Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (323.97 KB, 9 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<i><b> </b></i>
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 khơng mẫu mực ở ngay
dạng của chúng, nhưng cũng có những phương trình ta thấy dạng rất bình
thường nhưng cách giải lại khơng mẫu mực.
Sau đây là những phương trình lượng giác có cách giải khơng mẫu mực
thường gặp.
<b>I.PHƯƠNG PHÁP TỔNG BÌNH PHƯƠNG </b>
Phương pháp này nhằm biến đổi phương trình lượng giác về dạng một
vế là tổng bình phương các số hạng (hay tổng các số hạng không âm) và vế
cịn lại bằng khơng và áp dụng tính chất:
0
0
0
2
2
<i>B</i>
<i>A</i>
<i>B</i>
<i>A</i>
Bài 1. Giải phương trình:
0
2
sin
4
tan
3
2
sin
4
tan
3 2<i>x</i> 2<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<b>GIẢI </b>
<i>n</i>
<i>x</i>
<i>m</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<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
6
6
2
1
sin
3
3
tan
0
1
sin
2
0
1
tan
3
0
)
1
sin
0
1
sin
4
sin
4
1
tan
3
2
tan
3
0
2
sin
4
tan
3
2
sin
4
2
2
2
2
2
2
<i><b> </b></i>
<b>ĐS </b><i>x</i> 2<i>k</i>
6
(<i>k</i><i>Z</i>)
<b>II.PHƯƠNG PHÁP ĐỐI LẬP</b>
Phương pháp này được xây dựng trên tính chất: Để giải phương trình
)
(
)
<i>f</i> , ta có thể nghĩ đến việc chứng minh tồn tại A → R:
)
,
(
,
)
(<i>x</i> <i>A</i> <i>x</i> <i>a</i> <i>b</i>
<i>f</i> và <i>g</i>(<i>x</i>) <i>A</i>,<i>x</i>(<i>a</i>,<i>b</i>) thì khi đó:
<i>A</i>
<i>x</i>
<i>g</i>
<i>A</i>
<i>x</i>
<i>f</i>
<i>x</i>
<i>g</i>
<i>x</i>
Nếu ta chỉ có <i>f</i>(<i>x</i>) <i>A</i> và <i>g</i>(<i>x</i>) <i>A</i>, <i>x</i>(<i>a</i>,<i>b</i>) thì kết luận phương trình
vơ ngiệm.
Bài 2. Giải phương trình:
0
cos5<i>x</i><i>x</i>2
<b>GIẢI </b>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> 2 2 5
5
cos
0
cos
Vì 1cos<i>x</i>1 nên 0 <i>x</i>2 11<i>x</i>1
mà
2
,
2
1
,
1 5
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
Do <i>x</i>2 0 và cos5 <i>x</i>0 nên phương trình vơ nghiệm.
Vậy phương trình đã cho vơ nghiệm.
Bài 3. Giải phương trình:
1
cos
sin1996<i>x</i> 1996<i>x</i> (1)
<b>GIẢI </b>
(1) sin1996<i>x</i>cos1996<i>x</i>sin2<i>x</i>cos2<i>x</i>
)
cos
1
(
cos
)
1
(sin
sin2<i>x</i> 1994<i>x</i> 2<i>x</i> 1994<i>x</i>
(2)
Ta thấy <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
sin <sub>2</sub> <sub>1994</sub>
1994
2
Mà <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
cos <sub>2</sub> <sub>1994</sub>
1994
2
Do đó (2) ( , )
<i><b> </b></i>
Vậy nghiệm của phương trình là: ( )
2 <i>k</i> <i>Z</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<b>ĐS </b> ( )
2 <i>k</i> <i>Z</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
Áp dụng phương pháp đối lập, ta có thể suy ra cách giải nhanh chóng
những phương trình lượng giác ở các dạng đặc biệt dưới đây:
1
sin
1
sin
1
sin
1
sin
1
sin
.
sin
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i>
1
sin
1
sin
1
sin
1
sin
1
sin
.
sin
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>ax</i>
<i><b>Cách giải tương tự cho các phương trình thuộc dạng: </b></i>
1
cos
.
sin
1
cos
.
sin
1
cos
.
cos
1
cos
.
cos
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<i>bx</i>
<i>ax</i>
<b>III. PHƯƠNG PHÁP ĐỐN NHẬN NGHIỆM VÀ CHỨNG MINH </b>
<b>TÍNH DUY NHẤT CỦA NGHIỆM </b>
Tuỳ theo dạng và điều kiện của phương trình, ta tính nhẩm một nghiệm
của phương trình, sau đó chứng tỏ nghiệm này là duy nhất bằng một trong
những cách thơng sụng sau:
<i>Dùng tính chất đại số </i>
<i>Áp dụng tính đơn điệu của hàm số </i>
Phương trình <i>f</i>(<i>x</i>)0 có 1 nghiệm <i>x</i>(<i>a</i>,<i>b</i>) và hàm <i>f</i> đơn điệu
trong (<i>a</i>,<i>b</i>) thì <i>f</i>(<i>x</i>)0 có nghiệm duy nhất là <i>x</i>.
Phương trình <i>f</i>(<i>x</i>)<i>g</i>(<i>x</i>) có 1 nghiệm <i>x</i>(<i>a</i>,<i>b</i>), <i>f</i>(x) tăng (giảm)
trong (<i>a</i>,<i>b</i>), <i>g</i>(<i>x</i>) giảm (tăng) trong (<i>a</i>,<i>b</i>) thì phương trình <i>f</i>(<i>x</i>)<i>g</i>(<i>x</i>) có
nghiệm <i>x</i> là duy nhất.
Bài 4. Giải phương trình:
2
1
cos
2
<i>x</i>
<i><b> </b></i>
<b>GIẢI </b>
Ta thấy ngay phương trình có 1 nghiệm <i>x</i>0.
Đặt 1
2
cos
)
(
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<i>f</i> là biểu thức của hàm số có đạo hàm
0
,
0
sin
)
(
' <i>x</i> <i>x</i><i>x</i> <i>x</i>
<i>f</i> (vì <i>x</i> sin<i>x</i>,<i>x</i>)
Hàm <i>f</i> luôn đơn điệu tăng trong
<i>f</i>(<i>x</i>)0 có 1 nghiệm duy nhất trong
Vậy phương trình đã cho có 1 nghiệm duy nhất <i>x</i>0.
Bài 1: Giải phương trình:
0
2
sin
2
cos
2
2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> (1)
<b>GIẢI </b>
Ta có (1) <i>x</i>2 2<i>x</i>cos<i>x</i>cos2<i>x</i>sin2<i>x</i>2sin<i>x</i>10
1
sin
cos
0
1
sin
0
cos
0
)
1
(sin
)
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>
Phương trình vơ nghiệm.
Bài 2: Giải phương trình:
1
cos
sin4<i>x</i> 15<i>x</i>
<b>GIẢI </b>
Ta có: sin4<i>x</i>cos15<i>x</i>1
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> 15 2 2
4
cos
sin
cos
sin
)
cos
1
(
cos
)
1
sin2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 2 <i>x</i> 13 <i>x</i>
(1)
Vì sin2<i>x</i>(sin2 <i>x</i>1)0,<i>x</i>
Và cos2<i>x</i>(1cos13<i>x</i>)0,<i>x</i>
Do đó (1)
0
)
cos
1
(
cos
0
13
2
2
2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i><b> </b></i>
1
cos
0
cos
1
sin
0
sin
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
)
,
(
2
2
2
<i>Z</i>
<i>n</i>
<i>m</i>
<i>n</i>
<i>x</i>
<i>n</i>
<i>x</i>
<i>m</i>
<i>x</i>
<i>m</i>
<i>x</i>
<b>ĐS</b> <i>x</i> <i>k</i>
2 hay <i>x</i>2<i>k</i> , (<i>k</i><i>Z</i>)
Bài 3: Giải các phương trình:
1.
4
1
)
4
(
cos
sin4<i>x</i> 4 <i>x</i> (1)
2. cot ) cos sin ( 2,3,4,...)
4
1
(tan<i>x</i> <i>x</i> <i>n</i> <i>n</i> <i>x</i> <i>n</i> <i>x</i> <i>n</i>
<b>GIẢI </b>
1. Ta có:
(1)
4
1
)
2
2
cos(
1
4
)
2
cos
1
(
2
2
<sub></sub> <sub></sub>
<i>x</i>
<i>x</i>
(1cos2<i>x</i>)2 (1sin2<i>x</i>)2 1
2
2
)
4
2
cos(
1
2
sin
2
cos
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
( )
4
<i>Z</i>
<i>k</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
2.Với điều kiện
2
<i>k</i>
<i>x</i> ta có tan<i>x</i> và cot<i>x</i> luôn cùng dấu nên:
1
cot
4
1
tan
1
cot
4
1
tan
2
cot
4
1
4
1
tan
<i>n</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i><b> </b></i>
Dấu "=" xảy ra
2
1
tan
4
1
tan
cot
4
1
tan 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>Với n</i>2<i>: phương trình </i> cot 1
4
1
tan
2
<sub></sub>
<i>x</i>
<i>x</i> <i> có nghiệm cho bởi:</i>
)
(
2
1
arctan
2
1
tan<i>x</i> <i>x</i> <i>k</i> <i>k</i><i>Z</i>
<i>Với n</i><i>Z</i>,<i>n</i>2<i> thì:</i>
1
sin
cos
sin
cos<i>nx</i> <i>nx</i> 2<i>x</i> 2<i>x</i>
Dấu bằng xảy ra ( , )
1
2
2
2
2
2
2
<i>Z</i>
<i>m</i>
<i>k</i>
<i>m</i>
<i>n</i>
<i>khi</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>hay</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
<i>m</i>
<i>n</i>
<i>khi</i>
<i>k</i>
<i>x</i>
(đều không thoả mãn điều kiện
2
<i>k</i>
<i>x</i> của phương trình)
Vậy với <i>n</i>2,<i>n</i><i>Z</i> thì phương trình vơ nghiệm.
<b>ĐS </b> ( )
2
1
arctan <i>k</i> <i>k</i> <i>Z</i>
<i>x</i>
Bài 4: Giải phương trình:
1
1
3
cos
1
3
cos
1
cos
1
cos
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> (1)
<b>GIẢI </b>
Điều kiện:
0
3
cos
0
cos
<i>x</i>
<i>x</i>
Khi đó (1) cos<i>x</i>cos2 <i>x</i> cos3<i>x</i>cos23<i>x</i> 1
Vì
4
1
0
)
2
1
(
4
1 2 2
2
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
<i>a</i>
Do đó
4
1
cos
cos<i>x</i> 2 <i>x</i> và
4
1
3
cos
3
cos <i>x</i> 2 <i>x</i>
2
1
3
cos
3
cos
2
1
cos
cos 2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>và</i> <i>x</i> <i>x</i>
Dấu bằng xảy ra
<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
4
1
3
cos
3
cos
4
1
cos
cos
2
2
<i><b> </b></i>
Bài 1: Giải phương trình:
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> 3 4
3 <sub>cos</sub> <sub>2</sub> <sub>sin</sub>
sin
<b>HƯỚNG DẪN </b>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<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
sin
2
,
1
cos
sin
,
cos
cos
,
sin
sin
4
3
3
2
3
2
3
Vậy phương trình tương đương:
1
sin
2
1
cos
sin
4
3
3
<i>x</i>
<i>x</i>
<b>ĐS</b> 2 ( )
2 <i>k</i> <i>k</i> <i>Z</i>
<i>x</i>
Bài 2: Giải phương trình:
0
2
tan
sin<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> với
2
0 <i>x</i>
<b>HƯỚNG DẪN </b>
Dễ thấy phương trình có 1 nghiệm <i>x</i>0
Đặt <i>f</i>(<i>x</i>)sin<i>x</i>tan<i>x</i>2<i>x</i> liên tục trên
2
;
Có đạo hàm:
2
;
0
,
0
cos
)
1
cos
)(cos
1
(cos
)
(
' <sub>2</sub>
2
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>f</i> do
0
1
cos
cos
2
5
1
1
5
1 <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> 2 <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>f</i>
đơn điệu tăng trên
2
;
0
Bài 3: Giải phương trình:
<b>ĐS</b> 2 ( )
2 <i>k</i> <i>k</i> <i>Z</i>
<i>x</i>
Bài 4: Giải phương trình:
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<i>x</i> sin cos sin
cos4 4
<b>ĐS</b> <i>x</i><i>k</i>(<i>k</i><i>Z</i>)
Bài 5: Giải phương trình:
0
1
sin
2
2
<i><b> </b></i>
<b>ĐS</b>
<i>k</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
2
2
1
hay
<i>k</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
2
2
1