Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (168 KB, 13 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>CHƯƠNG I: </b>
<b>BÀI 1: PHƯƠNG TRÌN LƯỢNG GIÁC KHÔNG MẪU MỰC</b>
<b>PHẦN 1 – LÝ THUYẾT</b>
Một số bài tốn về phương trình lượng giác mà cách giải tuỳ theo đặc thù của phương trình, chứ
khơng nằm ở trong phương pháp đã nêu ở hầu hết các sách giáo khoa.
Một số phương trình lượng giác thể hiện tính không mẫu mực ở ngay dạng của chúng, nhưng cũng
có những phương trình ta thấy dạng rất bình thường nhưng cách giải lại không mẫu mực.
Sau đây là những phương trình lượng giác có cách giải khơng mẫu mực thường gặp.
<b>PHẦN 2 – CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN</b>
<b>Dạng 1: Phương pháp đưa về tổng bình phương</b>
<b>Phương pháp giải. Biến đổi phương trình đã cho về dạng :</b>
1
2
1 2
0
0
... 0 0, 1, 2,...
...
0
<i>n</i> <i>i</i>
<i>n</i>
<i>A</i>
<i>A</i>
<i>A</i> <i>A</i> <i>A</i> <i>A</i> <i>i</i> <i>n</i>
<i>A</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<b>Ví dụ 1.</b> <b>Giải phương trình </b>3tan2 <i>x</i>4sin2 <i>x</i> 2 3 tan<i>x</i> 4sin<i>x</i> 2 0
<b>Lời giải</b>
2 2 2 2
2 2
3tan 4sin 2 3 tan 4sin 2 0 3tan 2 3 tan 1 4sin 4sin 1 0
3
tan
3 tan 1 0 3 6
( 3 tan 1) (2sin 1) 0 ,
2sin 1 0 1 <sub>2</sub>
sin
6
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>m</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>m n Z</i>
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>n</sub></i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub> </sub>
<b>Ví dụ 2.</b> <b>Giải phương trình </b>cos2 <i>x</i> 4cos<i>x</i> 2 sin<i>x</i> <i>x x</i> 2 3 0
<b>Lời giải</b>
2 2 2 2
2 2 2 2 2
cos 4 cos 2 sin 3 0 2 sin 1 cos 4 cos 2 0
( 2 sin sin ) (2cos 4cos 2) 0 ( sin ) 2(cos 1) 0
sin 0 sin
0
cos 1 0 cos 1
<i>x</i> <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> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>Ví dụ 3.</b> <b>Giải phương trình </b>8cos 4 cos 2<i>x</i> 2 <i>x</i> 1 cos3 <i>x</i> 1 0
<b>Lời giải</b>
2
2 2
8cos 4 cos 2 1 cos3 1 0 4cos 4 (1 cos 4 ) 1 cos3 1 0
(4 cos 4 4cos 4 1) 1 cos3 0 (2 cos 4 1) 1 cos3 0
1
2cos 4 1 0 cos 4
2
1 cos3 0 <sub>cos3</sub> <sub>1</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><sub>x</sub></i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>Ví dụ 4.</b> <b>Giải phương trình </b>
sin 4 cos 4 1 4 2 sin
4
<i>x</i> <i>x</i> <sub></sub><i>x</i> <sub></sub>
<b>Lời giải</b>
sin 4 cos 4 1 4 2 sin
4
<i>x</i> <i>x</i> <sub></sub><i>x</i> <sub></sub>
2
2sin 2 cos 2<i>x</i> <i>x</i> 2cos 2<i>x</i> 4 sin<i>x</i> cos<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
cos<i>x</i> sin<i>x</i> 0 1
hoặc
Giải (1)
2 cos 0 ,
4 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>k k</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Giải
2 2cos cos 2 2 0 cos sin 3 2
4 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2
cos 1
; ,
2
sin 3 1
6 3
<i>x k</i>
<i>x</i>
<i>m k</i>
<i>m</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
. Hệ có nghiệm khi và chỉ khi
2
2 12 4 1
6 3
<i>m</i>
<i>k</i> <i>k</i> <i>m</i>
phương trình này vơ nghiệm vì vế trái ln là một số ngun chẵn,
còn vế phải là số nguyên lẻ. Kết luận (2) vơ nghiệm.
Nghiệm phương trình <i>x</i> 4 <i>k k</i>,
<b>Ví dụ 5.</b> <b>Giải phương trình </b>sin 3 cos<i>x</i>
sin 3 cos<i>x</i> <i>x</i> 2sin 3<i>x</i> cos3 1 sin<i>x</i> <i>x</i> 2cos3<i>x</i> 0
sin 4<i>x</i> 2 cos3<i>x</i> 0
sin 4 1 4 2 <sub>8</sub> <sub>2</sub>
sin 4 cos3 2 2 , ,
cos3 1 2
3 2
3
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k m</i>
<i>x</i> <i>m</i>
<i>x m</i> <i>x</i>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Nếu phương trình có nghiệm thì tồn tại các giá trị ,<i>k m sao cho:</i>
2 2 1 3 4 1
12 16 3
8 2 3 2 3 8 6 8
<i>k</i> <i>m</i> <i>k</i> <i>m</i> <i>k</i> <i>m</i>
<i>k</i> <i>m</i>
2 6<i>k</i> 8<i>m</i> 3
<sub> (không thỏa). Phương trình vơ nghiệm vì: Vế trái là một số chẵn, còn vế phải là </sub>
một số lẻ .
Kết luận phương trình vơ nghiệm.
<b>Ví dụ 6.</b> <b>Giải phương trình cos 2</b><i>x</i> 3 sin 2<i>x</i> 3 sin<i>x</i> cos<i>x</i> 4 0
<b>Lời giải</b>
1 3 3 1
cos 2 sin 2 sin cos 2 0 sin 2 sin 2
2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2 <i>x</i> <i>x</i> 3 <i>x</i> 6
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
sin 2 1 2 2
3 3 2 <sub>12</sub>
2
sin 1 2
3
6 6 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>k</sub></i>
<i>x</i> <i>l</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>l</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>
Phương trình có nghiệm khi : 12 <i>k</i> 3 <i>l</i>2 1 12<i>k</i> 4 24<i>l</i> 12<i>k</i> 24<i>l</i> 5
.
Vô nghiệm với mọi k, l <sub> vì VT là một số chẵn, cịn VP là một số lẻ .</sub>
<b>Dạng 2: Phương pháp đối lập</b>
Phương pháp này được xây dựng trên tính chất: Để giải phương trình <i>f x</i>( )<i>g x</i>( ), ta có thể nghĩ
( )
( ) ( )
( )
<i>f x</i> <i>A</i>
<i>f x</i> <i>g x</i>
<i>g x</i> <i>A</i>
<sub> </sub>
Nếu ta chỉ có <i>f x</i>( )<i>A</i> và <i>g x</i>( ) <i>A</i>, <i>x</i> ( , )<i>a b</i> thì kết luận phương trình vơ nghiệm.
<i><b>Một số dạng phương trình đặc biệt dùng phương pháp đối lập:</b></i>
sin 1
sin 1
sin .sin 1
sin 1
sin 1
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i> <i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<sub></sub> <sub></sub>
sin 1
sin 1
sin .sin 1
sin 1
sin 1
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i> <i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<i><b>Cách giải tương tự cho các phương trình thuộc dạng:</b></i>
cos .cos 1
cos .cos 1
sin .cos 1
sin .cos 1
<i>ax</i> <i>bx</i>
<i>ax</i> <i>bx</i>
<i>ax</i> <i>bx</i>
<i>ax</i> <i>bx</i>
<b>Ví dụ 1.</b> <b>Giải phương trình </b>cos5<i>x x</i> 2 0
<b>Lời giải</b>
5 2 2 5
cos <i>x x</i> 0 <i>x</i> cos <i>x</i>
Vì 1 cos <i>x</i><sub> nên </sub>1 0<i>x</i>2 1 1 <i>x</i> 1
mà
5
1,1 , cos 0, 1,1 cos 0, 1,1
2 2 <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Do <i>x </i>2 0 và cos5<i>x</i>0<sub> nên phương trình vơ nghiệm.</sub>
Vậy phương trình đã cho vơ nghiệm.
<b>Lời giải</b>
(1) sin1996<i>x</i>cos1996<i>x</i>sin2<i>x</i>cos2<i>x</i> sin2<i>x</i>(sin1994<i>x</i>1) cos (1 cos 2<i>x</i> 1994<i>x</i>)<sub> (2)</sub>
Ta thấy
2
2 1994
1994
sin 0
sin (sin 1) 0,
sin 1
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Mà
2
2 1994
1994
cos 0
cos (1 cos ) 0,
1 cos 0
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Do đó (2)
2 1994
2 1994
sin 0
sin 1
sin (sin 1) 0 <sub>2</sub>
( , )
cos 0
cos (1 cos ) 0
2
cos 1
<i>x m</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>m</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>m n Z</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>n</i>
<i>x</i>
<i>x n</i>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub><sub></sub>
Vậy nghiệm của phương trình là: <i>x k</i> 2(<i>k Z</i>)
<b>Ví dụ 3.</b> <b>Giải phương trình </b>
1 1
cos 1 cos3 1 1
cos cos3
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Điều kiện:
cos 0
cos3 0
<i>x</i>
<i>x</i>
Khi đó pt cos<i>x</i> cos2<i>x</i> cos3<i>x</i> cos 32 <i>x</i> 1
Vì
2 1 <sub>(</sub> 1<sub>)</sub>2 <sub>0</sub> 2 1
4 2 4
<i>a</i> <i>a</i> <i>a</i> <i>a a</i>
Do đó
2 1
cos cos
4
<i>x</i> <i>x</i>
và
2 1
cos 3 cos 3
4
<i>x</i> <i>x</i>
2
2
1
cos cos
2
1
cos 3 cos 3
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
Dấu bằng xảy ra
2
2
1 1
cos cos cos
4 2
1 1
cos3 cos 3 cos3
4 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> <sub></sub>
Vậy phương trình đã cho vơ nghiệm.
<b>Ví dụ 4.</b> <b>Giải phương trình </b>
1
(tan cot ) cos sin ( 2,3, 4,...)
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>
<b>Lời giải</b>
Với điều kiện <i>x k</i> 2
1 1 1 1
tan cot tan cot 2 tan cot 1 tan cot 1
4 4 4 4
<i>n</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Dấu "=" xảy ra
2
1 1 1
tan cot tan tan
4 4 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>Với n : phương trình </i>2
2
1
tan cot 1
4
<i>x</i> <i>x</i>
<i><sub> có nghiệm cho bởi:</sub></i>
1 1
tan arctan ( )
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>k k Z</i>
<i>Với n Z n</i> , 2<i> thì:</i>
2 2
cos<i>n</i> <i><sub>x</sub></i> sin<i>n</i> <i><sub>x</sub></i> cos <i><sub>x</sub></i> sin <i><sub>x</sub></i> 1
Dấu bằng xảy ra
2
2 <sub>( ,</sub> <sub>)</sub>
2 2 2 1
2
<i>x k</i> <i>khi n</i> <i>m</i>
<i>k m Z</i>
<i>x</i> <i>k hay x</i> <i>k khi n</i> <i>m</i>
(đều không thoả mãn điều kiện <i>x k</i> 2
của phương trình)
Vậy với <i>n</i>2,<i>n Z</i> thì phương trình vơ nghiệm.
<b>Ví dụ 5.</b> <b>Giải phương trình </b>cos3<i>x</i> 2 cos 3 2 <i>x</i> 2(1 sin 2 ) 2 <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Theo bất đẳng thức Bunhiacopxki ta có :
2 2 2 2 2
cos3<i>x</i> 2 cos 3 <i>x</i> 1 1 <sub></sub>cos 3<i>x</i> 2 cos 3 <i>x</i> <sub></sub>
2
cos 3<i>x</i> 2 cos 3<i>x</i> 2
Suy ra vế trái đạt giá trị lớn nhất bằng 2 khi cos3<i>x</i> 2 cos 3 2 <i>x</i>
2
2(1 sin 2 ) 2
<i>VP</i> <i>x</i>
Vậy chỉ xảy ra khi :
2
2
2
cos 6 1
os 3 1
cos3 2 cos 3 <sub>6</sub> <sub>3</sub>
sin 2 0
sin 2 0
sin 2 0
2
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>c</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>l</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<sub></sub>
<sub>.</sub>
Nếu phương trình có nghiệm thì tồn tại k,l thuộc Z sao cho :
3 1 1
1 2 3
6 3 2 2 2
<i>k</i> <i>l</i> <i>l</i> <i>l</i>
<i>k</i> <i>l</i> <i>k</i> <i>l</i>
.
Để k là nguyên thì ta chọn : <i>l</i> 1 2<i>n</i> <i>l</i>2<i>n</i><sub> .</sub>1
Thay vào (2) nghiêm :
2 1
2 2
<i>n</i>
<i>x</i> <i>n</i> <i>n Z</i>
<b> Phương pháp giải. Tuỳ theo dạng và điều kiện của phương trình, ta tính nhẩm một nghiệm của</b>
phương trình, sau đó chứng tỏ nghiệm này là duy nhất bằng một trong những cách thông dụng sau:
<i> Dùng tính chất đại số</i>
<i> Áp dụng tính đơn điệu của hàm số</i>
Phương trình <i>f x </i>( ) 0 có 1 nghiệm <i>x</i> ( , )<i>a b</i> và hàm <i>f</i> đơn điệu trong ( , )<i>a b</i> thì <i>f x </i>( ) 0 có
<i>nghiệm duy nhất là x</i><sub> .</sub>
Phương trình <i>f x</i>( )<i>g x</i>( ) có 1 nghiệm <i>x</i> ( , )<i>a b</i> , <i>f x</i>( )và <i>g x</i>( ) là hai hàm số đơn điệu ngược
chiều trên khoảng ( , )<i>a b</i> thì phương trình <i>f x</i>( )<i>g x</i>( )<i> có nghiệm x</i><sub> là duy nhất.</sub>
<b>Ví dụ 1.</b> <b>Giải phương trình </b>
2
cos 1
2
<i>x</i>
<i>x </i>
với <i>x </i>0
<b>Lời giải</b>
Ta thấy ngay phương trình có 1 nghiệm <i>x .</i>0
Đặt
2
( ) cos 1
2
<i>x</i>
<i>f x</i> <i>x</i>
có đạo hàm <i>f x</i>'( ) sin<i>x x</i> 0, <i>x</i> 0 (vì <i>x</i> sin ,<i>x</i> )<i>x</i>
Hàm <i>f</i> luôn đơn điệu tăng trong
<i>f x </i>( ) 0 có 1 nghiệm duy nhất trong
<b>Ví dụ 2.</b> <b>Giải phương trình sin</b><i>x</i>tan<i>x</i> 2<i>x</i><sub> với </sub>0 0 <i>x</i> 2
<b>Lời giải</b>
Dễ thấy phương trình có 1 nghiệm <i>x </i>0
Đặt <i>f x</i>( ) sin <i>x</i>tan<i>x</i> 2<i>x</i> liên tục trên
0;
2
Có đạo hàm:
2
2
(cos 1)(cos cos 1)
'( ) 0, 0;
cos 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>f x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
do
2
1 5 1 5
0 cos 1 cos cos 1 0
2 <i>x</i> 2 <i>x</i> <i>x</i>
<i>f</i>
<sub> đơn điệu tăng trên </sub> 0;2
Vậy phương trình có nghiệm duy nhất x = 0.
<b>Dạng 4: Phương pháp đặt ẩn phụ</b>
<b>Ví dụ 1.</b> Giải phương trình
6
32cos sin 6 1
4
<i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Đặt
3
6 6
4 2
<i>t</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>t</i>
Phương trình trở thành:
3 3
2 3 3
2
1 cos 2 3 1 cos 2
32 sin 6 1 32 cos 6 1
2 2 2
4(1 3cos 2 3cos 2 cos 2 ) (4cos 2 3cos 2 ) 1
4cos 2 5cos 2 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>
<i>t</i> <i>t</i>
<b>Ví dụ 2.</b> Giải phương trình
2 4
cos cos
3
<i>x</i>
<i>x </i>
<b>Lời giải</b>
2 4 1 cos 2 4 1 2 4
cos cos cos 1 cos 3. cos
3 2 3 2 3 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <sub></sub> <sub></sub>
Đặt
2
3
<i>x</i>
<i>t </i>
, phương trình trở thành:
1
(1 cos 3 ) cos 2
2 <i>t</i> <i>t</i><sub>(dùng công thức nhân đôi, nhân ba khai</sub>
triển để giải tiếp).
<b>Ví dụ 3.</b> Giải phương trình
3
sin 2 s inx
4
<i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Đặt <i>t</i> <i>x</i> 4 <i>x t</i> 4
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<sub></sub> <sub></sub>
3 2
sin <i>t</i> sin<i>t</i> cos<i>t</i> 0 sin sin<i>t</i> <i>t</i> 1 cos<i>t</i> 0
2
cos .sin<i>t</i> <i>t</i> cos<i>t</i> 0 cos 1 sin .cos<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> 0 cos<i>t</i> 0 1 sin .cos<i>t</i> <i>t</i> 0
Với: cos<i>t</i> 0 <i>t</i> 2 <i>k</i> <i>x</i> 4 2 <i>k</i> <i>x</i> 4 <i>k</i>
Với
1
1 sin .cos 0 sin 2 1 sin 2 2
2
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
(vô nghiệm).
Vậy nghiệm của phương trình: <i>x</i> 4 <i>k</i>
.
<b>Ví dụ 4.</b> Giải phương trình
sin 3 s in2xsin
4 4
<i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Nhận thấy:
sin 3 sin 3 sin 3 sin 3
4 4 4 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Đặt <i>t</i> <i>x</i> 4,
suy ra: <i>x t</i> 4
3
( ) sin 3 sin 2 sin 4sin 3sin cos 2 sin 0
2
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<sub></sub> <sub></sub>
3 2
4sin <i>t</i> 3sin<i>t</i> (1 2sin )sin<i>t</i> <i>t</i> 0 sin<i>t</i> 0
<sub> hoặc </sub><sub>sin</sub>2<i><sub>t </sub></i><sub>1</sub>
sin<i>t</i> 0
<sub> hoặc cos</sub><i>t </i>0 <i>t k</i> <sub> hoặc </sub><i>t</i> 2 <i>k</i>
với <i>k </i>.
Suy ra: <i>x</i> 4 <i>k</i>
hoặc <i>x</i> 4 <i>k</i>
x
4 2
<i>k</i>
với <i>k </i>.
<b>Kết luận: Tập nghiệm cần tìm của phương trình là </b> 4 2 ,
<i>k</i>
<i>x</i>
với <i>k </i>.
<b>Ví dụ 5.</b> Giải phương trình
3
8cos cos3
3
<i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Nhận thấy:
cos 3 cos( 3 ) cos 3
3
<i>x</i> <i>x</i> <sub></sub> <sub></sub><i>x</i> <sub></sub><sub></sub>
<sub> Đặt </sub><i>t</i> <i>x</i> 3
3 3 3
( ) 8cos <i>t</i> cos3<i>t</i>4cos <i>t</i>3cos<i>t</i>12cos <i>t</i> 3cos<i>t</i>0
cos<i>t</i> 0
<sub> hoặc </sub>4 cos2<i>t </i>1 0 cos<i>t</i><sub> hoặc </sub>0
1
cos 2
2
<i>t </i>
2
<i>t</i> <i>k</i>
hoặc <i>t</i> 3 <i>k</i> .
Suy ra: <i>x</i> 2 <i>k</i>
<i> hoặc x k</i> <sub> với </sub><i>k </i>.
<b>Kết luận: Các tập nghiệm cần tìm của phương trình là </b><i>x</i> 2 <i>k</i> , <i>x k</i> .
<b>Ví dụ 6.</b> Giải phương trình
3
2 sin 2sin
4
<i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Đặt <i>t</i> <i>x</i> 4 <i>x t</i> 4
3 3 2 2
( ) sin 2 sin sin sin cos (sin cos )(sin cos )
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>t</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2 2
cos ( sin<i>t</i> <i>t</i> sin cos<i>t</i> <i>t</i> cos ) 0<i>t</i> cos (sin 2<i>t</i> <i>t</i> 2) cos<i>t</i> 0 sin 2<i>t</i> 2
.
2
<i>t</i> <i>k</i>
Suy ra: <i>x</i> 4 <i>k</i>
với <i>k </i>.
<b>Kết luận: Tập nghiệm cần tìm của phương trình là </b><i>x</i> 4 <i>k</i>
với <i>k </i>.
<b>Lời giải</b>
Điều kiện :
*
tanx -1
<i>c</i>
<sub>.</sub>
Đặt <i>t</i>tan<i>x</i><sub>, điều kiện </sub><i>t </i>0
Khi đó phương trình trở thành :
2
2
2 2
1 1
1 1 1
1 1
<i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i>
<sub>.</sub>
2 2
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
.
So với điều kiện nhận <i>t</i> 0 tan<i>x</i> 0 <i>x k</i> ,
<b>Dạng 5: Phương pháp đưa về hệ phương trình</b>
<b>Ví dụ 1.</b> Giải phương trình sin2 <i>x</i> 2 5 cos 2 <i>x</i>2
<b>Lời giải</b>
Đặt <i>a</i> sin2 <i>x</i>2;<i>b</i> 5 cos 2<i>x</i>
Phương trình trở thành
2 2
1
2 <sub>2</sub>
3
2
2
<i>a</i>
<i>a b</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<i>b</i>
<sub></sub>
<sub> </sub>
Ta có
2 2 2
2 2 2
1 1 7
sin 2 sin 2 sin
2 4 4
3 9 9
5 cos 5 cos 5 cos
2 4 4
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>vn</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>Ví dụ 2.</b> Giải phương trình ( cos )3 <i>x</i> 23sin2<i>x</i> 3 3 2
<b>Lời giải</b>
<b>Đặt </b>
2
3 2
3<sub>cos</sub> <sub>,</sub> <sub>sin</sub> <sub>3</sub>
<i>a</i> <i>x</i> <i>b</i> <i>x</i>
Lúc đó phương trình trở thành
3
3
3 3 <sub>3</sub>
0
2
2
2 2
0
<i>a</i>
<i>b</i>
<i>a b</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>b</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
2
2
3 2 3
2
2
2
3
3
2
3 2
cos 0 <sub>cos</sub> <sub>0</sub>
sin 3 2
sin 3 2 cos 0
2
sin 1
cos 2
cos 2
sin 3 0
<i>x</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>k</i> <i>k Z</i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>vn</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> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>Dạng 6: Một số phương trình lượng giác có cách giải đặc biệt</b>
<b>Ví dụ 1.</b> Giải phương trình
1
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Ta thấy sin<i>x</i> 0 <i>x m m</i> , không phải là nghiệm của
2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
1
sin cos sin cos 2 sin cos3 sin cos 4 sin cos 5 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>
sin 2<i>x</i> sin<i>x</i> sin 3<i>x</i> sin 2<i>x</i> sin 4<i>x</i> sin 3<i>x</i> sin 5<i>x</i> sin 4<i>x</i> sin 6<i>x</i> sin<i>x</i>
sin 5<i>x</i> sin 6<i>x</i> 0 sin 6<i>x</i> sin( 5 )<i>x</i>
2
2 , ,
11
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>h</i> <i>k h</i>
Điều kiện
11
2
11 '
2
11
1 '
2
2
<i>m</i>
<i>k</i> <i><sub>m</sub></i> <i>k</i> <i><sub>k</sub></i> <i><sub>m</sub></i>
<i>n</i> <i>h n</i>
<i>h</i> <i>n</i> <i>h</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub> với </sub><i>m </i>' 2 m, n' 2 n 1 <sub> và </sub><i>m n m n </i>, , ', '
Kết luận nghiệm phương trình
2
, 2 ; 11 ', ', ,
11
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>h</i> <i>k</i> <i>m h n k h</i>
<b>Ví dụ 2.</b> Giải phương trình 4sin 3 cos 2<i>x</i> <i>x</i> 1 6sin<i>x</i> 8sin 3<i>x</i>
3
4sin 3 cos 2<i>x</i> <i>x</i> 1 6sin<i>x</i> 8sin <i>x</i> <sub> </sub>
4sin 3 .cos 2<i>x</i> <i>x</i> 1 2 3sin<i>x</i> 4sin <i>x</i>
2sin<i>x</i> 2sin 5<i>x</i> 1 2sin 3x
Ta thấy cos<i>x</i> 0 <i>x</i> 2 <i>m m</i>,
không phải là nghiệm của
Nhân hai vế của phương trình
, được:
sin 2 x sin 4 x sin 6 x cosx sin 2 x sin 4 x
2
sin 6 cos sin
2 14 7
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <sub></sub> <i>x</i><sub></sub> <i>x</i>
<sub> hoặc </sub>
2
; ,
10 5
<i>h</i>
<i>x</i> <i>k h</i>
Điều kiện
2 3 7
14 7 2 2
2 2 5
10 5 2 2
<i>k</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>k</i>
<i>h</i> <i>n</i>
<i>n</i> <i>h</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> với m là số nguyên lẻ, và n là số ngun chẵn.</sub>
<b>Ví dụ 3.</b> Giải phương trình
1
cos cos 2 cos 4 cos8
16
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x </i>
<b>Lời giải</b>
Ta thấy sin<i>x</i> 0 <i>x m m</i> , không phải là nghiệm của
16sinx cos cos 2 cos 4 cos8<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>sin<i>x</i>
8sin 2 cos 2 cos 4 cos8<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> sin<i>x</i>
4sin 4 cos 4 cos8<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> sin<i>x</i> 2sin 8 cos8<i>x</i> <i>x</i> sin<i>x</i> sin16<i>x</i> sin<i>x</i>
2 2
; ,
15 17 17
<i>k</i> <i>h</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k h</i>
Điều kiện
2 15
15 2
2 17 1
17 17 2
<i>k</i> <i>m</i>
<i>m</i> <i>k</i>
<i>h</i> <i>n</i>
<i>n</i> <i>h</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub> với m là số nguyên chẵn và n là số </sub>
ngun lẻ.
<b>Ví dụ 4.</b> Giải phương trình
4 4 7
sin cos cot cot
8 3 6
<i>x</i> <i>x</i> <sub></sub><i>x</i> <sub></sub> <sub></sub> <i>x</i><sub></sub>
<b>Lời giải</b>
ĐK:
sin 0
3
sin sin 0 cos 2 0
3 6 6 3 2
sin 0
6
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Có:
cot cot cot cot cot tan 1.
3 6 3 2 3 3 3
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
4 4 7 3 cos 4 7 1
( ) sin cos cos 4 x :
8 4 8 2 12 2
<i>x</i> <i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
(thỏa đk).
<b>Kết luận: Tập nghiệm cần tìm của phương trình là </b> 12 2
<i>k</i>
<i>x</i>
với <i>k </i>.
<b>Ví dụ 5.</b> Giải phương trình
tan tan sin 3 sin sin 2
3 6
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
Điều kiện:
cos 0, cos 0 ,
3 6 6 2
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub> với </sub><i>k Ta có: </i>.
tan tan tan tan cot tan 1.
3 6 2 6 6 6 6
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
( ) sin 3<i>x</i>sin<i>x</i>sin 2<i>x</i> (sin 3<i>x</i>sin ) sin 2<i>x</i> <i>x</i>0
2sin 2 cos<i>x</i> <i>x</i> sin 2<i>x</i> 0 sin 2 (2cos<i>x</i> <i>x</i> 1) 0 sin 2<i>x</i> 0 cos<i>x</i> 0,5
2
<i>k</i>
<i>x</i>
hoặc
2
2
<i>x</i> <i>k</i>
Kết luận: Các tập nghiệm cần tìm của phương trình là
2
, 2 .
2 3
<i>k</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<b>Ví dụ 6.</b> Giải phương trình
2 2
2cos cos 1 cos sin 2
2 <i>x</i> <i>x</i>
<b>Lời giải</b>
2 2
2cos cos 1 cos sin 2
2 <i>x</i> <i>x</i>
2 2
2cos cos 1 cos sin 2
2 <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2
2
2
cos sin 2 2
cos cos cos sin 2
cos sin 2 2
<i>x</i> <i>x k</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x k</i>
<sub> </sub>
2
2
cos sin 2 2
cos sin 2 2
<i>x</i> <i>x k</i>
<i>x</i> <i>x k</i>
1 cos 2
sin 2 2 <sub>cos 2</sub> <sub>2sin 2</sub> <sub>4</sub> <sub>1 (1)</sub>
2
1 cos 2 cos 2 2sin 2 4 1 (2)
sin 2 2
2
<i>x</i>
<i>x k</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>k</sub></i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>k</i>
<i>x k</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
Điều kiện để phương trình (1) hoặc phương trình (2) có nghiệm là:
2 2 2 1 5 1 5
1 2 4 1 16 8 4 0
4 4
<i>k</i> <i>k</i> <i>k</i> <i>k</i>
<i>, vì k nên chọn k </i>0
Thay <i>k vào (1) được:</i>0
2
cos 2<i>x</i> 2sin 2<i>x</i> 1 1 cos 2<i>x</i> 2sin 2<i>x</i> 0 2cos <i>x</i> 4sin cos<i>x</i> <i>x</i>0
cos 0
cos 0 2
2cos cos 2sin 0 <sub>1</sub>
1
cos 2sin tan <sub>arctan</sub>
2 <sub>2</sub>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>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><sub>k</sub></i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
Thay <i>k vào (1) được:</i>0
2
cos 2<i>x</i>2sin 2<i>x</i> 1 1 cos 2<i>x</i>2sin 2<i>x</i> 0 2cos <i>x</i>4sin cos<i>x</i> <i>x</i>0
cos 0
cos 0 2
2cos cos 2sin 0 <sub>1</sub>
1
cos 2sin tan <sub>arctan</sub>
2 <sub>2</sub>
<i>x</i> <i>k</i>
<i>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><sub>k</sub></i>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub>
<b>BÀI TẬP LUYỆN TẬP</b>
<b>Giải các phương trình sau</b>
<b>Bài 1.</b> <i>x</i>2 2 cos<i>x</i> <i>x</i> 2sin<i>x</i> 2 0
<b>Bài 2.</b> sin4 <i>x</i>cos15<i>x</i>1
<b>Bài 3.</b>
4 4 1
sin cos ( )
4 4
<b>Bài 4.</b>
1
(tan cot ) cos sin ( 2,3, 4,...)
4
<i>n</i> <i>n</i> <i>n</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x n</i>
<b>Bài 5.</b> sin3<i>x</i>cos3<i>x</i> 2 sin4<i>x</i>
<b>Bài 6.</b> sin<i>x</i>tan<i>x</i> 2<i>x</i><sub> với </sub>0 0 <i>x</i> 2
<b>Bài 7.</b>
2
cos 4<i>x</i> cos 2<i>x</i> 5 sin 3<i>x</i>
<b>Bài 8.</b>
4 4
cos <i>x</i> sin <i>x</i>cos<i>x</i> sin<i>x</i>