<i>a</i> <i>b</i> <i>b</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>a</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Đến đây chúng ta đã bit cỏch gii
T-ơng tự cho ph-ơng trình <i>a</i>(tan<i>x</i>
tan<i>x</i>− 3 cot<i>x</i>−sin<i>x</i>+ 3 cos<i>x</i>+ −1 3=0 (3)
<b>Giải: </b>
Điều kiện sin 2 0
2
<i>k</i>
<i>x</i>≠ ⇔ ≠<i>x</i>
(3)⇔tan<i>x</i>−sin<i>x</i>− 3(cot<i>x</i>−cos ) 1<i>x</i> + − 3= 0
1 (sin sin cos cos ) 3 (sin sin .cos cos ) 0
cos<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> sin<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − + − − + =
( 1 3 )(sin sin .cos cos ) 0
⇔ − − + =
1 3
0 (4)
cos sin
sin sin .cos cos 0 5
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
− =
⇔
− + =
Gi¶i (4) tan 3
3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>k</i> <i>k</i> = = + Â
Giải (5): Đặt sin cos 2 cos( ) | | 2
4
<i>t</i> = <i>x</i>+ <i>x</i>=
Suy ra
2
1
sin . cos
2
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i> = .
Ph-ơng trình (5) trở thành
2
2
1
0 1 0
2
<i>t</i>
<i>t</i>− − = ⇔ − − =<i>t</i> <i>t</i> 1 2
1 2
<i>t</i>
<i>t</i>
=
= +
Kết hợp với điều kiện (*) thì <i>t</i> = +1 2 bị loại
Với <i>t</i> = −1 2 ta cã 2 cos( ) 1 2 cos( ) 1 2 cos
4 <i>x</i> 4 <i>x</i> 2
2 2
4 <i>x</i> <i>l</i> <i>x</i> 4 <i>l</i>
⇔ − = ± + ⇔ = − ± +
<i>, l</i>
Các nghiệm của ph-ơng trình (4) và (5) đều thoả mãn điều
kiện của ph-ơng trình
VËy ph-¬ng tr×nh cã ba hä nghiƯm
<b>Chú ý: Ta có thể áp dụng ph-ơng pháp đối với ph-ơng trình </b>
hỗn hợp chứa các biểu thức đối xứng đối với <i>sin x</i> và <i>cos x</i> với
bậc lớn hơn 2.
<b>VÝ dụ 4: Giải ph-ơng trình: </b>cos4 sin4 sin 2 (1)
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
− =
<b>Gi¶i : </b>
Ta cã: cos4 sin4 (cos2 sin2 )(cos2 sin2 ) cos
2 2 2 2 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
− = − + =
Ph-ơng trình (1) có dạng
cos sin 2 cos 2sin .cos
2
6
1
sin 2 5
cos (1 2sin ) 0 2 2
6
cos 0
2
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= ⇔ =
= +
<sub>=</sub>
⇔ − = ⇔ ⇔<sub></sub> = + ∈
=
= +
¢
VËy ph-ơng trình có 3 họ nghiệm
<b>Ví Dụ 5: Giải ph-ơng trình: </b>
6 6
2 2
sin cos
8 tan cot
sin 2
+ <sub>=</sub> <sub>+</sub>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
(2)
<b>Giải: </b>
<i><b>Điều kiện: </b></i>sin 2<i>x</i>0
Ph-ơng trình (2)
2 2
2
2 2
3 sin cos
8(1 sin 2 ) 2sin 2 ( )
4 cos sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ − = +
2
2
2
1
1 sin 2
2
8 6sin 2 4sin 2 .
sin 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
−
⇔ − =
⇔ 2 2
(8 6sin 2 )sin 2− <i>x</i> <i>x</i>= −4 2sin 2<i>x</i>
⇔ 3 2
3sin 2<i>x</i>−sin 2<i>x</i>−4sin 2<i>x</i>+ =2 0
⇔ 2
(sin 2<i>x</i>−1)(3sin 2<i>x</i>+2sin 2<i>x</i>−2)=0
⇔ sin 2<sub>2</sub> 1 0
3sin 2 2sin 2 2 0
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
− =
<sub>+</sub> <sub>− =</sub>
⇔
sin 2 1
1 7
sin 2
3
7 1
sin 2 sin
3
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
=
− −
<sub>=</sub>
−
<sub>=</sub> <sub>=</sub>
(lo¹i)
4
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
⇔ <sub></sub> = + ∈
= − +
¢
Các nghiệm đều thoả mãn điều kiện sin 2<i>x</i>≠0
<b>Bài tập: </b>
Giải các ph-ơng trình sau:
<b>1.</b> 20 ( tan1 1 ) cos 2 9
sin 2<i>x</i>−2(sin<i>x</i>−cos )<i>x</i> = 2 <i>x</i>+sin<i>x</i>+cos<i>x</i> <i>x</i>−
<b>2. </b> 2(tan<i>x</i>−sin )<i>x</i> +3(cot<i>x</i>−cos )<i>x</i> + =5 0
<b>3.</b> 1 cos+ 3<i>x</i>−sin3<i>x</i>=sin 2<i>x</i>
<b> 4. </b>sin<i>x</i>+cos<i>x</i>=( 3 1) cos 2− <i>x</i>
<b>5. </b> 2cos2 (1 sin ) cos2 0
2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
− + =
<b> 6. </b> sin3<i>x</i>+cos3<i>x</i> =sin 2<i>x</i>+sin<i>x</i>+cos<i>x</i>
<b>7. </b> 4(sin4 <i>x</i>+cos4 <i>x</i>)+ 3 sin 4<i>x</i>=2
<b>8. </b>sin8 cos8 17
32
<i>x</i>+ <i>x</i>=
<b>9. </b>sin3 .cos 1cos 24 sin .cos3 1sin 24 2
4 4 8
<i>x</i> <i>x</i>+ <i>x</i> = <i>x</i> <i>x</i>+ <i>x</i>+
<b>10. </b> sin3<i>x</i>+cos3<i>x</i>=2(sin5<i>x</i>+cos5<i>x</i>)
<b>11. </b> sin8 cos8 (sin10 cos10 ) 5cos 2
4
<i>x</i>+ <i>x</i>= <i>x</i>+ <i>x</i> + <i>x</i>
<b>1.2.5- PTLG hỗn hợp chứa các biểu thức đối xng </b>
* Ph-ơng trình có dạng
1
(tan cot ) (tan cot ) 0 ( 0; 2)
<i>n</i>
<i>k</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>k</i>
<i>p</i> <i>x</i>
=
+ + ± + = > ≥
<b>• Cách giải: </b>
<b>B-ớc 1: Đặt ẩn phụ </b> tan cot | | 2 2
tan cot
<i>t</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>t</i>
= + ≤
= − ∈
¡
đ-a ph-ơng trình đã cho về dạng đại số <i>F t</i>( )=0
<b>B-íc 2: Gi¶i ph-ơng trình </b><i>F t</i>( )=0 loại những nghiệm không
thoả mÃn điều kiện của bài toán
<b>B-c 3: Vi nghiệm t tìm đ-ợc ở b-ớc 2 thế vào b-ớc 1 để </b>
tìm x
<b>VÝ dơ Minh Ho¹: </b>
<b>VÝ Dụ 1: Giải ph-ơng trình </b>
3 3 2 2
tan <i>x</i>−cot <i>x</i>−3(tan <i>x</i>+cot <i>x</i>) 3(tan− <i>x</i>−cot ) 10<i>x</i> + =0 (1)
<b>Giải: </b>
Ph-ơng trình (1)
3 3 2 2
tan <i>x</i> cot <i>x</i> 3tan .cot (<i>x</i> <i>x tanx</i> <i>cotx</i>) 3(tan <i>x</i> cot <i>x</i> 2) 4 0
⇔ − − − − + − + =
3
(tan<i>x</i> cot )<i>x</i> 3(tan<i>x</i> cot )<i>x</i> 4 0 (2)
+ =
Đặt <i>t</i> =tan<i>x</i>cot<i>x</i> , ph-ơng trình (2) trở thành
3 2
3 4 0 ( 1)( 4 4) 0
<i>t</i> − + = ⇔ +<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> − +<i>t</i> =
2 1
( 1)( 2) 0
2
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i>
= −
⇔ + − <sub>= ⇔ =</sub>
hay
tan cot 1
tan cot 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
− = −
<sub>−</sub> <sub>=</sub>
1 2 2
cot 2 cot 2 <sub>2</sub>
2
2
cot 2 1 <sub>4</sub>
8 2
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
= + = +
<sub>= =</sub> <sub></sub>
⇔<sub></sub> ⇔<sub></sub> ⇔ ∈
= − + <sub></sub>
= = +
<sub></sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm
<b>Ví Dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>
tan3<i>x</i>+tan2<i>x</i>+tan<i>x</i>+cot3<i>x</i>+cot2<i>x</i>+cot<i>x</i>=6
(2)
<b>Giải: </b>
Điều kiện sin .cos 0
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
Ta có: Ph-ơng trình (2)
3 3
2 2
tan cot 3tan .cot (tan cot )
tan cot 2 tan .cot 2(tan cot ) 8 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔<sub></sub> + + + <sub></sub>+
+ + − + − =
3 2
(tan<i>x</i> cot )<i>x</i> (tan<i>x</i> cot )<i>x</i> 2(tan<i>x</i> cot ) 8<i>x</i> 0
⇔ + + + − + − = (3)
Đặt <i>t</i> =tan<i>x</i>+cot<i>x</i> | | 2<i>t</i> , ph-ơng trình (3) có dạng
<i>t</i>3+ = ⇔<i>t</i>2 2<i>t</i> 8 0 <i>t</i>3 − + −8 <i>t</i>2 2<i>t</i>=0
2
(<i>t</i> 2)(<i>t</i> 2<i>t</i> 4) <i>t t</i>( 2) 0
⇔ − + + − − = 2 2
(<i>t</i> 2)(<i>t</i> 2<i>t</i> 4 <i>t</i>) 0 (<i>t</i> 2)(<i>t</i> <i>t</i> 4) 0
⇔ − + + − = ⇔ − + + =
Víi
4
<i>x</i>+ <i>x</i>= ⇔ <i>x</i> = ⇔ = +<i>x</i>
VËy
4
<i>x</i>= +
<b>Bµi tập:Giải các ph-ơng trình sau: </b>
1. 2(tan<i>x</i>+cot )<i>x</i> =tan7<i>x</i>+cot7 <i>x</i>
2 tan3<i>x</i>+tan2<i>x</i>+cot2<i>x</i>+cot3<i>x</i>− =4 0
3. 5(tan<i>x</i>+cot ) 3(tan<i>x</i> − 2<i>x</i>+cot2<i>x</i>) 8− =0
4. 2
2
11 1
tan 2(tan cot )
3 sin
− + = −
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
5. 2
2
2
tan cot 2 tan 8
sin <i>x</i> + <i>x</i>+ <i>x</i>+ <i>x</i>=
6. sin<i>x</i>+cos<i>x</i>=tan<i>x</i>+cot<i>x</i>
7. 8(tan4<i>x</i>+cot4<i>x</i>)=9(tan<i>x</i>+cot )<i>x</i> 2 −10
<b>1.3- Vấn đề loại nghiệm khơng thích hợp của PTLG. </b>
Với nhiều PTLG ta cần đặt điều kiện cho ẩn. Khi đó,
tr-ớc khi kết luận nghiệm ta cần kiểm tra xem các nghiệm
tìm đ-ợc có thoả mãn điều kiện đã đặt ra hay khơng, để ta
có thể loại những nghiệm khơng thớch hp.
Chúng ta có thể xét ba ph-ơng pháp sau:
<b>1.3.1 Ph-ơng pháp loại nghiệm trực tiếp. </b>
Gi sử ta cần tìm nghiệm của ph-ơng trình (1) thoả mãn
điều kiện (*) nào đó Tr-ớc hết ta giải ph-ơng trình (1)
sau đó thay nghiệm của ph-ơng trình (1) tìm đ-ợc vào (*) để
loại nghiệm khơng thớch hp.
<b>Ví Dụ: Giải ph-ơng trình </b>1 sin 0
sin 4
<i>x</i>
<i>x</i>
+ <sub>=</sub>
(1)
<b>Giải: </b>
Điều kiện sin 4<i>x</i> (*) 0
Khi đó (1) 1 sin 0 sin 1 2 ,
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + = ⇔ = − ⇔ = − + ∈¢
Thay 2
2
<i>x</i>= +
<i>k</i> vào (*) xem có thoả m·n hay kh«ng ?sin 4( 2 ) sin( 2 2 ) ( 2 ) 0
2 <i>k</i> <i>k</i> <i>sin</i>
<sub>− +</sub> <sub>=</sub> <sub>−</sub> <sub>+</sub> <sub>=</sub> <sub>−</sub> <sub>=</sub>
Suy ra 2
2
<i>x</i>= − +
<i>k</i> không thoả mÃn (*) .Vậy ph-ơng trình (1) vô nghiệm .
<b>1.3.2- </b> <b>Ph-ng pháp hình học (dùng đ-ờng trịn l-ợng giác). </b>
Giả sử ta cần tìm nghiệm của ph-ơng trình (1) thoả mãn điều
kiện (*) nào đó .Gọi L là tập các cung không thoả mãn các
điều kiện (*), N là tập nghiệm của phg trình (1).Ta biểu
diễn điểm cuối của các cung thuộc hai tập L và N lên trên
cùng một đ-ờng tròn l-ợng giác. Chẳng hạn điểm cuối của các
cung thuộc L ta đánh dấu (x), điểm cuối của các cung thuộc
<b>N ta đánh dấu (.). Khi đó những cung có điểm cuối đ-ợc đánh </b>
<b>dấu (.) mà không bị đánh dấu (x) l nghim ca ph-ng </b>
trỡnh.
<b>Ví Dụ: Giải ph-ơng trình: </b> cos .cot 2<i>x</i> <i>x</i>=sin<i>x</i> (1)
<b>Giải: </b>
§iỊu kiƯn sin 2 0 2 ( ) (*)
2
≠ ⇔ ≠ ⇔ = ∈¢
<i>x</i> <i>x</i> <i>n</i>
Khi đó ph-ơng trình (1) cos cos 2 sin
sin 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ =
⇔ cos cos 2<i>x</i> <i>x</i>=sin sin 2<i>x</i> <i>x</i> ⇔cos cos 2<i>x</i> <i>x</i>−sin sin 2<i>x</i> <i>x</i> =0
cos3 0 3 (**)
2 6 3
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ = ⇔ = + = + Â
Biểu diễn các họ nghiệm (*) và (** ) lên trên cùng một
đ-ờng tròn l-ợng giác.
T ú ta cú nghiệm của ph-ơng trình (1) là
6
6
<i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
∈
= − +
¢
sin
cos
<b>1.3.3- Ph-ơng pháp đại số. </b>
Ph-ơng pháp này ta kiểm tra nghiệm bằng cách chuyển
về ph-ơng trình (th-ờng là ph-ơng trình nghiệm nguyên)
hoặc bất ph-ơng trình đại số.
<b>* VÝ Dơ: Gi¶i ph-ơng trình: </b>cos8 0 (1)
sin 4
<i>x</i>
<i>x</i> =
<b>Giải: </b>
Điều kiện sin 4<i>x</i> 0 4<i>x</i> <i>n</i>
(<i>n</i>Â)Khi ú (1) cos8 0 8 ,
2 16 8
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ = ⇔ = + ⇔ = + Â
Gía trị này là nghiệm của (1) nếu 1 2 4
16 <i>k</i> 8 <i>n</i>4 <i>k</i> <i>n</i>
Điều này đúng vì <i>1 2k</i>+ là số lẻ còn <i>4n</i> là số chẵn
Vậy nghiệm của ph-ơng trình là ,
16 8
<i>x</i>=
+<i>k</i> <i>k</i>Â<b>Bài tập: </b>
Bài 1: Tìm các nghiệm thuộc ;3
2
của ph-ơng trình
sin(2 5 ) 3cos( 7 ) 1 2sin
2 2
<i>x</i>+
Bài 2: Giải ph-ơng trình: sin .cot 5 1
cot 9
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> =
Bài 3: Giải ph-ơng trình:
2
cos 2sin .cos
3
2cos sin 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub>=</sub>
Bài 4: Giải ph-ơng trình: sin 5 1
5sin
<i>x</i>
<i>x</i> =
Bài 5: Giải ph-ơng trình:
2
1 cos 2
sin 2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
+ =
Bài 6: Giải ph-ơng trình: sin 3<i>x</i>=cos .cos 2 (tan<i>x</i> <i>x</i> 2<i>x</i>+tan 2 )<i>x</i>
<b>Ch-ơng II: Hệ thống một số ph-ơng pháp giải ph-ơng trình </b>
<b>l-ợng giác </b>
ng tr-c mt PTLG lạ, điều mà làm ta băn khoăn là làm
thế nào để giải nó, vấn đề nảy sinh trong mỗi chúng ta là
phải đ-a ph-ơng trình về ph-ơng trình mà ta đã biết cách
giải. Và để giải mỗi ph-ơng trình ta phải thực hiện các
phép biến đổi theo h-ớng
-Nếu ph-ơng trình chứa nhiều hàm l-ợng giác khác nhau
thì biến đổi t-ơng đ-ơng về ph-ơng trình chỉ chứa một hàm
-Nếu ph-ơng trình chứa hàm l-ợnggiác của nhiều cung
khác nhau thì biến đổi t-ơng đ-ơng về ph-ơng trình chỉ
D-ới đây là một số ph-ơng pháp biến đổi tuỳ thuộc vào
từng bài toán khác nhau mà ta lựa chọn ph-ơng pháp cho
phù hợp.
<b>2.1 - Ph-ơng pháp biến đổi t-ơng đ-ơng </b>
<b>Ph-ơng pháp: Sử dụng công thức l-ợng giác đã học thực </b>
hiện các phép biến đổi đại số và l-ợng giác đ-a ph-ơng
trình về dạng quen thuộc đã biết cách giải.
<b>Chú ý : Ta phải chú ý đến mối liên hệ giữa các cung của </b>
các hàm l-ợng giác Vì mối liên hệ này sẽ chỉ
đ-ờng cho cách biến đổi ph-ơng trình .
<b>VÝ dơ Minh Ho¹: </b>
<b>VÝ dơ 1: Giải ph-ơng trình </b>
3
3sin 3<i>x</i> 3 cos9(
+<i>x</i>) 1 4sin 3= + <i>x</i> (1)<b> Nhận xét: Ta nhận thấy trong bài toán cã 2 sè h¹ng </b>
3
3sin 3 , 4sin 3<i>x</i> <i>x</i> ta có thể sử dụng đ-ợc công thức góc nhân ba
1 3 1
sin 9 3 cos9 1 sin 9 cos9
2 2 2
1
sin sin 9 cos cos9 cos( ) cos
6 6 2 6 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − = ⇔ − =
⇔ − = ⇔ + =
2 2
6 3 6
( )
2 2
6 3 2
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<sub>+ = +</sub> <sub>= +</sub>
⇔ ⇔ ∈
<sub>+ = − +</sub> <sub>= +</sub>
<sub></sub>
Â
Vậy ph-ơngtrình có 2 họ nghiệm
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>sin3<i>x</i>.cos3<i>x</i>+sin 3 .cos<i>x</i> 3<i>x</i>=sin 43 <i>x</i>
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã:
2 3 3 2
cos3<i>x</i>=cos (4cos<i>x</i> <i>x</i>− ⇒3) sin <i>x</i>.cos3<i>x</i>=sin <i>x</i>.cos (4cos<i>x</i> <i>x</i>−3)
2 2 2 1 2 2
sin .cos (4sin .cos 3sin ) sin 2 (sin 2 3sin ) (1)
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= − = −
T-¬ng tù ta còng cã cos3 sin 3 1sin 2 (3cos2 sin 2 ) (2)2
2
<i>x</i> <i>x</i>= <i>x</i> <i>x</i>− <i>x</i>
Céng vÕ víi vÕ của (1) và (2) ta đ-ợc
3 3
2 2 2 2
2 2
sin cos3 cos sin 3
1
sin 2 (sin 2 3sin 3cos sin 2 )
2
3 3 3
sin 2 cos sin sin 2 cos 2 sin 4
2 2 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+
= − + −
= − = =
Từ đó ta có : 3sin 4 sin 43 3sin 4 sin 43 0
4 <i>x</i> = <i>x</i> ⇔ <i>x</i>− <i>x</i>=
sin12 0 12 ( )
12
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
⇔ = ⇔ = ⇔ = ∈¢
VËy ph-ơng trình có một họ nghiệm .
<b>Ví dụ 3: Giải ph-ơng trình </b>2 cos<i>x</i> +sin<i>x</i> =1 (1)
<b>Gi¶i : </b>
Ta cã :(1)⇔ 2 cos<i>x</i> = −1 sin<i>x</i> ⇔4cos2<i>x</i>= −(1 sin )<i>x</i> 2
⇔5sin2<i>x</i>−2sin<i>x</i>− =3 0
2
sin 1 2
2 ( )
3
sin sin
( ) 2
5
= +
=
<sub></sub>
⇔ ⇔<sub></sub> = + ∈
<sub>= − =</sub>
= − +
¢
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có 3 họ nghiệm.
<b>Ví dụ 4: Giải ph-ơng trình: </b>
<sub>2</sub> <sub>2</sub>
6 6
10 10
log (sin 3 sin ) log sin 2 (1)
<i>x x</i>− <i>x</i>+ <i>x</i> = <i>x x</i>− <i>x</i>
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã :
2
6
0 1
0 6
10
(1) sin 2 0 sin 2 0
sin 3 sin sin 2 2sin 2 cos sin 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub><</sub> − <sub>≠</sub>
<sub></sub> <sub>< <</sub>
⇔<sub></sub> > ⇔ <sub></sub> >
<sub>+</sub> <sub>=</sub> <sub></sub> <sub>=</sub>
0 6
sin 2 0
1
cos (*)
2
<i>x</i>
< <
⇔<sub></sub> >
=
Gi¶i (*): ta cã
2
3
(*)
2
3
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Víi 2
3
<i>x</i>= − +
Víi 2
3
<i>x</i>= +
6
<i>x</i>
< <
Ta xÐt 0 2 6
3 <i>k</i>
< + < ta thÊy có 1 giá trị <i>k</i> = là thoả mÃn 0
Vậy ph-ơng trình đã cho có 1 nghiệm duy nhất
3
<i>x</i>=
<b>Nhận xét : Ph-ơng pháp biến đổi t-ơng đ-ơng địi hỏi phải sử </b>
dụng nhiều cơng thức l-ợng giác vì vậy việc nắm chắc các
cơng thức và vận dụng linh hoạt vào từng bài toán là hết
sức cần thiết .
<b>2.1- Ph-ơng pháp đặt ẩn phụ. </b>
<b>Ph-ơng pháp : </b>
Có 2 loại đặt ẩn phụ
(1) Đặt ẩn phụ , đ-a ph-ơng trình đã cho về ph-ơng
trình mới dễ giải hơn
(2) Đặt ẩn phụ đ-a ph-ơng trình đã cho về hệ ph-ơng
trình đại số
Phụ thuộc vào mỗi ph-ơng trình mà ta phải biết đặt ẩn phụ
một cách khéo léo để có đ-ợc một ph-ơng trình mới đơn giản
hơn dễ giải hơn
Thơng th-ờng trong ph-ơng pháp đặt ẩn phụ để giải PTLG ta
th-ờng gặp 2 loại đặt ẩn phụ sau:
+) Đổi biến d-ới hàm l-ợng giác
+) Đặt cả biểu thức l-ợng giác làm ẩn phụ
<b>2.1.1- Đổi biến d-ới hàm l-ợng giác </b>
<b>Ph-ơng pháp: </b>
Khi cỏc biu thức d-ới hàm l-ợng giác có mối liên hệ đặc
biệt : bù nhau, hơn kém nhau
2
<i>k</i>
3
<i>x</i>
<i>x</i>
= (1)
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã cos4 1 cos 2
3 2
<i>x</i> + <i>x</i>
=
Đặt 2 3
3 2
<i>x</i> <i>t</i>
<i>t</i> = ⇒ =<i>x</i> . Lúc đó ta có cos 2 1 cos3
2
<i>t</i>
<i>t</i>= +
3 2 3
2 3
2cos 2 1 4cos 3cos 2(2cos 1) 1 4cos 3cos
4cos 2 4cos 3cos 1 0
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
⇔ = + − ⇔ − = + −
⇔ − − + − =
3
(cos 1)( cos 3) 0
cos 1 2
( ) (*)
3
cos
4 2
2
<i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>t</i> <i>k</i>
<i>t</i>
Thế trở lại ẩn <i>x</i> ta có
(*)
2
3
2
3 <sub>(</sub> <sub>)</sub>
2
2 <sub>4</sub> <sub>2</sub>
3 3
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có 2 họ nghiệm
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>sin(3 ) 1sin ( 3 )
10 2 2 10 2
<i>x</i> <i>x</i>
(1)
Ta nhËn thÊy sin ( 3 )
10 2
<i>x</i>
cã thĨ biĨu diƠn
3 3
sin ( ) sin 3( )
10 2 10 2
<i>x</i> <i>x</i>
Nh- vậy ph-ơng trình đã đ-ợc đ-a về ph-ơng trình chứa các
hàm l-ợng giác chỉ chứa 1 cung. Từ đây ta sử công thức
nhân ba để biến đổi
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã: sin( 3 ) sin 3 sin 3(3 )
10 2 10 2 10 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Đặt (3 ) 3 2
10 2 5
<i>x</i>
<i>t</i> =
2
sin (4sin 1) 0 sin .(2cos 2 1) 0
2 2
sin 0
1
2 2 2 2
cos 2
3 3
2
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>k</i> <i>t</i> <i>k</i>
<i>t</i>
<i>t</i> <i>k</i> <i>t</i> <i>k</i>
<i>t</i>
⇔ − = ⇔ − =
= =
=
⇔ ⇔ ⇔
<sub>=</sub> <sub>= ± +</sub> <sub>= ± +</sub>
3 3
2 2
5 5
3 3
2 2
5 5 3
<i>t</i> <i>k</i>
<i>t</i> <i>k</i>
<sub>−</sub> <sub>=</sub> <sub>−</sub>
⇔
<sub>−</sub> <sub>=</sub> <sub>± −</sub>
hay
3
2
5
2 ( )
5
14
2
5
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= −
= − ∈
= −
¢
VËy ph-ơng trình có 3 họ nghiệm.
<b>2.1.2- Đặt một biểu thức l-ợng giác làm ẩn phụ. </b>
Chỳ ý mt số ph-ơng pháp đặt ẩn phụ của ph-ơng pháp i s
sau õy
+Ph-ơng trình trùng ph-ơng <i>ax</i>4 +<i>bx</i>2 + =<i>c</i> 0 (<i>a</i>0)
Đặt <i>t</i> =<i>x</i>2 <i>t</i> 0
<b>+Ph-ơng trình bậc bốn </b>(<i>x</i>+<i>a</i>)4 +(<i>x</i>+<i>b</i>)4 =<i>c</i>
Đặt
2
<i>a</i> <i>b</i>
<i>t</i> = +<i>x</i> +
+ Ph-ơng trình bậc bốn
(<i>x</i>+<i>a x</i>)( +<i>b x</i>)( +<i>c x</i>)( +<i>d</i>)=<i>k</i> với<i>a</i>+ = + <i>b</i> <i>c</i> <i>d</i>
Đặt <i>t</i> =(<i>x</i>+<i>a x</i>)( +<i>b</i>)
+ Ph-ơng trình bậc bốn đối xứng <i>ax</i>4 +<i>bx</i>3 ±<i>cx</i>2 <i>bx</i>+ =<i>a</i> 0
Chia c hai v cho <i>x</i>2 (<i>x</i>0)
Đặt <i>t</i> <i>x</i> 1
<i>x</i>
=
<b>Ví dụ Minh Hoạ </b>
<b>Ví dụ1: Giải ph-ơng tr×nh </b>
<b> </b>tan2<i>x</i>−3tan<i>x</i>−9cot<i>x</i>+9cot2<i>x</i>+ =2 0<b> (1) </b>
<b>Gi¶i : </b>
§iỊu kiƯn sin 0 sin 2 0
cos 0 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
≠
⇔ ≠ ⇔ ≠ ∈
<sub>≠</sub>
¢
<b> Ta cã: (1)</b> 2
2
9 3
(tan ) 3(tan ) 2 0
tan tan
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ + − + + =
Đặt tan 3 2 3
tan
<i>t</i> <i>x</i> <i>t</i>
<i>x</i>
= + (*)
Do đó 2 tan2 9<sub>2</sub> 6 2 6 tan2 9<sub>2</sub>
tan tan
<i>t</i> <i>x</i> <i>t</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
= + + ⇔ − = +
Ph-¬ng trình (1) trở thành 2 3 4 0 1
4
t
t t
t
= −
− − = ⇔ <sub>=</sub>
(2)
Do (*) nên ta có (2) ⇔ =<i>t</i> 4. Lúc đó ta có
2
3
tan 4 tan 4 tan 3 0
tan
+ = ⇔ − + =
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
tan 1
( )
4
tan 3 tan
= = +
<sub></sub>
⇔<sub></sub> ⇔ ∈
= =
<sub></sub> <sub>= +</sub> ¢
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có 2 hä nghiƯm
<b>Chú ý: Một số ph-ơng trình có cách đặt ẩn phụ khơng tồn </b>
phần ,nghĩa là sau khi đặt ẩn phụ cả ẩn cũ và ẩn mới cung
tồn tại trong ph-ơng trình. Bộ phận cũ cịn lại ấy đ-ợc xem
là tham số của ph-ơng trình
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>
4 2
(sin 3)sin (sin 3)sin 1 0
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>+ − <i>x</i>+ <b>+ = (1) </b>
Giải:
<b>Cách 1: Đặt </b>sin2 0 1
2
<i>x</i>
<i>t</i> <i>t</i>
= ph-ơng trình (1) trë thµnh
Do sin<i>x</i>+ >3 0 nên ph-ơng trình (*) là ph-ơng trình bậc
hai đối với <i>t</i>
2
(sin 3) 4(sin 3)
(sin 1)(sin 3)
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
∆ = + − +
∆ = − +
Do sin<i>x</i> ≤ ⇒ ∆ ≤ ∀¡1 0
Do vËy (*)
2
0 sin 1 sin 1
1 1 cos 2 1
sin
2 2 2 2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>b</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>t</i>
<i>a</i>
∆ = = =
⇔<sub></sub> ⇔<sub></sub> ⇔<sub> −</sub>
=− = =
<sub></sub> <sub></sub>
sin 1
sin 1 2
cos 0 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
=
⇔<sub></sub> ⇔ = = +
=
(<i>k</i>Â)
Vậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm
<b>C¸ch 2: </b>
(2) (sin 3)sin2 (sin2 1) 1 0
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ + − + =
1 (sin 3)sin2 cos2 0
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ − + =
2
3 2 2
4 (sin 3)sin 0
sin 3sin 4 0 (sin 1)(sin 2) 0
sin 1 2 ( )
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ − + =
⇔ + − = ⇔ − + =
⇔ = ⇔ = + ∈¢
VËy ph-ơng trình có một họ nghiệm
<b>Ví dụ 3: Giải ph-ơng trình </b>cos<i>x</i>+ 2+cos<i>x</i> =2 (1)
<b>Giải: </b>
Đặt <i>u</i>= 2+cos<i>x</i> điều kiện 1≤ ≤<i>u</i> 3 khi đó ta có
2
2 cos (*)
<i>u</i> = + <i>x</i> .
Tõ (*) vµ (1) ta cã hƯ
2
2
2 cos
cos 2
<i>u</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>u</i>
= +
= −
Ta cã <i>u</i>2 =cos2<i>x</i>+ +<i>u</i> cos<i>x</i>
⇔cos2<i>x</i>+cos<i>x</i>−<i>u</i>2 + =<i>u</i> 0
(cos )(cos ) cos 0
cos
cos (cos 1) 0
cos 1
<i>x</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>u</i>
<i>x</i> <i>u</i>
<i>x</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>u</i>
<i>x</i> <i>u</i>
⇔ − + + + =
= −
⇔ + <sub>− + = ⇔ </sub>
= −
-Víi <i>u</i>= −cos<i>x</i> thÕ vµo (*) ta đ-ợc
cos2 cos 2 0 cos 1 2 ( )
cos 2 ( )
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>vn</i>
= −
− − = ⇔ <sub></sub> ⇔ = +
=
Â
-Với <i>u</i>=cos<i>x</i>+1thế vào (*) ta đ-ợc
2
cos cos 1 0
1 5
cos ( )
2
2 ( )
5 1
cos cos
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>vn</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
Vậy ph-ơng trình có 2 hä nghiƯm .
<b>VÝ dơ 4: Gi¶i ph-ơng trình </b>16sin x2 +16cos x2 =10
<b>Giải: </b>
<b>Cách 1: Viết lại ph-ơng trình </b>
16 2 161 2 10 16 2 16<sub>2</sub> 10
16
sin x sin x sin x
sin x
−
+ = ⇔ + =
Đặt t=16sin x2 , điều kiện 1≤ ≤t 16 vì 0≤sin x2 ≤1 nên 16o ≤16sin x2 ≤161
Khi đó ph-ơng trình có dạng
2
2
2 8 16 8
16
10 10 16 0
2 <sub>16</sub> <sub>2</sub>
sin x
sin x
t
t t t
t t
= =
+ = ⇔ − + = ⇔ <sub> =</sub> ⇔
<sub></sub> =
2
2
2
4 3
2
4
2
3 1
2
2 2 <sub>4</sub> <sub>2</sub> 1
2
4
1 1
2 2 <sub>2</sub>
4 2
sin x
sin x cos x
cos x
sin x cos x
<sub>=</sub> <sub>= −</sub>
<sub>=</sub>
⇔ ⇔ ⇔ ⇔ =
=
<sub>=</sub> <sub>=</sub>
4 4 2
2 3 6 2
cos x x π k x π kπ k
⇔ = − ⇔ = + = + Â
Vậy ph-ơng trình cã hai hä nghiƯm
<b>C¸ch 2: </b>
Đặt
2
2
Khi đó: uv=16sin x2 16cos x2 =16sin x cos x2 + 2 =16
Ph-ơng trình t-ơng đ-ơng với 10
16
u v
uv
+ =
<sub>=</sub>
Khi đó u, v là nghiệm của ph-ơng trình:
2
10 16 0
t − t+ = 2
8
t
t
=
⇔ <sub>=</sub>
2
2
2
2
2
2 2
2
2
2
1
4
16 2
2 <sub>3</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
2
8 16 8 <sub>4</sub> <sub>4</sub> <sub>2</sub>
3 1
8 <sub>16</sub> <sub>8</sub> 3
2
4 2
4
2
16 2
1
4
sin x
cos x
sin x
cos x
sin x
u
cos x sin x cos x
v
u
sin x cos x
sin x
v
cos x
<sub>=</sub>
<sub></sub> <sub>=</sub> <sub></sub>
= <sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 1 1 2
2 4 4 2
4 2 3 6 2
cos x cos x x π k x π kπ ( k )
⇔ = ⇔ = − ⇔ = ± + = + Â
Vậy ph-ơng trình có hai hä nghiÖm .
<b>Chú ý: Để phá dấu giá trị tuyệt đối ta cũng có thể sử dụng </b>
ph-ơng phỏp t n ph
<b>Ví dụ 5: Giải ph-ơng tr×nh </b>
2 sin cos sin cos 6
sin 2 2 sin cos
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ + + =
+ + (1)
Giải:
Đặt <i>t</i> =sin cos<i>x</i> <i>x</i>+ sin<i>x</i>+cos<i>x</i> , suy ra 2<i>t</i> =sin 2<i>x</i>+2 sin<i>x</i>+cos<i>x</i>
Ph-ơng trình (1) trở thành 2 6 2 2 3 0 1
3
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i>
<i>t</i>
=
-Víi <i>t</i> =1 ta cã: sin cos<i>x</i> <i>x</i>+2 sin<i>x</i>+cos<i>x</i> =1
sin<i>x</i>+cos<i>x</i> = −1 sin cos<i>x</i> <i>x</i> ( )<i>a</i>
Do 1 sin cos− <i>x</i> <i>x</i>>0 nªn (a) ⇔(sin<i>x</i>+cos )<i>x</i> 2 = −(1 sin cos )<i>x</i> <i>x</i> 2
2
1 2sin cos 1 2sin cos (sin cos )
sin cos (sin cos 4) 0
sin cos 0 sin 2 0 2 ( )
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
⇔ + = − +
⇔ − =
⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ = ∈¢
-Víi <i>t</i> = −3 ta cã sin cos<i>x</i> <i>x</i>+ sin<i>x</i>+cos<i>x</i> = −3
⇔ sin<i>x</i>+cos<i>x</i> = − −3 sin cos<i>x</i> <i>x</i> ( )<i>b</i>
Ta nhËn thÊy − −3 sin cos<i>x</i> <i>x</i>< − < <2 0 sin<i>x</i>+cos<i>x</i> , suy ra ph-ơng trình
(b) vô nghiệm.
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm
<b>Ví dụ 6: Giải ph-ơng tr×nh </b>
<sub>2</sub> <sub>2</sub> 2
sin sin
9 3
2(cos 2 2) 4cos 3 0
81 <i>x</i> + <i>x</i>− 9 <i>x</i> + <i>x</i>− =
(1)
Gi¶i:
§Ỉt <sub>2</sub> <sub>2</sub> 1 2 sin2 cos 2
sin sin
3 3
0 3 3
9 9
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>x</i>
−
= > = = =
2
2
1 2 sin cos 2 cos 2 2 2
sin
9
9 9 (3 )
81
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>t</i>
−
⇒ = = = =
Ph-ơng trình (1) trở thành <i>t</i>2+2(cos 2<i>x</i>2)<i>t</i>+4cos2<i>x</i> =3 0
⇔<i>t</i>2 +2(cos 2<i>x</i>−2)<i>t</i>+2cos 2<i>x</i>− =5 0
1
5 2cos 2
<i>t</i>
<i>t</i> <i>x</i>
= −
⇔ = −<sub></sub>
-Víi <i>t</i> = − < lo¹i 1 0
-Víi <i>t</i> = −5 2cos 2<i>x</i> ta cã 3cos 2<i>x</i> = −5 2cos 2<i>x</i> ⇔ 3cos 2<i>x</i> +2cos 2<i>x</i>=5 (*)
Đặt <i>y</i> =cos 2<i>x</i> , <i>y</i> 1ph-ơng trình (*) trở thành 3<i>y</i> +2<i>y</i>=5
Đặt <i>f x</i>( )=3<i>y</i> +2<i>y</i> .Rõ ràng <i>f y</i>( ) là hàm đồng biến trên
Víi <i>y</i>=1ta có cos 2<i>x</i>= 1 2<i>x</i>=<i>k</i>2
=<i>x</i> <i>k</i> (<i>k</i>Â)Dùng ph-ơng pháp đặt ẩn phụ để giải ph-ơng trình l-ợng giác
đ-ợc vận dụng khá linh hoạt ,ta phải khéo léo biến đổi biểu
<b>2.3- Giải ph-ơng trình l-ợng giác sử dụng công thức hạ </b>
<b>bậc </b>
<b>Ph-ơng pháp: Ta thực hiện theo các b-ớc sau: </b>
<b>B-ớc 1:Đặt điều kiện để ph-ơng trình có nghĩa. </b>
<b>B-íc 2: Thực hiện việc hạ bậc của ph-ơng trình bằng các </b>
công thức
*H bc n:
2 3
2 3
2
2 3
2
2 2
2
1 1
1. sin 1 cos 2 5. sin 3sin sin 3
2 4
1 1
2. cos 1 cos 2 6. cos 3cos cos3
2 4
sin 1 cos 2 3sin sin 3
3. tan 7. tan
cos 1 cos 2 3cos cos3
cos 1 cos 2 3sin sin 3
4. cot 8. cot
sin 1 cos 2 3cos cos
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= − = −
= + = +
− −
= = =
+ +
+ +
= = =
<i>3x</i>
* Hạ bậc toàn cục
4 4
4 4
6 6
6 6 3
3 1
sin cos cos 4
4 4
sin cos cos 2
5 3
sin cos cos 4
8 8
1 3
sin cos cos 2 cos 2
4 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ = −
− =−
+ = +
− = +
* Hạ bậc đối xứng: Giả sử cần biến đổi biểu thức dạng :
<i>A</i>=sin3<i>x</i>.cos3<i>x</i>+sin 3 .cos<i>x</i> 3<i>x</i>
Ta cã thĨ lùa chän theo hai c¸ch sau:
<b>C¸ch 1: Ta cã : </b>
3 3
2 2
sin .cos3 sin 3 .cos
1 cos sin .cos3 1 sin sin 3 .cos
sin .cos3 sin 3 .cos (cos .cos3 sin .sin 3 )sin .cos
1 1 3
sin 4 cos 2 .sin 2 sin 4 sin 4 sin 4
2 4 4
<i>A</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= +
= − + −
= + − +
= − = − =
<b>C¸ch 2: Ta cã : </b>
1 1
(3sin sin 3 ) cos3 (3cos cos3 )sin 3
4 4
3 3
(sin .cos3 .sin 3 sin 4
4 4
<i>A</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x consx</i> <i>x</i> <i>x</i>
= − + +
= + =
<b>Chú ý: (+) Tuỳ thuộc bậc từng bài toán ta lựa chọn việc hạ </b>
bậc cho phù hợp . Chẳng hạn đối với ph-ơng trình bậc lẻ các
nhân tử bậc cao (giả sử bằng 3) thông th-ờng ta không đi hạ
bậc tất cả các nhân tử đó mà chỉ chọn ra hai nhân t h
bc.
(+) Với các nhân tử bậc cao hơn 3 ta phải hạ bậc dần
dần.
<b>Ví Dụ Minh Hoạ: </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>sin2<i>x</i>=cos2 <i>x</i>+cos 32 <i>x</i>
<b>Gi¶i. </b>
Ph-ơng trình đ-ợc biến đổi d-ới dạng
2 2
2
1 cos 2 1 cos 2
cos 3 2cos 3 (cos 4 os 2 )
2 2
2cos 3 2cos3 .cos 0 (cos3 os5 ) cos3 0
2cos 2 .cos .cos3 0
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x c</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x c</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
− +
= + ⇔ + +
⇔ + = ⇔ + =
⇔ =
cos 2 0 <sub>2</sub>
cos 2 0 <sub>2</sub> <sub>4</sub> <sub>2</sub>
cos 0
cos3 0
3
cos3 0
6 3
2
=
<sub></sub> <sub>= +</sub> <sub></sub> <sub>= +</sub>
=
⇔<sub></sub> = ⇔<sub></sub> ⇔ ⇔ ∈
=
<sub>= +</sub> <sub>= +</sub>
=
<sub></sub><sub></sub> <sub></sub><sub></sub>
¢
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>k</sub></i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>k</sub></i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
VËy ph-ơng trình có 2 họ nghiệm
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>sin4 sin (4 ) sin (4 ) 9
4 4 8
<i>x</i>+ <i>x</i>+
Ta cã:
(1)
2 2
2 1 cos(2 ) 1 cos(2 )
1 cos 2 <sub>4</sub> <sub>4</sub> 9
2 2 2 8
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub>−</sub> <sub>+</sub> <sub>−</sub> <sub>−</sub>
−
⇔ <sub></sub> <sub></sub> +<sub></sub> <sub> </sub>+ <sub></sub> =
<sub></sub> <sub> </sub> <sub></sub>
2 2 2
2 2
2
9
(1 cos 2 ) (1 sin 2 ) (1 sin 2 )
2
9
1 2cos 2 cos 2 2(1 sin 2 )
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ − + + + − =
⇔ − + + + =
⇔ + − =
6
cos 2 1
2
6
cos 2 1 ( )
2
6
cos 2 1 cos 2 2 2 2 ( )
2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>loai</i>
<i>x</i>
= −
⇔
= +
⇔ = − = ⇔ = + = + Â
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm.
<b>Ví dụ 3: Giải ph-ơng trình: </b>
3 3 3 3
sin <i>x</i>+cos <i>x</i>+sin <i>x</i>.cot<i>x</i>+cos <i>x</i>.tan<i>x</i>= 2sin 2<i>x</i> (2)
<b>Gi¶i </b>
Ta cã: (2) ⇔ sin3<i>x</i>+cos3<i>x</i>+sin2<i>x</i>.cos<i>x</i>+cos2<i>x si x</i>. n = 2sin 2<i>x</i>
2 2
2 2
sin (sin cos ) s (cos n ) 2sin 2
(sin s )(sin cos ) 2sin 2
sin cos 2sin 2 (3)
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>co</i> <i>x</i> <i>x si x</i> <i>x</i>
<i>x co</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + + + =
⇔ + + =
⇔ + =
§iỊu kiÖn sin cos 0 sin cos 0 sin 0 (*)
sin 2 0 sin .cos 0 cos 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ ≥ + ≥ ≥
⇔
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Bình ph-ơng hai vế của ph-ơng trình (3) ta có:
2
(sin<i>x</i>+cos )<i>x</i> =2sin 2<i>x</i>
1 2sin cos sin 2 2sin 2 sin 2 1
2 2
2 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ + = ⇔ ⇔ =
= + = + Â
Các giá trị
<i>x</i>= +
<i>k</i> thỏa mÃn điều kiện (*) khi và chỉ khi<i>k</i> = <i>m</i>
Vậy ph-ơng trình đã cho có 1 họ nghiệm duy nht.
<b>Ví Dụ 4: Giải ph-ơng tr×nh: </b>
sin7 cos5 1(sin5 cos3 )sin 2 sin cos
2
<i>x</i>+ <i>x</i>+ <i>x</i>+ <i>x</i> <i>x</i>= <i>x</i>+ <i>x</i> (4)
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã (4)⇔sin7 <i>x</i>+cos5<i>x</i>+(sin5<i>x</i>+cos3<i>x</i>)sin cos<i>x</i> <i>x</i>=sin<i>x</i>+cos<i>x</i>
⇔sin7 <i>x</i>+cos5<i>x</i>+sin6<i>x</i>cos<i>x</i>+sin cos<i>x</i> 4<i>x</i>=sin<i>x</i>+cos<i>x</i>
7 6 5 4
6 4
6 4
6 4
(sin sin cos ) (cos sin cos ) sin cos
sin (sin cos ) cos (sin cos ) sin cos
sin cos 0 (5)
(sin cos )(sin cos 1) 0
sin cos 1 (6)
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ + + + = +
⇔ + + + = +
+ =
+ + <sub>− = ⇔ </sub>
+ =
Ta cã (5) tan 1
4
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ = − ⇔ = + Â
Lại có:
6 2
6 4 2 2
4 2
cos cos
cos sin sin cos 1
sin sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
≤
<sub>⇒</sub> <sub>+</sub> <sub>≤</sub> <sub>+</sub> <sub>=</sub>
≤
Dâú đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi sin<i>x</i>=0 hoặc cos<i>x</i> =0
Bởi thế (6) sin 0
cos 0 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
=
⇔<sub></sub> ⇔ = ∈
=
¢
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm
4 4
2
sin cos <sub>1 sin</sub>
2 2 <sub>tan</sub> <sub>sin</sub> <sub>tan</sub>
1 sin 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ <sub>+</sub>
− = +
−
(7)
<b>Giải: </b>
Điều kiện: cos<i>x</i>≠ 0
Ta cã: sin4 cos4 (sin2 cos2 )2 2sin2 cos2
2 2 2 2 2 2
<i>x</i> <sub>+</sub> <i>x</i> <sub>=</sub> <i>x</i> <sub>+</sub> <i>x</i> <sub>−</sub> <i>x</i> <i>x</i> <sub>= </sub>
2
2
1 1 cos
1 sin
2 2
<i>x</i>
<i>x</i> +
= − =
4 4
2
sin cos <sub>1 cos</sub>
2 2
1 sin 2(1 sin )
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ <sub>+</sub>
⇒ =
− − .
Thay vào (7) ta thu đ-ợc
2
2 2
2
2
1 cos 1 sin
tan sin tan
2(1 sin ) 2
1 cos 1 sin
(1 sin ) tan
2(1 sin ) 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ +
⇔ − = +
−
+ +
⇔ = + +
−
2 2
2 2
2 2
2 2 2
2 2 2 2 2 2
1 cos (1 sin )(1 2 tan )
2(1 sin ) 2
1 cos (1 sin )(1 sin )(1 2 tan )
2(1 sin ) 2(1 sin )
1 cos (1 sin )(1 sin )(1 2 tan )
1 cos (1 sin )(1 2 tan )
1 cos cos (1 2 tan ) 1 cos cos 2sin )
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ + +
⇔ =
−
+ + − +
⇔ =
− −
1 2sin cos 2 0 2
2 4 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= ⇔ = ⇔ = + = + Â
Vậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm
<b>Ví Dụ 6: Giải ph-ơng trình: </b> 3 3
3
6 8
tan 2 cot 2
sin 2 sin 4
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ + = (8)
<b>Gi¶i: Ta cã: </b>
3
3 3 3
8 8 1
(tan 2 cot 2 )
sin 4<i>x</i> =(2sin 2 cos 2 )<i>x</i> <i>x</i> =(sin 2 cos 2 )<i>x</i> <i>x</i> = <i>x</i>+ <i>x</i>
3 3
3 3
tan 2 cot 2 3tan 2 cot 2 (tan 2 cot 2 )
3
tan 2 cot 2
sin 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
= + + +
= + +
Do vËy (8) ⇔ tan 23 cot 23 6 tan 23 cot 23 3
sin 2 sin 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ + = + +
3
0
<i>sin 2x</i>
⇔ = (v« nghiƯm ).
Vậy ph-ơng trình đã cho vô nghiệm
<b>Nh ận xét: Việc sử dụng công thức hạ bậc tỏ ra rất hữu hiệu </b>
đối với có chứa các hạng tử bậc cao, khó giải .Vì vậy để có
thể sử dụng tốt ph-ơng pháp này đòi hỏi học sinh cần nắm
vững các công thức hạ bậc đã nêu ở trên, đồng thời phải sử
dụng hằng đẳng thức một cách linh hoạt.
<b>2.4- Biến đổi ph-ơng trình l-ợng giác thành ph-ơng trình </b>
<b>tích </b>
Có rất nhiều cách đ-a ph-ơng trình l-ợng giác về ph-ơng
<b>Dạng 1: Biến đổi tổng hiệu thành tích </b>
<b>Dạng 2: Biến đổi tích thành tổng </b>
<b>Dạng 3: Lựa chọn phép biến đổi cho </b><i>cos x</i>2
<b>Dạng 4: Ph-ơng pháp tách h s </b>
<b>Dạng 5 : Ph-ơng pháp hằng số biến thiên </b>
<b> Dạng 6: Ph-ơng pháp nhân </b>
<b>Dng 7: S dng cỏc phộp bin đổi hỗn hợp </b>
Ta đ-a ph-ơng trình cần giải về dạng
1
1
( ) 0
( )... ( ) 0 ...
( ) 0
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>f x</i>
<i>f x</i> <i>f x</i>
<i>f x</i>
=
= ⇔
=
trong đó các ph-ơng trình: <i>f x</i>( ),...., (<sub>1</sub> <i>f x l cỏc ph-ng trỡnh <sub>n</sub></i>)
cú dng chun
Sau đây ta xÐt tõng d¹ng
<b>2.4.1- </b> <b>Ph-ơng pháp biến đổi tổng , hiệu thành tích: </b>
<b>Ví Dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>1 cos+ <i>x</i>+cos 2<i>x</i>+cos3<i>x</i>= (1) 0
<b>Gi¶i: </b>
<b>Cách 1: Biến đổi tổng thành tích: </b>
Ta cã: (1)⇔ +(1 cos 2 ) cos3<i>x</i>
(cos cos 2 ) cos 0 2cos cos cos 0
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + = ⇔ =
cos 0
cos 0
2
2
cos 0 <sub>3</sub>
2
3
2 cos 0
2
3 <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>3</sub> <sub>3</sub>
cos 0
2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
VËy ph-ơng trình có hai họ nghiệm .
<b>Cỏch 2: Biến đổi ph-ơng trình chứa một hàm l-ợng giác </b>
(1)⇔ +1 cos<i>x</i>+2cos2<i>x</i>− +1 4cos3<i>x</i>−3cos<i>x</i>=0
3 2 2
4cos 2cos 2cos 0 (2cos cos 1) cos 1
cos 0 <sub>2</sub>
2
cos 1 2
2
1
cos 2 3 3
2 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>k</sub></i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<b>Ví Dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>1 sin+ <i>x</i>+cos3<i>x</i>=cos<i>x</i>+sin 2<i>x</i>+cos 2<i>x</i>
<b> Gi¶i: </b>
Ta cã (2)⇔ (1 cos 2 )− <i>x</i> +sin<i>x</i>+(cos3<i>x</i>−cos ) sin 2<i>x</i> − <i>x</i>=0
2
2sin sin 2sin 2 sin 2sin cos 0
(2sin 1 4sin cos 2cos )sin 0
(2sin 1)(1 2cos )sin 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + − − =
⇔ + − − =
⇔ + − =
2
1 3
cos
2
sin 0
2
1 6
sin
7
Vậy ph-ơng trình có 5 họ nghiệm .
2 3 4 2 3 4
sin<i>x</i>+sin <i>x</i>+sin <i>x</i>+sin <i>x</i>=cos<i>x</i>+cos <i>x</i>+cos <i>x</i>+cos <i>x</i> (3)
<b>Gi¶i: </b>
(3)⇔ (sin<i>x</i>−cos )<i>x</i> +(sin2<i>x</i>−cos2 <i>x</i>)+(sin3<i>x</i>−cos3<i>x</i>)+(sin4<i>x</i>−cos4 <i>x</i>)=0
(sin cos ) 1 sin cos 1 sin cos sin cos 0
sin cos 2 2 sin cos sin cos 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − <sub></sub> + + + + + + <sub></sub>=
⇔ − <sub></sub> + + + <sub></sub>=
sin cos 0 (1)
2 2 sin cos sin cos 0 (2)
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
− =
⇔ <sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>=</sub>
Giải (1) ta đ-ợc sin cos tan 1
4
<i>x</i>= <i>x</i>⇔ <i>x</i> = ⇔ = +<i>x</i>
Giải (2): Đặt sin<i>x</i>+cos<i>x</i>=<i>t</i> | |<i>t</i> 2 (*) suy ra
2
1
sin cos
2
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>= −
Khi đó ph-ơng trình có dạng
2
2 1
1
2 2 0 4 3 0
3
2
<i>t</i>
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i>
= −
−
+ + <sub>= ⇔ + + = = </sub>
Kết hợp với điều kiện (*) ph-ơng trình trên t-ơng đ-ơng với
sin cos 1 2 sin( ) 1 sin( ) 1
4 4 2
<i>x</i>+ <i>x</i>= − ⇔ <i>x</i>+
2
2
4 4
2
5
2
2
3 4
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
+ = − +
<sub></sub> <sub>= − +</sub>
⇔ ⇔<sub></sub> ∈
<sub>+ =</sub> <sub>+</sub> <sub></sub> <sub>= +</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có 2 hä nghiƯm .
<b>2.4.2- Ph-ơng pháp biến đổi tích thnh tng. </b>
<b>Ví Dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>sin .sin 3<i>x</i> <i>x</i>+sin 4 sin 8<i>x</i> <i>x</i>=0 (1)
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã (1)⇔cos 4<i>x</i>−cos 2<i>x</i>+cos12<i>x</i>−cos 4<i>x</i>= 0
cos12 cos 2 12 2 2 5
12 2 2
7
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
=
= +
⇔ = ⇔<sub></sub> ⇔
= +
<sub> =</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm
<b>Ví Dụ 2: Giảiph-ơngtrình: </b>
cos 2<i>x</i>+cos 4<i>x</i>+cos 6<i>x</i> =cos cos 2 cos3<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>+2 (2)
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã:
2
4cos cos 2 cos3 2cos 2 2(cos cos3 ) 2cos 2 cos 2 cos 4
2cos 2 2cos 2 cos 4 1 cos 4 cos 2 cos 6
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= = +
= + = + + +
Do vËy (2) cos 2 cos 4 cos 6 1(1 cos 4 cos 2 cos 6 ) 2
4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + + = + + + +
cos 2<i>x</i> cos 4<i>x</i> cos 6<i>x</i> 3
⇔ + + =
cos 2 1
cos 4 1 cos 2 1
cos 6 1
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
=
⇔<sub></sub> = ⇔ = ⇔ = ∈
<sub>=</sub>
¢
Vậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm .
<b>2.4.3- Lựa chọn phép bin i cho </b><i>cos x</i><b>. </b>
<b>Ví Dụ 1: Giải ph-ơng tr×nh : </b>2cos3<i>x</i>+cos 2<i>x</i>+sin<i>x</i>=0 (1)
<b>Gi¶i: </b>
3 2 2
2
2
(1) 2cos 2cos 1 sin 0 2(cos 1) cos sin 1 0
2(cos 1)(1 sin ) sin 1 0
(1 sin ) 2(cos 1)(1 sin ) 1 0
(1 sin ) 1 2sin cos 2(sin cos ) 0
(1 sin ) (sin cos ) 2(sin cos ) 0
(1 sin )(sin co
⇔ + − + = ⇔ + + − =
⇔ + − + − =
⇔ − + + − =
⇔ − + + + =
⇔ − <sub></sub> + + + <sub></sub>=
⇔ − +
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> s )(sin cos 2) 0
1 sin 0 <sub>sin</sub> <sub>1</sub>
sin cos 0
sin( ) 0
sin cos 2 0 ( ) 4
2 2
4 4
+ + =
− =
=
<sub></sub>
⇔ <sub></sub> + = ⇔
+ =
+ + =
<sub>= +</sub> <sub>= +</sub>
⇔ ⇔ ∈
<sub>+ =</sub> <sub>= − +</sub>
¢
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>vn</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có hai hä nghiÖm .
<b>Nhận xét: Trong lời giải trên sở dĩ chúng ta lựa chọn phép </b>
biến đổi cos 2<i>x</i>=2cos2<i>x</i>−1 bởi hai nhân tử còn lại là <i>2cos x</i>3 (cos
có hệ số là 2) và <i>sin x</i>(sincó hệ số là 1),thực hiện phép biến
đổi để nhóm nhân tử chung đ-a về ph-ơng trình dạng tích.
Nh- vậy trong tr-ờng hợp trái lại ta sẽ lựa chọn phép biến
đổi
cos 2<i>x</i>= −1 2sin2<i>x</i>
Cơ thĨ ta xÐt vÝ dụ sau:
<b>Ví Dụ 2: Giải ph-ơng trình </b>2sin3<i>x</i>cos 2<i>x</i>+cos<i>x</i>=0 (2)
<b>Gi¶i: </b>
<b>Ta cã: </b>
3 2 2
2
2
(2) 2sin 1 2sin cos 0 2( 1) 1 0
2(sin 1)(1 cos ) cos 1 0 2( 1)( 1) 1 0
(1 cos )(sin cos )(sin cos 2) 0
1 cos 0
sin cos 0
sin cos
⇔ − + + = ⇔ + + − =
⇔ + − + − = ⇔ + + − =
⇔ − <sub></sub> + + + <sub></sub>
⇔ − + + + =
− =
+ =
+
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>sinx</i> <i>sin x</i> <i>cosx</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>sinx</i> <i>cosx</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
cos 1 2
sin( ) 0
2 0 ( ) 4 4
= =
<sub>⇔</sub><sub></sub> <sub>⇔</sub><sub></sub> <sub>∈</sub>
<sub></sub> <sub>+</sub> <sub>=</sub> <sub></sub> <sub>= − +</sub>
+ =
¢
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>vn</i>
Vậy ph-ơng trình có 2 họ nghiƯm.
<b>Nhận xét: Nh- vậy chúng ta đã có đ-ợcph-ơng pháp suy luận </b>
trong việc lựa chọn 2 h-ớng biến đổi <i>cos 2x</i>
Cuối cùng trong tr-ờng hợp hệ số đối xứng ta lựa chọn
phép biến đổi
cos 2<i>x</i>=cos2<i>x</i>−sin2 <i>x</i>
Cơ thĨ ta xét ví dụ sau:
<b>Ví Dụ 3: Giải ph-ơng trình: </b>sin3<i>x</i>+cos3<i>x</i>=cos 2<i>x</i> (1)
<b>Gi¶i: </b>
Ph-ơng trình (1)sin3<i>x</i>+cos3<i>x</i>=cos2<i>x</i>sin2<i>x</i>
(cos<i>x</i> sin )(1 cos sin<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> cos<i>x</i> sin )<i>x</i> 0
⇔ + − + − =
cos sin 0 (2)
1 cos sin cos sin 0 (3)
+ =
⇔ −<sub></sub> + − =
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Giải (2): Ta đ-ợc
sin cos tan 1
4
<i>x</i>= − <i>x</i>⇔ <i>x</i>= − ⇔ = − +<i>x</i>
Giải (3): Ta đặt sin<i>x</i>−cos<i>x</i>=<i>t</i> | |<i>t</i> ≤ 2, suy ra
2
1
sin cos
2
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>= −
Khi đó (3) có dạng:
2
2
1
1 0 2 1 0
2
−
− <i>t</i> + = ⇔ + + =<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
2
( 1) 0 1 sin cos 1 2 sin( ) 1
4
2
1
sin( ) 2
4 2
2
⇔ + = ⇔ = − ⇔ − = − ⇔ + = −
= − +
⇔ + = − ⇔ ∈
= +
¢
<i>t</i> <i>t</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm.
<b>2.4.4- Ph-ơng pháp tách hệ số. </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>cos<i>x</i>+cos3<i>x</i>+2cos5<i>x</i>=0 (1)
<b>Gi¶i. </b>
1 cos5 cos (cos3 cos5 ) 0
2cos3 .cos 2 2cos 4 .cos 0
(4cos 3cos ).cos 2 cos 4 cos3 0
[(4cos 3) cos 2 cos 4 ]. os 0
{[2(1 cos 2 ) 3]cos 2 2cos 2 1}.cos 0
(cos 2 cos 2 1) cos 0
cos 0
1 17
cos 2
⇔ + + + =
⇔ + =
⇔ − + − =
⇔ − + =
⇔ + − + − =
⇔ − − =
=
+
⇔ =
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x c</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> 1
1 1
2
2
2
2
2
cos 2 2 2
8 2
2 2
1 17
cos 2 cos 2
2
8
<sub> = +</sub>
<sub>= +</sub> <sub></sub>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
VËy ph-¬ng trình có 3 họ nghiệm.
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng tr×nh: </b>sin 3 sin 5
3 5
<i>x</i><sub>=</sub> <i>x</i>
<b>Giải. Biến đổi ph-ơng trình về dạng </b>
3
5sin 3 3sin 5 2sin 2 3(sin 5 in 3 )
2(3sin 4sin ) 6cos 4 .sin
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x s</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= ⇔ = −
⇔ − =
2
2
(3 sin 3cos 4 )sin 0
3 2 1 cos 2 3 cos 2 1 sin 0
3cos 2 cos 2 2 sin 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − − =
⇔ −<sub></sub> − − − <sub></sub> =
⇔ − − =
cos 2 1
2
cos 2 cos 2
2
cos 2 3
3
sin 0
cos 2 0
2 2 2
( )
=
<sub>= − =</sub>
⇔ =− ⇔
<sub>=</sub>
<sub>=</sub>
=± + =± +
⇔ <sub></sub> ⇔ <sub></sub> ∈
= =
¢
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x k</i> <i>x k</i>
Vậy ph-ơng trình có 3 hä nghiƯm.
<b>Chó ý:Ta cịng cã thĨ gi¶i b»ng ph-ơng pháp tách dần. </b>
3
2
sin 3 3sin 4sin
sin 5 sin( 4 ) sin .cos 4 sin 4 .cos
sin .cos 4 2cos .sin 2 .cos 2 sin .cos 4 4cos .sin .cos 2
= −
= + = +
= + = +
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<b>2.4.5- Ph-ơng pháp hằng số biến thiên. </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>+ − <i>x</i>+ + = (1)
<b>Gi¶i. </b>
Ta cã thĨ lựa chọn 1 trong 2 cách sau
<b>Cách 1: Ph-ơng pháp hằng số biến thiên. </b>
Đặt sin2
2
<i>x</i>
<i>t</i>= ®iỊu kiƯn 0≤ ≤ <i>t</i> 1
Khi đó (1) có dạng
Ta có ∆ =
2
0 sin 1 0
sin 1
1
1 cos 1
sin
2 2 2
sin 1 ( )
2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>b</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>t</i>
<i>a</i>
<i>x</i> <i>x</i>
∆ = − =
<sub></sub> <sub>=</sub>
<sub>⇔</sub> <sub>⇔</sub>
<sub> −</sub> <sub>=</sub>
=− = <sub></sub>
<sub></sub>
= = + Â
<b>Cách 2: Ph-ơng pháp ph©n tÝch </b>
1 sin 1 sin 3 sin 1 0
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ <sub></sub> − <sub></sub> + + =
2
2
sin 3 sin cos 1 0
2 2
(sin 1)(sin 4sin 4) 0
(sin 1)(sin 2) 0 sin 1 2 ( )
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − + + =
⇔ − + + =
⇔ − + = ⇔ = ⇔ = + ∈¢
<b>VÝ dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>32 sin<i>x</i>3+
Đặt <i>t</i>=3sin<i>x</i>2 ,<i>t</i> >0
Khi ú ph-ng trỡnh t-ơng đ-ơng với 3<i>t</i>2+
1
3sin 10 4.3 3 sin 3sin 8 3
3 sin
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>t</i> <i>x</i>
=
∆ = − − − = −
=
-Với 1
3
<i>t</i>= ta đ-ợc
sin 2 1
3 sin 2 1 sin 1 2
3 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
− <sub>= ⇔</sub> <sub>− =− ⇔</sub> <sub>= ⇔ = +</sub> <sub>∈¢</sub>
-Víi <i>t</i>= −3 sin<i>x</i> ta đ-ợc 3sin<i>x</i>2= 3 sin<i>x</i>
Ta đoán đ-ợc nghiệm sin<i>x</i>=2vµ30= −3 2
Vì VT là hàm đồng biến còn VP là hàm nghịch biến, do vậy
sin<i>x</i>=2 là nghiệm duy nhất của ph-ơng trình. Nh-ng ph-ơng
trỡnh sin<i>x</i>=2 vụ nghim.
Vậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm.
<b>2.4.6- Ph-ơng pháp nhân. </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>
2cos 2 8cos 7 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ =
<b>Giải. </b>
Điều kiện: cos<i>x</i>0 . Nhân cả hai vế của ph-ơng trình (1)
với cos<i>x</i>0 ta có
2cos 2 .cos<i>x</i> <i>x</i>−8cos2<i>x</i>+7 cos<i>x</i>=1
2 2
2cos (2cos 1) 8cos 7 cos 1
⇔ <i>x</i> <i>x</i>− − <i>x</i> + <i>x</i>=
3 2
2
4cos 8cos 5cos 1 0
(cos 1)(4cos 4cos 1) 0
⇔ − + − =
⇔ − − + =
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
2
2
cos 1
(cos 1)(2cos 1) 0 <sub>1</sub> ( )
2
cos
3
2
=
=
⇔ − − = ⇔ ⇔ ∈
= =± +
¢
<i>x k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
C¸c hä nghiệm trên thỏa mÃn điều kiện.
<b> Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm. </b>
sin5 5cos3 .sin
2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
=
<b>Gi¶i. </b>
+) Víi cos 0
2
<i>x = ta đ-ợc </i> 2
cos 2cos 1 1
2
<i>x</i>
<i>x</i>= − =− vµ sin 1 5
2
<i>x</i>
<i>VP</i>
=± ⇒ =±
Khi đó ph-ơng trình (2) có dạng: sin5 5
2<i>x =± v« nghiƯm. </i>
+)Víi cos 0 2
2 2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>k</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
≠ ⇔ ≠ + ⇔ ≠ + ∈¢ (*)
Nhân cả hai vế của ph-ơng trình (2) với 2cos 0
2
<i>x </i> ta đ-ợc
3
5
2sin .cos 10cos .sin .cos
2 2 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
=
3
3 3
3 3
2 3
3 2
sin 3 sin 2 5cos .sin
3sin 4sin 2sin .cos 5cos .sin
3sin 4sin 2sin .cos 5cos .sin
(3 4sin cos 5cos )sin 0
(5cos 4cos 2cos 1)sin 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + =
5cos cos 1 0
(5cos cos 1)(cos 1)sin 0 cos 1 0
sin 0
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ − =
⇔ + − − = ⇔ <sub></sub> − =
<sub>=</sub>
( )
cos cos 2
10
sin 0
2
2
2
<sub>−</sub>
= =
<sub></sub> <sub>=± +</sub>
<sub>+</sub> <sub></sub>
⇔<sub></sub> = = ⇔ <sub></sub> =± +
<sub> =</sub><sub></sub>
=
=± +
=± + ∈
=
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<b>2.4.7- Sử dụng các phép biến đổi. </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>
2 3
cos10<i>x</i>+2cos 4<i>x</i>+6cos3 .cos<i>x</i> <i>x</i>=cos<i>x</i>+8cos .cos<i>x</i> <i>x</i>.
<b>Gi¶i. </b>
Biến đổi ph-ơng trình về dạng
3
cos10 1 cos8 cos 2(4cos 3cos3 ) cos
2cos9 .cos 1 cos 2cos9 .cos
cos 1
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x k</i>
+ + = + −
⇔ + = +
⇔ = ⇔ = Â
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm.
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>cos2<i>x</i>+sin3<i>x</i>+cos<i>x</i>=0
2 2 2
2 cos cos sin .sin 0 (cos 1)(1 cos )sin 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ + + = ⇔ + − =
⇔ + + − =
cos 1 1
sin cos sin .cos 1 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
=
⇔
+ =
Giải (1): Ta đ-ợc <i>x</i>= +
<i>k</i>2 , <i>k</i>ÂGiải (2): Đặt
2
1
sin cos , 2 sin .cos
2
<i>t</i>
<i>x</i>+ <i>x t t</i>= ≤ ⇒ <i>x</i> <i>x</i>= −
2
2
1
2 0 2 1 0
2
sin cos 1 2
1 2
1 2
2 sin 1 2 sin sin
4 4 2
2 2
4 4
3
2 2
4 4
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>t</i> <i>loai</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i>
−
⇔ − = ⇔ − − =
= −
⇔ ⇔ + = −
= +
−
⇔ <sub></sub> + <sub></sub>= − ⇒ <sub></sub> + <sub></sub>= =
<sub>+ = +</sub> <sub>= −</sub> <sub>+</sub>
⇔ ⇔ ∈
<sub>+ = − +</sub> <sub>=</sub> <sub>− +</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có hai họ nghiệm.
<b>Ví dụ 3: Giải ph-ơng trình: </b>cos3<i>x</i>+sin3<i>x</i>=cos<i>x</i>+sin 2<i>x</i>+sin<i>x</i> (3)
<b>Gi¶i. </b>
1
(cos sin )sin 2 sin 2 (cos sin 2)sin 2 0
2
sin 2 0 2
2
⇔ + = ⇔ + − =
⇔ = ⇔ = ⇔ = ∈¢
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x k</i>
<i>x k</i> <i>k</i>Vậy ph-ơng trình có 1 họ nghiệm .
<b>2.5- Biến đổi ph-ơng trình l-ợng giác thành tổng các đại </b>
<b>l-ợng không âm. </b>
<b>Ph-ơng pháp: Ta cần nhớ các đại l-ợng không âm trong l-ợng </b>
giác, bao gồm<i>A</i>2, <i>B</i>, 1 cos , 1 sin± <i>x</i> ± <i>x</i> do đó để sử dụng ph-ơng pháp
này giải PTLG ta thực hiện theo các b-ớc sau.
<b>B-ớc 1: Biến đổi phh-ơng trình ban đầu về dạng </b>
<i>A</i><sub>1</sub>+ + +<i>A</i><sub>2</sub> ... <i>A<sub>n</sub></i>=0
<b>B-íc 2: Dïng lËp luËn </b><i>A<sub>i</sub></i> ≥ ∀ =0, <i>i</i> 1,<i>n</i>
<b>B-ớc 3: Khi đó </b>
1
2
.
0
0
1
:
0
<i>n</i>
<i>A</i>
<i>A</i>
<i>I</i>
<i>A</i>
=
=
⇔
=
<b>B-íc 4: Gi¶i hƯ </b>
<b>VÝ Dơ Minh Häa: </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>cos 42 <i>x</i>+cos 82 <i>x</i>=sin 122 <i>x</i>+sin 162 <i>x</i>+2
2 2 2 2
2 2 2 2
1 1 sin 4 1 sin 8 2 sin 12 sin 16 2
sin 4 sin 8 sin 12 sin 16 0
sin 4 0
sin 8 0
sin 4 0 4
sin12 0 4
sin16 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x k</i> <i>x k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
⇔ − + − + = + +
⇔ + + + =
=
<sub>=</sub>
⇔ ⇔ = = =
=
<sub>=</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình cã mét hä nghiƯm.
<b>VÝ dơ 2: Giải ph-ơng trình: </b>
3
cos 2<i>x</i>cos 6<i>x</i>+4(3sin<i>x</i>4sin <i>x</i>+ =1) 0 2
<b>Gi¶i. Ta cã: </b>
2 3 2 2
2 cos 2 cos 6 4sin 3 4 0
(1 cos 2 ) (1 cos 6 ) 4sin 3 2 0
2cos 2sin 3 4sin 3 2 0 cos (sin 3 1) 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − + + =
⇔ + + − + + =
⇔ + + + = ⇔ + + =
cos 0 <sub>2</sub>
2
sin 3 1 3 2
2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
= +
=
⇔<sub></sub> ⇔ <sub></sub> ⇔ = + ∈
=
<sub> = +</sub>
Â
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm.
<b>Ví dụ 3: Giải ph-ơng trình: </b>
2 2
4cos <i>x</i>+3tan <i>x</i>−4 3 cos<i>x</i>+2 3 tan<i>x</i>+ =4 0 3
<b>Gi¶i. </b>
<b>NhËn xét: Ta nhận thấy ph-ơng trình trên có 4 hạng tö </b>
2
cos , cos<i>x</i> <i>x</i>, tan ,<i>x</i> <i>tan x</i>2 vậy thì ta có thể biến đổi ph-ơng trình về
dạng tổng bình ph-ơng của hai biểu thức.
<b>Gi¶i. </b>
Ta cã:
2 2
2 2
3 (4cos 4 3 cos 3) (3tan 2 3 tan 1) 0
2cos 3 3 tan 1 0
3
cos
2cos 3 0 <sub>2</sub>
1
3 tan 1 0 <sub>3 tan</sub>
3
6
2
6
6
⇔ − + + + + =
⇔ − + + =
=
− =
⇔<sub></sub> ⇔ <sub></sub>
+ =
<sub>= −</sub>
⇔ <sub></sub> ⇔ =− + ∈
=− +
¢
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm.
<b>Ví dụ 4: Giải ph-ơng trình </b>
tan 1 cot 1 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ =
<b>Giải. </b>
Điều kiện:
tan 1
cot 1
sin 2 0
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
>
<sub>></sub>
<sub>≠</sub>
<b>C¸ch 1: </b>
2 2
1
4 tan 1 cot 1 tan cot
2
[(tan 1) 2 tan 1 1] [(cot 1) 2 cot 1 1 ] 0
( tan 1 1) ( cot 1 1) 0
tan 1 1 0
tan cot 2
cot 1 1 0
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ − + − = +
⇔ − − − + + − − − + =
⇔ − − + − − =
<sub>− − =</sub>
⇔ <sub></sub> ⇔ = =
− − =
tan .cot<i>x</i> <i>x</i> 4
⇒ = (mâu thuẫn)
Vậy ph-ơng trình vô nghiệm.
<b>Cỏch 2: S dụng bất đẳng thức Cô si ta đ-ợc </b>
1 tan 1 tan
1(tan 1)
2 2
1 t 1 t
1(cot 1)
2 2
1 1
tan 1 cot 1 (tan cot )
2 sin 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>co x</i> <i>co x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ −
<sub>− ≤</sub> <sub>=</sub>
<sub>+</sub> <sub>−</sub>
<sub>− ≤</sub> <sub>=</sub>
⇒ − + − ≤ + =
Do vËy
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub>− =</sub>
⇔ <sub></sub> ⇔ = =
− =
(mâu thuẫn).
Vậy ph-ơng trình vô nghiệm.
<b>Ví dụ 5: Giải ph-ơng trình </b>
2 2 2
tan <i>x</i>+tan <i>y</i>+cot (<i>x y</i>+ =) 1 5
<b>Gi¶i.Ta cã </b>
cot( )
tan tan
(tan tan ) cot( ) 1 tan .tan
tan .tan tan .cot( ) tan .cot( ) 1 *
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x y</i>
<i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x y</i> <i>x</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x y</i> <i>y</i> <i>x y</i>
−
+ =
+
⇒ + + = −
⇔ + + + + =
Do vËy
2 2 2
2 2 2
5 tan tan cot
tan .tan tan .cot( ) tan .cot( )
1
[(tan tan ) (tan cot ) (tan cot( )) ] 0
2
tan tan cot 6
<i>x</i> <i>y</i> <i>x y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x y</i> <i>y</i> <i>x y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x y</i> <i>y</i> <i>x y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i>
⇔ + + +
= + + + +
⇔ + + − + + − + =
⇔ = = +
Tõ (5) vµ (6) ta cã: tan tan cot
<i>x</i>= <i>y</i>= <i>x</i>+<i>y</i> =±
6
6
<i>x</i> <i>k</i>
<i>y</i> <i>k</i>
hc 6
Vậy ph-ơng trình có 2 hä nghiƯm .
<b>Chó ý: Víi mäi </b><i>x y</i>, lµm tan , tan , tan<i>x</i> <i>y</i>
tan .tan<i>x</i> <i>y</i>+tan .cot<i>x</i> <i>x y</i>+ +tan .cot<i>y</i> <i>x y</i>+ =1
<b>VÝ dụ 6: Giải ph-ơng trình </b>
4sin<i>x</i> −21 sin+ <i>x</i>.cos
6 2 2.2 .cos . 1 1 2 0
2 1 (2 1) 0
2 1 sin 0
0 0
2 1
<i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>x y</i>
<i>x</i> <i>x k</i>
<i>k</i>
<i>y</i> <i>y</i>
Vậy ph-ơng trình cã mét hä nghiÖm.
<b>Nhận xét: Để giải ph-ơng trình l-ợng giác bằng ph-ơng pháp </b>
này địi hỏi ở học sinh phải có t- duy, nhận xét qua từng
bài tốn xem có thể đ-a về hằng đẳng thức hoặc số hạng nào
đó khơng âm. Với ph-ơng pháp này có tác dụng tích cực tới
t- duy sáng tạo cho học sinh.
<b>2.6- Giải ph-ơng trình l-ợng giác bng ph-ng phỏp ỏnh </b>
<b>giỏ. </b>
<b>Ph-ơng pháp: Xét ph-ơng trình </b> <i>f x</i>
Nếu ∀ ∈<i>x D f x</i>,
trình trên t-ơng đ-ơng với h ệ
<i>f x</i> <i>k</i>
<i>g x</i> <i>k</i>
=
=
Nh- vậy ta quy -ớc việc giải PTLG (1) về giải hệ PTLG
(2). Để đánh giá ph-ơng trình ta dựa trên các dạng sau:
<b>D¹ng 1: TÝnh chÊt cđa hàm số l-ợng giác và biểu thức </b>
l-ợng giác.
<b>D¹ng 2: PTLG d¹ng Pitago </b>
<b>Dạng 3: Sử dụng bất đẳng thức Côsi. </b>
<b>Dạng 4: Sử dụng bất đẳng thức Bunhicôpski. </b>
Sau đây ta đi xét từng dạng.
<b>2.6.1- TÝnh chất của hàm số l-ợng giác và biểu thức l-ợng </b>
<b>giác. </b>
<b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình </b>
Ta cã nhËn xÐt | sin 3 cos | 2 (sin 3 cos )sin 3 2
sin 3 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub>+</sub> <sub>≤</sub>
<sub>⇒</sub> <sub>+</sub> <sub>≤</sub>
≤
Do đó ph-ơng trình (1) t-ơng d-ơng với
sin( ) 1
sin 3 cos 2 <sub>3</sub>
sin 3 1 sin 3 1
sin 3 cos 2 <sub>sin(</sub> <sub>)</sub> <sub>1</sub>
3
sin 3 1
sin 3 1
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x</i>
<i>x</i>
5
2
6
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>k</i>
Vậy ph-ơng trình có một họ nghiệm.
<b> Ví dụ 2: Giải ph-ơng tr×nh: </b>
sin8 cos8 2(sin10 cos10 ) 5cos 2
4
<i>x</i>+ <i>x</i>= <i>x</i>+ <i>x</i> + <i>x</i> (2)
<b>Gi¶i. </b>
2 (1 2sin )sin ( 2cos 1) cos cos 2
4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − − − =
cos 2 .sin8 cos 2 .cos8 5cos 2
4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − =
cos 2 0 3
5
(sin cos ) os 2 cos 2 <sub>5</sub>
4 <sub>sin</sub> <sub>cos</sub> <sub>4</sub>
4
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x c</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
=
⇔ − = <sub> </sub>
=
Giải (3) ta đ-ợc 2
2 4 2
<i>x</i>= +
<i>k</i> = +<i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>ÂGiải (4): Ta cã nhËn xÐt
VT =sin8<i>x</i>cos8<i>x</i>sin8<i>x</i>1
<b>Nhận xét: Hầu hết các ph-ơng trình l-ợng giác ở dạng ban </b>
đầu chúng ta ch-a thể khẳng định đ-ợc nó có thuộc loại đánh
giá hay không. Tất cả chỉ đ-ợc khẳng định sau những biến
đổi l-ợng giác mà chỳng ta ó bit.
<b> Ví dụ 3: Giải ph-ơng tr×nh </b>
3
2
log sin 1
2 2
2 2
3.sin <i>x</i>−2 <i>x</i>+ =log (sin <i>x</i>+ −1) log sin<i>x</i> (3)
Điều kiện sin<i>x</i>>0
Ta thấy <sub>2</sub>log sin2 3<i>x</i>+1=<sub>2.2</sub>log sin2 3<i>x</i> =<sub>2sin</sub>3<i><sub>x</sub></i>
Ta cã
2
log sin 1
2
2
sin 1
3 3.sin 2 log
sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
+ +
⇔ − = (4)
Víi ∀sin<i>x</i>>0 ta cã
2 2
2
2
sin 1 sin 1
sin 1 2sin 2 log 1 5
sin sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ +
+ ≥ ⇔ ≥ ⇔ ≥
DÊu = xảy ra khi và chỉ khi
6 6
10 10
2 2
1 sin cos
(sin cos ) (1)
4 sin 2 4cos 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+
+ =
+
2
sin <i>x</i>+ =1 2sin<i>x</i>
2
(sin<i>x</i> 1) 0 sin<i>x</i> 1 *
⇔ − = ⇔ =
Từ (4) và (5) ⇒ 3sin2<i>x</i>−2sin3<i>x</i>≥ ⇔1 2sin3<i>x</i>−3sin2<i>x</i>+ ≤1 0
⇔(sin<i>x</i>−1) (2sin2 <i>x</i>+ ≤1) 0 (6)
Do sin<i>x</i>≥ ⇒0 2sin<i>x</i>+ ≥ do đó (6)1 1 ⇔(sin<i>x</i>−1)2 ≤0
sin 1 2 ( ) (**)
2
<i>x</i>= ⇔ = +<i>x</i>
Tõ (*) vµ (**) ta suy ra 2 ( )
2
<i>x</i>= +
<b>2.6.2 </b> <b>Ph-ơng trình l-ợng giác dạng Pitago. </b>
<b>2.6.3 </b> <b>Ví dụ 1: Giải ph-ơng tr×nh </b>
6 6
10 10
2 2
sin cos
sin cos (1)
sin 2 4cos 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+
+ =
+
<b> Gi¶i: </b>
<b> Ta cã nhËn xÐt : </b>
VP=
2
3 2 2
2
2 2 2
3
4 3sin 2 4
4 sin 2 cos 2 3sin 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ <sub>=</sub> <sub>=</sub>
+
Mặt khác:
10 2
10 10 2 2
10 2
cos cos <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>
(sin cos ) (sin cos )
4 4 4
sin sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>VT</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
≤
<sub>⇒</sub> <sub>=</sub> <sub>+</sub> <sub>≤</sub> <sub>+</sub> <sub>=</sub>
≤
Do đó: (1)
10 2
10 2
cos 0
cos 1
cos cos
1
4 sin sin sin 0
sin 1
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>VT</i>
<i>x</i>
sin 2 0 2 ( )
sin 0 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
Nh- vËy b»ng nhËn xÐt cos<i>n</i> <i>x</i>≤cos2<i>x</i> , sin<i>nx</i> ≤sin2<i>x n</i>( 2, <i>n</i> Ơ) và
ta có thể giải bài toán một cách dễ dàng .
<b> Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>
sin2007<i>x</i> +cos2008 <i>x</i>=1
<b>Gi¶i: Ta cã: </b>
2 3 2 5 2
2007 2
sin 1 sin sin 1 sin sin 1
... sin sin ( )
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>a</i>
Mặt khác ta còng cã:
2 4 2 6 2
2008 2
cos 1 cos cos 1 cos cos 1
... cos cos ( )
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>b</i>
≤ ⇒ ≤ ≤ ⇒ ≤ ≤
⇒ ≤
Tõ (a) vµ (b) ⇒sin2007 <i>x</i> + cos2008<i>x</i>≤sin2<i>x</i>+cos2<i>x</i>=1
DÊu “=” x¶y ra
3 2
3 2
sin 0
sin 1
sin sin sin 0
sin 1
cos 0
cos cos
2
cos 1
<i>x</i>
<i>x k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
=
<sub>=</sub> =
= =
<sub></sub>
⇔ <sub></sub> ⇔ <sub></sub> ⇔ <sub></sub> ⇔ ∈
= = +
=
=
<sub></sub>
<sub></sub> <sub>=</sub>
¢
<b>2.6.3 </b> <b>Sử dụng bất đẳng thức Cosi: </b>
<b>VÝ dơ 1: Gi¶i ph-ơng trình: </b>sin 28 cos 28 1 (1)
8
<i>x</i> + <i>x</i> =
<b>Gi¶i: </b>
<b>Cách 1: Sử dụng giải PTLG hỗn hợp chứa các biểu thức đối </b>
xứng đối với sin ,cos<i>x</i> <i>x</i>
Ta cã:
8 8 4 4 2 4 4
2
2 2 2 2 2 4 4
2 2 4 4 4
sin 2 cos 2 (sin 2 cos 2 ) 2sin 2 . cos 2
(sin 2 cos 2 ) 2sin 2 . cos 2 2sin 2 . cos 2
1 1 1
(1 sin 4 ) sin 4 sin 4 sin 4 1
2 8 8
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ = + −
=<sub></sub> + − <sub></sub> −
= − − = − +
Lúc đó (1) 1sin 44 sin 44 1 1 sin 44 8sin 42 7 0
8 <i>x</i> <i>x</i> 8 <i>x</i> <i>x</i>
⇔ − + = ⇔ − + =
2
2
sin 4 1
cos 4 0
sin 4 7 ( )
4
2 8 4
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>vn</i>
<i>x</i>
=
⇔ =
=
⇔ = + ⇔ = + ∈¢
<b>Cách 2: Sử dụng bất đẳng thức Cosi </b>
Ta có nhận xét
8 4 4 4 2
8 4 4 4 2
1 1 1 1
cos 2 ( ) ( ) ( ) cos 2
2 2 2 2
1 1 1 1
sin ( ) ( ) ( ) sin 2
2 2 2 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>≥</sub>
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>≥</sub>
Céng vÕ víi vÕ sin 28 cos 28 6 ( )1 4 1 (sin 22 cos 2 )2
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇒ + + ≥ +
8 8 1
sin 2 cos 2
8
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ + ≥
Do đó: (1)
8 4
2 2
8 4
1
cos 2 ( )
1
2 <sub>sin 2</sub> <sub>cos 2</sub> <sub>cos 4</sub> <sub>0</sub>
1 2
sin 2 ( )
2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub>=</sub>
⇔ <sub></sub> ⇔ = = ⇔ =
<sub>=</sub>
4 ( )
2 8 4
<i>x</i>
⇔ = + ⇔ = + Â
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>
(tan 1cot ) sin cos 2, (2)
4
<i>n</i> <i>n</i> <i>n</i>
<i>x</i> + <i>x</i> = <i>x</i> + <i>x</i> <i>n</i> <i>n</i>Ơ
<b> Giải: </b>
Điều kiện: cos 0 sin 2 0 2 ,
sin 0 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>x</i>
≠
⇔ ≠ ⇔ ≠ ⇔ ≠ ∈
<sub>≠</sub>
¢
+) Với <i>n</i>=2 ph-ơng trình đã cho trở thành
(tan 1cot )2 sin2 cos2 1
4
<i>x</i> + <i>x</i> = <i>x</i> + <i>x</i> =
Ta cã: (tan cot )2 tan2 1 cot2 1 1
6 2
<i>x</i> + <i>x</i> = <i>x</i> + <i>x</i> + ≥
DÊu “=’’ x¶y ra:
2 1 2
tan cot
6
1
tan tan ( )
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
⇔ =
⇔ = ± = ± ⇔ = ± + ∈¢
+) Víi <i>n</i>≥2 ta cã | tan 1 cot | (| tan | 1 | cot |) 1
4 4
<i>n</i> <i>n</i>
<i>x</i> + <i>x</i> = <i>x</i> + <i>x</i> ≥
(Theo bÊt d¼ng thøc Cosi)
Mặt khác: ><i>n</i> 2 thì
2
2
|sin | sin
|sin | | cos | 1
| cos | cos
<i>n</i>
<i>n</i> <i>n</i>
<i>n</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
≤
<sub>⇒</sub> <sub>+</sub> <sub>≤</sub>
≤
Do đó:
|sin cos | |sin | | cos | 1 | tan 1cot |
4
<i>n</i> <i>n</i> <i>n</i> <i>n</i> <i>n</i>
<i>x</i> + <i>x</i> ≤ <i>x</i> + <i>x</i> ≤ ≤ <i>x</i>+ <i>x</i>
DÊu “=” x¶y ra
2
2
| sin | sin
| cos | cos <sub>2</sub>
1 1
| tan | | cot | | tan | | cot |
4 4
<i>n</i>
<i>n</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
=
=
= +
⇔ <sub></sub> = ⇔ <sub></sub>
= =
Hệ này vô nghiệm
Vy ph-ng trình đã cho có hai họ nghiệm
2.6.3 <b>Sử dụng bất đẳng thức Bunhiacopski </b>
<b> Ví dụ 1: Giải ph-ơng trình </b>
sin<i>x</i> + 2−sin2<i>x</i> +sin<i>x</i> 2−sin2 <i>x</i> = (1) 3
<b> Gi¶i: </b>
Ta cã:
2 2 2 2
2 2 2 2
(1.sin 2 sin sin 2 sin )
(1 2 sin sin ) sin 1 2 sin 9 3
<i>VT</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>VT</i>
= + − + − ≤
≤ + + + + =
Vậy ph-ơng trình cã nghiÖm sin 1 ( )
2
<i>x</i> <i>x</i>
⇔ = ⇔ = + ∈ ¢
<b> Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình : </b>
tan<i>x</i> + tan 22 <i>x</i> + cot 32 <i>x</i> =1
<b>Giải: </b>
Điều kiện
cos 0 <sub>sin 4</sub> <sub>0</sub>
cos 2 0 <sub>1</sub>
cos3
sin 3 0 2
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
≠
<sub></sub> <sub>≠</sub>
<sub>≠</sub> <sub>⇔</sub>
<sub>≠ −</sub>
<sub>≠</sub> <sub></sub>
Ta cã:
tan 2 tan 1
tan (2 )
1 tan 2 .tan cot 3
tan 2 .tan tan 2 .cot 3 cot 3 .tan 1
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+
+ = =
−
⇔ + + =
Theo bất đẳng thức Bunhiacopski ta có
2 2 2
1=tan 2 .tan<i>x</i> <i>x</i> + tan 2 .cot 3<i>x</i> <i>x</i> +cot 3 .tan<i>x</i> <i>x</i> ≤tan <i>x</i>+ tan 2<i>x</i> +cot 3<i>x</i>
DÊu “=” x¶y ra ⇔ tan<i>x</i> =tan 2<i>x</i> =cot 3<i>x</i>
2
2 tan
tan
1 tan
cot 3 tan
cot 3 tan
tan 0
cot 3 0 cot 3 0
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub>=</sub>
=
<sub> −</sub>
⇔ <sub></sub> ⇔ <sub></sub>
=
<sub></sub> <sub>=</sub>
= =
⇔ <sub></sub> ⇔ <sub></sub>
= =
Hệ ph-ơng trình trên vơ nghiệm . Vậy ph-ơng trình đã cho
vơ nghiệm.
<b>2.7- Dïng ph-¬ng pháp khảo sát hàm số </b>
Ph-ng phỏp ny ta dùng tính chất biến thiên ( đồng
biến hay nghịch biến) và cực trị của hàm số để tìm nghiệm
của ph-ơng trình. Để hiểu rõ hơn về vấn đề này ta xét một
<b>VÝ dụ 1: Giải ph-ơng trình: </b>
2
1 cos (1) 0
2 2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
− = ≤ ≤
Ph-ơng trình đã cho t-ơng đ-ơng với
2
1 cos 0
2
<i>x</i>
<i>x</i>
− − =
XÐt hµm sè
2
'
( ) 1 cos ( ) sin
2
<i>x</i>
<i>f x</i> = − − <i>x</i> ⇒ <i>f x</i> =− +<i>x</i> <i>x</i>
"
( ) 1 cos 0 0 ;
2
<i>f x</i> <i>x</i> <i>x</i>
⇒ = − + ≤ <sub>∀ ∈ </sub> <sub></sub>
B¶ng biÕn thiªn
<i>x </i> 0
2
( ) '
<i>f x</i>
−
( ) ''
<i>f x</i> 0
1
2
−
( )
<i>f x</i> 0
2
1
8
−
Dùa vào bảng biến thiên ta suy ra ( ) 0 0 ;
2
<i>f x</i> ≤ ∀ ∈ <i>x</i>
DÊu “=” x¶y ra ⇔ =<i>x</i> 0
Vậy ph-ơng trình đã cho có nghiệm duy nhất <i>x</i>=0
<b>Ví dụ 2: Giải ph-ơng trình: </b>1 sin2 .2cos 2 1 sin 22 cos 2
2
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
= + + (2)
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã : (2) ⇔ 2sin2 <i>x</i>.2cos 2<i>x</i> + sin 22 <i>x</i> −2(1 cos 2 )− <i>x</i> =2
cos 2 2
cos 2
cos 2
cos 2
(1 cos 2 )( 2 (1 cos 2 ) 2(1 cos 2 ) 0
(1 cos 2 ) 2 (1 cos 2 ) 2 0
(1 cos 2 )(2 cos 2 1) 0
1 cos 2 0 (2)
2 cos 2 1 0 (3)
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
⇔ − + − − − =
⇔ − <sub></sub> + + − <sub></sub> =
⇔ − + − =
− =
⇔ <sub>+</sub> <sub>− =</sub>
Ta cã: (2) ⇔cos 2<i>x</i> = ⇔1 2<i>x</i>=<i>k</i>2
Đặt cos 2<i>x</i> =<i>t</i> <i>t</i> ≤ 1 ph-ơng trình (3) trở thành <i>f t</i>( ) = + − =2<i>t</i> <i>t</i> 1 0
Rõ ràng <i>f t</i>( ) là 1 hàm số đồng biến trên Ă . Lại có
(0) 0 0
<i>f</i> = ⇒ =<i>t</i> lµ nghiƯm duy nhÊt cđa (3) trªn
Víi <i>t</i> =0 ta suy ra cos 2 0 2 ( ) (5)
2 4 2
<i>x</i>= ⇔ <i>x</i>=
Từ (4) và (5) suy ra ph-ơng trình đã cho có hai tập nghiệm
<b>Ví dụ 3: Giải ph-ơng trình : </b>
log<sub>2 sin</sub><sub>+</sub> <i><sub>x</sub></i>(4+sin )<i>x</i> =log 5<sub>3</sub> (1)
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã:
5
3 5 3 5
5
log (4 sin )
(1) log 5 log (4 sin ) log 5.log (2 sin )
log (2 sin )
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+
⇔ = ⇔ + = +
+
5
log 4 sin<i>x</i> log (2 sin )<i>x</i>
+ = +
Đặt
5
log 4+sin<i>x</i> =log (2+sin )<i>x</i> =<i>t</i>
Lúc đó ta có: 2 sin 3
4 sin 5
<i>t</i>
<i>t</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
+ =
+ =
(2)
1 3
2 5 3 2( ) ( ) 1 (3)
5 5
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
⇒ = − ⇔ + =
XÐt hµm sè ( ) 2( )1 ( )3
5 5
<i>t</i> <i>t</i>
<i>f t</i> = + . Ta thÊy r»ng <i>f t</i>( ) là hàm nghịch
biến trên Ă và <i>f</i>(1) = ⇒ =0 <i>t</i> 1 lµ nghiƯm duy nhÊt của ph-ơng
trình (3)
Với <i>t</i> =1 thế vào (2) ta cã sin 1 2 ( )
2
<i>x</i>= ⇔ =<i>x</i>
+ <i>k</i> <i>k</i> ÂVậy ph-ơng tr×nh cã 1 hä nghiƯm duy nhÊt .
<b>Nhận xét: Ph-ơng trình </b>
Ph-ơng trình
nghịch biến trái ng-ợc nhau ,nếu có nghiệm thì nghiệm đó
là duy nhất.
<b>VÝ dơ 4: Giải ph-ơng trình :</b>
2
sin cos 2
<i>n</i>
<i>n<sub>x</sub></i> <i>n</i> <i><sub>x</sub></i> <i>n</i>
+ = víi 0 , 2
2
<i>x</i>
≤ ≤ >
<b>Gi¶i: </b>
XÐt hµm sè
2
( ) sin cos 2
<i>n</i>
<i>n</i> <i>n</i> <i>n</i>
<i>f x</i> <i>x</i> <i>x</i>
−
= + = víi 0 , 2
2
<i>x</i>
≤ ≤ >
Ta cã
1 1 2 2
( ) ' sin<i>n</i> . cos sin . cos<i>n</i> sin .cos (sin<i>n</i> cos<i>n</i> )
<i>f x</i> =<i>n</i> − <i>x</i> <i>x</i> −<i>n</i> <i>x</i> − <i>x</i> =<i>n</i> <i>x</i> <i>x</i> − <i>x</i>− − <i>x</i>
2 2
( ) ' 0 sin cos 0
4
<i>n</i> <i>n</i>
<i>f x</i> = ⇔ − <i>x</i>− − <i>x</i> = ⇔ = <i>x</i>
Bảng biến thiên:
<i>x</i> 0
4
2
( ) '
<i>f x</i> −
+
( )
<i>f x</i> 1
1
2
2
2
<i>n</i>
Dựa vào bảng biến thiên
2
2
( ) ( ) 2
4
<i>n</i>
<i>f x</i> <i>f</i>
−
⇒ ≥ =
Từ đó ta có
2
2
( ) 2
4
<i>n</i>
<i>f x</i> <i>x</i>
−
= ⇔ = 0;
2
∈ <sub></sub> <sub></sub>
Vậy ph-ơng trình chỉ có 1 nghiệm duy nhất là:
4
<i>x</i>=
<b>Nhận xét : Với ph-ơng pháp khảo sát hàm số ta th-ờng áp dụng </b>
để chứng minh nghiệm duy nhất hoặc ta có thể nhẩm nghiệm hoặc
là dựa vào bảng biến thiên để suy ra nghiệm của ph-ơng trình.
Do vậy địi hỏi học sinh cần tinh ý xem bài toán nào nên áp
dụng ph-ơng pháp này. Đặc biệt ph-ơng pháp này th-ờng đ-ợc áp
dụng để tìm nghiệm PTLG dạng đại số.
<b>2.8- Biện luận ph-ơng trình l-ợng giác chứa tham số </b>
Cũng nh- đối với ph-ơng trình có chứa tham số khác
,việc giải và biện luận PTLG có chứa tham số cũng rất quan
trọng trong ch-ơng trình tốn phổ thơng cũng nh- trong các
đề thi Đại Học.Th-ờng thì các bài tốn l-ợng giác chứa tham
số yêu cầu tìm điều kiện của tham số để ph-ơng trình có
nghiệm hoặc tìm điều kiện của tham số để ph-ơng trình có
<i>n</i> nghiệm thuộc 1 khoảng D nào đó .Để có cái nhìn tổng quan
về ph-ơng pháp giải ph-ơng trình này ta sẽ xét từng dạng
<b>Dạng 1: Tìm điều kiện để ph-ng trỡnh cú nghim</b><i>x D</i>
Cho ph-ơng trình <i>Q m x</i>( , ) =0 (1) phơ thc vµo tham sè <i>m , x</i>∈<i>D</i>
Tìm <i>m</i> để ph-ơng trình có nghiệm
<b>Cách 1: Ph-ơng pháp đạo hàm </b>
<b>B-ớc 1: Đặt ẩn phụ </b><i>t</i> =<i>h x</i>( ) trong đó <i>h x</i>( ) là 1 biểu thức
thích hợp trong ph-ơng trỡnh (1)
<b>B-ớc 2: Tìm miền giá trị (điều kiện) của </b><i>t trên tập </i>
xỏc nh D. Gọi miền giá trị của <i>t là D </i><sub>1</sub>
<b>B-ớc 3: Đ-a ph-ơng trình (1) về ph-ơng tr×nh </b> <i>f m t</i>( , ) =0
<b>B-íc 4: LËp bảng biến thiên của hàm số </b> <i>f m t</i>( , ) trªn
miỊn <i>D</i><sub>1</sub>
<b>B-ớc 5: Căn cứ vào bảng biến thiên và kết quả của b-ớc </b>
4 mà các định giá trị của <i>m </i>
<b>Cách 2: Ph-ơng pháp tam thức bậc hai </b>
( áp dụng khi đ-a <i>Q m x</i>( , ) về dạng tam thức bậc hai )
<b>B-ớc 1: Đặt ẩn phụ </b><i>t</i> =<i>h x</i>( ) trong đó <i>h x</i>( ) là 1 biểu thức
thích hợp trong ph-ơng trình (1)
<b>B-ớc 2: Tìm miền giá trị (điều kiện) của </b><i>t</i> trên tập
xác định D .Gọi miền giá trị của <i>t</i> là <i>D</i><sub>1</sub>
<b>B-íc 3: §-a ph-ơng trình (1) về ph-ơng trình </b>
2
( , ) 0
<i>f m t</i> =<i>a t</i> +<i>bt</i>+ =<i>c</i>
<b>B-ớc 4: Giải tìm điều kiện để tam thức </b> <i>f m t</i>( , ) có
nghiệm <i>t</i>∈<i>U</i>
<b>B-íc 5: KÕt ln </b>
<b>Ví dụ 1: Tìm </b><i>m</i> để ph-ơng trình có nghiệm 0;
4
<i>x</i>∈
<i>m</i>cos2<i>x</i> −4sin .cos<i>x</i> <i>x</i>+ − =<i>m</i> 2 0 (1)
<b>Gi¶i: </b>
Víi 0;
4
<i>x</i>∈
cos<i>x</i> 0.
Chia cả hai vế của ph-ơng trình cho cos2<i>x</i> 0 ta đ-ợc
2
2
4 tan ( 2) (1 tan ) 0
( 2) tan 4 tan 2 2 0 (2)
<i>m</i> <i>x</i> <i>m</i> <i>x</i>
<i>m</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
− + − + =
+ =
Đặt <i>t</i> =tan<i>x</i> vì 0;
4
<i>x</i>
<sub></sub>nên <i>t</i>
2
(<i>m</i>−2) t −4 t+2<i>m</i>− =2 0 3
Khi đó (1) có nghiệm 0;
4
<i>x</i>∈
khi vµ chØ khi (3) cã nghiÖm
<i>t</i>∈
Ta cã thĨ lùa chän mét trong hai c¸ch sau
<b>Cách 1: +) Với </b><i>m</i>− = ⇔2 0 <i>m</i> =2, khi đó (3) có dạng
4 2 0 1
2
<i>t</i> <i>t</i>
− + = ⇔ = ∈
Vậy <i>m</i>=2 thỏa mãn đề bài
+)Với <i>m</i>− ≠ ⇔2 0 <i>m</i> ≠2 khi đó (3) có nghiệm <i>t</i>∈
⇔(3) cã 1 nghiƯm ∈
2
(3 8)(2 2) 0
(1). (2) 0
' 0 2 6 0
8
(1) 0 (3 8)( 2) 0
1
3
(0) 0 ( 2)(2 2) 0
2
0 1 0 1
2 2
<i>m</i> <i>m</i>
<i>f</i> <i>f</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>af</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>af</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>S</i>
<i>m</i>
− − <
<
∆ ≥ <sub></sub>− + ≥
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> > <sub></sub> − − >
⇔<sub></sub><sub></sub> ⇔<sub></sub><sub></sub> ⇔ < <
> <sub></sub> − − >
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
< < < <
Vậy với 1 8
3
<i>m</i>
< < ph-ơng trình có nghiệm 0;
4
<i>x</i>
<sub></sub>
<b>Cách 2: Viết lại ph-ơng trình d-ới dạng :</b>
2
2
2 4 2
2
<i>t</i> <i>t</i>
<i>m</i>
<i>t</i>
+ + <sub>=</sub>
Ph-ơng trình có nghiệm 0;
4
<i>x</i>
<sub></sub>
⇔đ-ờng thẳng <i>y</i> =<i>m</i> cắt đồ thị hàm số
2
2
2 4 2
2
<i>t</i> <i>t</i>
<i>y</i>
<i>t</i>
+ +
=
+ trên
Xét hàm sè (C)
2
2
2 4 2
2
<i>t</i> <i>t</i>
<i>y</i>
<i>t</i>
+ +
=
+ trªn
Đạo hàm
2
2 2 2 2
4 4 8 4( 1)( 2)
' 0 0;1
( 2) ( 2)
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>y</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
− + + − + −
= = > ∀ ∈
+ +
tức là hàm số đồng biến trên
Do đó đ-ờng thẳng <i>y</i> = cắt đồ thị hàm số(C) trên khoảng <i>m</i>
8
(0) (1) 1
3
<i>y</i> <i>m</i> <i>y</i> <i>m</i>
⇒ < < ⇔ < <
VËy víi 1 8
3
<i>m</i>
< < ph-ơng trình có nghiệm 0;
4
<i>x</i>
<sub></sub>
<b>Vớ d 2: Tìm </b><i>m</i> để ph-ơng trình sau có nghiệm
4(sin4<i>x</i>+cos4<i>x</i>)−4(sin6 <i>x</i>+cos6 <i>x</i>) sin 4− 2 <i>x</i> =<i>m</i> (1)
<b>Gi¶i: </b>
Ta đã có:
6 6 2
4 4 2
2 2 4
3
sin cos 1 sin 2
4
1
sin cos 1 sin 2
2
sin 4 4sin 2 4sin 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ = −
+ = −
= −
Do đó ph-ơng trình đ-ợc biến đổi về dạng
2 2 2 4
4 2
3 1
4(1 sin 4 ) 4(1 sin 2 ) 4sin 2 4sin 2
4 2
4sin 2 3 sin 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>m</i>
− − − − − =
⇔ − =
Đặt <i>t</i>=sin2<i>x</i> 0≤ ≤<i>t</i> 1. Khi đó ph-ơng trình có dạng 4<i>t</i>2 =3<i>t m</i>
(2)
<b>Cách 1: ph-ơng trình (1) cã nghiÖm </b>⇔ (2) cã nghiÖm ∈
(0). (1) 0
(1 ) 0
' 0
9 16 0 <sub>0</sub> <sub>1</sub>
9
(0) 0
0 <sub>9</sub> 1
16
0
(1) 0
1 0 16
3
0 1
0 1
2
8
<i>f</i> <i>f</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i><sub>m</sub></i>
<i>af</i>
<i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i>
<i>af</i>
<i>m</i>
<i>S</i>
≤
<sub>−</sub> <sub>−</sub> <sub>≤</sub>
<sub></sub><sub>∆ ≥</sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub>+</sub> <sub>≥</sub> <sub></sub> <sub>≤ ≤</sub>
<sub></sub> ≥ <sub></sub> <sub></sub>
⇔<sub></sub><sub></sub> ⇔ − ≥ ⇔ ⇔ − ≤ ≤
− ≤ ≤
≥
<sub></sub> <sub></sub> <sub>− ≥</sub> <sub></sub>
<sub></sub>
≤ ≤
<sub></sub> <sub></sub> <sub>≤ ≤</sub>
<sub></sub>
VËy víi 9 1
16 <i>m</i>
− ≤ thì ph-ơng trình trên có nghiệm
<b>Cách 2: Ph-ơng trình (1) có nghiệm </b> đ-ờng thẳng <i>y</i>= c¾t <i>m</i>
đồ thị hàm số <i>y</i>=4<i>t</i>2 −3<i>t</i> trên đoạn
XÐt hµm sè <i>y</i> =4<i>t</i>2 −3<i>t</i> trên đoạn
8
<i>y</i> = −<i>t</i> <i>y</i> = ⇔ =<i>t</i>
B¶ng biÕn thiªn
<i>t</i><sub> −∞ </sub>
0 3
8
1 +∞
'
<i>y</i> −
+
<i>y</i> 0
9
16
Dựa vào bảng biến thiên ta đ-ợc điều kiện 9 1
16 <i>m</i>
− ≤ ≤
VËy víi 9 1
16 <i>m</i>
− thì ph-ơng trình có nghiệm
<b>Vớ dụ 3: Cho ph-ơng trình </b>cos 2<i>x</i> =<i>m</i> 1 tan+ <i>x</i> cos2<i>x</i> (1)
Tìm m để ph-ơng trình có nghiệm thuộc 0;
3
<b>Gi¶i: </b>
§iỊu kiƯn cos 0 (*)
tan 1
<i>x</i>
<i>x</i>
≠
<sub>≥ </sub>
Đặt <i>t</i> =tan<i>x</i> thì
2
2
1
cos 2
1
<i>t</i>
<i>x</i>
<i>t</i>
=
+ và
2
2
1
cos
1
<i>x</i>
<i>t</i>
=
+
Khi ú ph-ng trình có dạng
2
2
2 2
1 1
1 1 1
1 1
<i>t</i>
<i>m</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>m</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
− <sub>=</sub> <sub>+</sub> <sub>⇔ − =</sub> <sub>+</sub>
+ +
V× 0;
3
<i>x</i>∈
suy ra <i>t </i>0 ; 3
Do 1+ ><i>t</i> 0 nên ph-ơng trình đ-ợc viết lại d-ới dạng
(1<i>t</i>) 1+ =<i>t</i> <i>m</i>
Để ph-ơng trình (1) có nghiệm 0;
3
<i>x</i>
<sub></sub> thì ph-ơng tr×nh (3)
cã nghiƯm
0 ; 3
<i>t </i>∈ <sub></sub> , suy ra đ-ờng thẳng <i>y</i> =<i>m</i> cắt đồ thị hàm số
(1 ) 1
<i>y</i>= <i>t</i> +<i>t</i> trên đoạn <sub></sub>0 ; 3<sub></sub>
Xét hàm số <i>y</i> = (1 <i>t</i>) 1+<i>t</i> trên <i>D</i>= 0 ; 3<sub></sub>
Đạo hàm
1 2(1 ) 1 3 1
' 1 0
2 1 2 1 2 1
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>y</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>D</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
− − + + − − −
= − + + = = < ∀
+ + +
Hàm số nghịch biến
Do ú iu kiện là <i>f</i>( 3)≤ ≤<i>m</i> <i>f</i>(0)⇔ −(1 3) 1+ 3 ≤ ≤ <i>m</i> 1
<b>Dạng 2: Tìm điều kiện để ph-ơng trình có </b><i>k</i> nghiệm thuộc D
Cho ph-ơng trình<i>Q m x</i>( , ) =0 (1) phụ thuộc vào tham số <i>m</i>
<i>, x</i>∈<i>D</i>
Tìm <i>m</i> để ph-ơng trình có <i>k k</i>( ≥1) nghiệm thuộc D
<b>Cách giải: </b>
<b>Cách 1: Ph-ơng pháp đạo hàm </b>
<b>B-ớc 1: Đặt ẩn phụ </b><i>t</i> =<i>h x</i>( ) trong đó <i>h x</i>( ) là 1 biểu thức
thích hợp trong ph-ơng trình
<b>B-ớc 2: Tìm miền giá trị (điều kiện) của </b><i>t</i> trên tập
xác định D .Gọi miền giá tr ca <i>t</i> l U
<b>B-ớc 3: Đ-a ph-ơng trình (1) về ph-ơng trình </b> <i>f m t</i>( , ) =0
<b>B-ớc 4: Tìm mối t-ơng quan về số l-ợng </b><i>t</i><i>U</i> và <i>x</i><i>D</i>
trong ph-ơng trình <i>t</i> =<i>h x</i>( ). Hay nói cụ thể hơn là xét xem
với mỗi <i>t<sub>o</sub></i> ph-ơng trình <i>U</i> <i>t<sub>o</sub></i> =<i>h x</i>( ) có bao nhiêu nghiệm <i>x</i><i>D</i>
<b>B-ớc 5: Lập bảng biến thiên của hàm số </b> <i>f m t</i>( , ) trªn miỊn
U
<b>B-ớc 6: Căn cứ vào bảng biến thiên và kết quả của b-ớc </b>
4 m xỏc nh giỏ tr ca <i>m</i>
<b>Cách 2: Ph-ơng ph¸p tam thøc bËc hai </b>
<b>B-ớc 1: Đặt ẩn phụ </b><i>t</i> =<i>h x</i>( ) trong đó <i>h x</i>( ) là 1 biểu thức
thích hợp trong ph-ơng trình
<b>B-ớc 2: Tìm miền giá trị (điều kiện) của </b><i>t</i> trên tập
xác định D .Gọi miền giá trị của <i>t</i> là U
<b>B-íc 3: Đ-a ph-ơng trình về ph-ơng trình bậc hai theo </b>
<i>t</i>
<b>B-ớc 4: Tìm t-ơng quan về số l-ợng </b><i>t</i><i>U</i> và <i>x</i><i>D</i> trong
ph-ơng trình <i>t</i> =<i>h x</i>( ) Hay nói cụ thể hơn là xét xem với mỗi
<i>o</i>
<i>t</i> <i>U</i> ph-ơng trình <i>t<sub>o</sub></i> =<i>h x</i>( ) có bao nhiªu nghiƯm <i>x</i>∈<i>D</i>
<b>B-ớc 5: Giải bài tốn tìm điều kiện để tam thức </b> <i>f m t</i>( , )
có đủ nghiệm <i>t U</i>∈ gây nên <i>k</i> nghiệm <i>x</i><i>D</i>
<b>Chú ý: Gọi </b><i>k</i> là số nghiệm của ph-ơng trình <i>Q x</i>( ) trên D, <i>m</i>
là số nghiệm của ph-ơng trình <i>t</i> =<i>h x</i>( ) trên D, <i>n</i> là số nghiệm
của ph-ơng trình <i>f t</i>( ) trên U thì <i>k</i> =<i>m n</i>.
<b>Ví dụ 1: Cho ph-ơng trình </b>
cos3<i>x</i>−sin3<i>x</i> =<i>m</i> (1)
Xác định <i>m để ph-ơng trình có đúng hai nghiệm phân biệt </i>
;
4 4
<i>x</i>∈ −<sub></sub>
<b>Gi¶i: </b>
Ta cã : (1)⇔(cos<i>x</i>−sin )(1 cos sin )<i>x</i> + <i>x</i> <i>x</i> =<i>m</i>
Đặt cos sin 2 cos( ) sin 2 1 2
4
<i>t</i> = <i>x</i>− <i>x</i>= <i>x</i>+
Víi 0 0 cos( ) 1 0 2
4 <i>x</i> 4 <i>x</i> 4 2 <i>x</i> 4 <i>t</i>
− < < ⇒ < + < ⇒ < + < ⇒ < <
Khi đó ph-ơng trình (1) trở thành 1 1(1 2) 3 3 2
2
<i>t</i><sub></sub> + −<i>t</i> <sub></sub>= ⇔ − =<i>m</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>m</i>
Ta nhận thấy với mỗi một giá trị của <i>t</i>
trình 2 cos( )
4
<i>t</i>= <i>x</i>+
có đúng 1 nghiệm ;<i>x</i>∈ −<sub></sub>
Do đó (1) có đúng 2 nghiệm phân biệt ;
4 4
<i>x</i>∈ −<sub></sub>
thì (2) có
đúng 2 nghiệm <i>t</i>∈
XÐt hµm sè <i>f t</i>( )= −3<i>t</i> <i>t</i>3 víi <i>t</i>∈
<i>f t</i>( ) '= −3 3<i>t</i>2 <i>f t</i>( ) '= ⇔ = ±0 <i>t</i> 1
<i>t</i> 0 1
2
( ) '
<i>f t</i>
+
−
( )
<i>f t</i>
2
0
2
Dựa vào bảng biến thiên suy ra (2) có đúng 2 nghiệm
<i>t</i>∈ 2 2 2 2 1
2
<i>m</i> <i>m</i>
⇔ < < ⇔ < <
Vậy các giá trị của <i>m cần tìm là </i> 2 1
2 < < <i>m</i>
<b>VÝ dụ 2: Cho ph-ơng trình </b>
(3+2 2)tan<i>x</i> + −(3 2 2)tan<i>x</i> = 1
Tìm m để ph-ơng trình có đúng 2 nghiệm ;
2 2
∈ −<sub></sub> <sub></sub>
<b>Gi¶i : </b>
§iỊu kiƯn cos 0
2
<i>x</i>≠ ⇔ ≠ +<i>x</i>
Ta thÊy (3+2 2)tan<i>x</i>.(3 2 2)− tan<i>x</i> =1
Do đó nếu đặt <i>t</i> = +(3 2 2)tan<i>x</i> <i>t</i> >0 thì (3 2 2)tan<i>x</i> 1
<i>t</i>
− =
Khi đó ph-ơng trình có dạng <i>t</i> 1 <i>m</i> <i>t</i>2 <i>mt</i> 1 0
<i>t</i>
+ = ⇔ − + =
<b>Cách 1: Để ph-ơng trình có đúng 2 nghiệm </b> ( ; )
2 2
(2)
có 2 nghiệm d-ơng phân biệt
⇔
2
0 4 0
(0) 0 1 0 2
/ 2 0 / 2 0
<i>m</i>
<i>af</i> <i>m</i>
<i>S</i> <i>m</i>
∆ > − >
<sub>> ⇔</sub> <sub>></sub> <sub>⇔ ></sub>
<sub>></sub> <sub>></sub>
<sub></sub>
Vậy với <i>m</i>>2 thì thoả mãn điều kiện đầu bài.
<b>Cách 2: Để ph-ơng trình có đúng 2 nghiệm </b> ( ; )
2 2
∈ −
⇔đ-ờng thẳng <i>y</i> =<i>m</i> cắt đồ thị hàm s <i>y</i> <i>t</i> 1
<i>t</i>
= + trên (0;+)
tại 2 điểm phân biệt
Xét hàm <i>y</i> <i>t</i> 1
<i>t</i>
= + trên <i>D</i>=(0;+)
Đạo hàm <i>y</i>' 1 1<sub>2</sub> <i>y</i>' 0 1 1<sub>2</sub> 0 <i>t</i> 1
<i>t</i> <i>t</i>
= − ⇒ = ⇔ − = =
Bảng biến thiên :
<i>t</i> 0
1 +∞
'
<i>y</i>
− +
<i>y</i> <sub> </sub><sub>−∞ </sub>
+∞
2
Dùa vµo bảng biến thiên ta thấy <i>m</i>>2 thoả mÃn điều kiện
bài toán .
<b>Ví dụ 3: Biện luận theo </b><i>m</i> số nghiệm 0;3
2
<sub></sub> <sub></sub> của ph-ơng
trình
<i>m</i>sin<i>x</i>+cos<i>x</i>=2<i>m</i> (1)
<b>Gi¶i: </b>
Biến đổi ph-ơng trình (1) về dạng cos (2 sin ) cos
2 sin
<i>x</i>
<i>m</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
= =
Số nghiệm của ph-ơng trình bằng số giao điểm của đ-ờng
thẳng <i>y</i> =<i>m</i>
Vi th hm số cos
2 sin
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
=
− trªn
3
0;
2
<i>D</i>=
XÐt hµm sè cos
2 sin
<i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
=
− . Miền xác định
3
0;
2
<i>D</i>=
<sub></sub>
Đạo hàm
2 2
sin (2 sin ) cos .cos 1 2sin
'
(2 sin ) (2 sin )
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i>
− − + −
= =
− −
1
' 0 1 2sin 0 sin
2
<i>y</i> = ⇔ − <i>x</i>= ⇔ <i>x= víi x D</i>∈ ta cã 6
5
6
<i>x</i>
<i>x</i>
=
=
Bảng biến thiên:
<i>x </i>
0
6
5
6
3
2
'
<i>y</i> +
− 0 +
<i>y</i>
1
3
0
1
2
1
3
−
KÕt luËn:Víi 1
3
<i>m</i> > ph-ơng trình vô nghiệm
Víi 1
3
<i>m</i>= ± hc 0 1
2
<i>m</i>
< < ph-ơng trình có 1
nghiệm <i>D</i>
Víi 1 0
3 <i>m</i>
− < ≤ hc 1 1
2 <<i>m</i> 3
ph-ơng trình có 2
nghiệm <i>D</i>
<b>Nhn xét chung: Khơng có một ph-ơng pháp giải cụ thể nào </b>
cho một bài tốn l-ợng giác. Vì vậy việc nắm chắc ph-ơng
trình l-ợng giác cơ bản và một số ph-ơng trình l-ợng giác
th-ờng gặp là điều cần thiết, đồng thời ta cũng phải nắm
vững ph-ơng pháp giải một số ph-ơng trình l-ợng giác
khơng mẫu mực để có những h-ớng đi đúng đắn cho từng bài
tốn.
<b> Bµi tập củng cố: </b>
<b> Giải các ph-ơng trình sau </b>
<b>1. </b>sin (2 ) 3 sin 3 1 2 0
2 <i>x</i> <i>x</i>
<b>2. </b>8cos (3 ) cos3
3
<i>x</i>+
<b>3. </b> cot tan 1
sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
= +
<b>4. </b>
1 1
sin( ).
tan 2 4 cos
1 2 <i>x</i> 3.4 <i>x</i> <i>x</i>
π<sub>−</sub>
+ =
<b>5. </b> 2
4 2
sin sin
log <i><sub>x</sub></i>.log <i><sub>x</sub></i> = 4
<b>6. </b> 2 2
3sin 2 2 sin
( )
2
sin 2 .cos
7 7
log log
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
−
− = −
<b>7. </b>sin 2 5sin cos3
3 6
<i>x</i>
<sub>−</sub> <sub>=</sub> <sub>−</sub> <sub>+</sub>
<b>8. </b>32sin6 sin 6 1
4
<i>x</i>
<sub>+</sub> <sub>−</sub> <sub>=</sub>
<b>9. </b>sin 3 sin 2 .sin
4 4
<i>x</i>
<sub>−</sub> <sub>=</sub> <sub>+</sub>
<b>10. </b> 2
2
1 2
18cos 5(3cos ) 5 0
cos cos
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ + + + =
<b>11. </b> 2 cos<i>x</i>+ 3 4cos− 2<i>x</i> +3 2 cos<i>x</i> 3 4cos− 2<i>x</i> =5
<b>12. </b>sin<i>x</i>−cos<i>x</i> +4sin 2<i>x</i>=1
<b>13. </b>tan2 1 cos
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
−
=
−
<b>14. </b>
sin sin
7 4 3 7 4 3 4
<i>x</i> <i>x</i>
+ + − =
<b>15. </b>2log<sub>3</sub>cot<i>x</i> =logcos<sub>2</sub> <i>x</i>
<b>16. </b>log(3sin<sub>2</sub> 2<i>x</i>−2) =3cos2<i>x</i>
<b>17. </b>
( 2 cos 1)
3
log
2 <i>x</i>+ =2cos<i>x</i>
<b>18. </b>cos 2<i>x</i>−cos 6<i>x</i>+4(3sin<i>x</i>−4sin3<i>x</i>+ =1) 0
<b>19. </b> 3sin<i>x</i> − −2sin2<i>x</i>−4cos<i>x</i>+ =6 0
<b>20. </b>4sin2<i>x</i>+sin 33 <i>x</i>=4sin .sin 3<i>x</i> 2 <i>x</i>
<b>21. </b><i>x</i>2 −2 cos<i>x</i> <i>xy</i>−2sin<i>xy</i>+ =2 0
<b>22. </b>sin<i>x</i>+sin<i>y</i>+sin<i>z</i>+ =6 2
<b>23. </b>sin sin 2 sin 3 5
2
<i>x</i>+ <i>x</i>+ <i>x</i>=
<b>24. </b>cot 3 cot 2 1 0
sin 3 .sin 2 .sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+ + =
<b>25. </b>cos<i>x</i>− 3 sin 2<i>x</i>− 3 sin<i>x</i>−cos<i>x</i>+ =4 0
<b>26. </b><i>x</i>2 −2 sin<i>x</i> <i>xy</i>+ =1 0
<b>27. </b> 4 4
4 4
1 1 sin
sin cos 8
sin cos 2
<i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ + + = +
<b>28. </b> sin3 sin 3 cos3 cos 3 81cos2
2 2 2 2 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
− −
<sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>+</sub> <sub>=</sub>
<b>29. </b> 2 cos<i>x</i>+ 3 4cos− 2<i>x</i> +3 2 cos<i>x</i> 3 4cos− 2<i>x</i> =5
<b>30. </b> sin<i>x</i>+cos<i>x</i> + 3 sin+ <i>x</i>+2cos2 <i>x</i> =2
31. 8cos 3 1
sin cos
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
= +
<b>32. </b> 1 1 1 tan tan 3
cos cos 2 cos 2 cos3 sin
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+
+ =
−
<b>33. </b>
6 6
2008 2008
4 2
sin cos
sin cos
3cos cos cos 2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
+
+ =
− −
<b>34. </b>sin cos sin cos 1 ln3 sin cos
4 sin cos
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
+ +
+ − = −
+
<b>35. </b><sub>sin</sub><i><sub>x</sub></i>+<sub>3</sub>logsin2 <i>x</i> =<sub>(sin )</sub><i><sub>x</sub></i> log52
<b>37. Cho ph-¬ng tr×nh </b><i>m</i>cos<i>x</i>−2cos<i>x</i>−cos 4<i>x</i>= 1
Xác định <i>m để ph-ơng trình có nghiệm </i> ;
3 2
<i>x</i>∈ −<sub></sub>
.
<b>38. Cho ph-ơng trình </b>4(cos<i>x</i>sin )<i>x</i> +sin 2<i>x</i>=<i>m</i>
Tìm <i>m</i>để ph-ơng trình vơ nghiệm.
<b>39. Cho ph-ơng trình </b>
3 2 2 3
sin (3 4)sin cos (3 7)sin cos ( 3) cos 0
<i>m</i> <i>x</i>+ <i>m</i>− <i>x</i> <i>x</i>+ <i>m</i>− <i>x</i> <i>x</i>+ <i>m</i>− <i>x</i>=
Xác định <i>m</i> để ph-ơng trình có 3 nghiệm phân biệt
thuộc ;0
2
<sub></sub>
<sub></sub>
.
<b>40. Cho ph-ơng trình </b>
sin ( 1) cos
cos
<i>m</i>
<i>m</i> <i>x</i> <i>m</i> <i>x</i>
<i>x</i>
+ + =
a. Xác định <i>m</i> để ph-ơng trỡnh cú nghim
b. Giả sử <i>m</i>là giả thiết làm cho ph-ơng trình có nghiệm
1, 2
<i>x x</i> thoả m·n <sub>1</sub> <sub>2</sub>
2
<i>x</i> +<i>x</i> ≠ +
TÝnh cos 2(<i>x</i><sub>1</sub>+<i>x</i><sub>2</sub>) theo <i>m</i>
<b>41. Cho ph-ơng trình </b>(cos<i>x</i>2)4 + (1 cos )<i>x</i> 4 =<i>m</i>
Xác định <i>m</i> để ph-ơng trình có nghiệm
<b>42. Cho ph-ơng trình </b>sin 4<i>x</i>=<i>m</i>tan<i>x</i>
Xác định <i>m</i> để ph-ơng trình có nghiệm <i>x</i>≠<i>k</i>
Xác định <i>m để ph-ơng trình (1) có đúng 8 nghiệm </i> 0;
2
<i>x</i>∈
<b>44. Cho ph-ơng trình </b>( 1) tan2 2 2 0
cos
<i>m</i> <i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
− − + =
Xác định các giải thiết của <i>m để ph-ơng trình có nhiều </i>
h¬n 1 nghiƯm 0;
2
<i>x</i>
<sub></sub> .
<b>45. Cho ph-ơng trình </b>cos 2 2( 1)sin2 3 2 0
2
<i>x</i>
<i>x</i>− <i>m</i>− + <i>m</i>− =
Xác định m để ph-ơng trình có đúng 3 nghiệm ;
3 3
<i>x</i>∈ −<sub></sub>
<i><b>Xin chân thành cám </b><b>ơn thầy Trần Anh Tuấn đã hỗ trợ </b></i>