Đề bài
Giải các phương trình lượng giác sau:
a) \(\sin \left( {3x + \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\);
b) \(\cos \left( {2x - {{30}^0}} \right) = - 1\);
c) \(3\sin \left( { - 2x + {{17}^0}} \right) = 4\);
d) \(\cos \left( {3x - \frac{{7\pi }}{{12}}} \right) = \cos \left( { - x + \frac{\pi }{4}} \right)\);
e) \(\sqrt 3 \tan \left( {x - \frac{\pi }{4}} \right) - 1 = 0\);
g) \(\cot \left( {\frac{x}{3} + \frac{{2\pi }}{5}} \right) = \cot \frac{\pi }{5}\).
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Sử dụng kiến thức về phương trình lượng giác cơ bản để giải phương trình:
a, c) Phương trình \(\sin x = m\) có nghiệm khi \(\left| m \right| \le 1\). Khi đó, nghiệm của phương trình là \(x = \alpha + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\); \(x = \pi - \alpha + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) với \(\alpha \) là góc thuộc \(\left[ { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right]\) sao cho \(\sin \alpha = m\).
Đặc biệt: \(\sin u = \sin v \Leftrightarrow u = v + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) hoặc \(u = \pi - v + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
\(\sin u = \sin {a^0} \Leftrightarrow u = {a^0} + k{360^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) hoặc \(u = {180^0} - {a^0} + k{360^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
b) \(\cos u = - 1 \Leftrightarrow u = \pi + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\); \(\cos u = - 1 \Leftrightarrow u = {180^0} + k{360^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
d) Phương trình \(\cos x = m\) có nghiệm khi \(\left| m \right| \le 1\). Khi đó, nghiệm của phương trình là \(x = \alpha + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\); \(x = - \alpha + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) với \(\alpha \) là góc thuộc \(\left[ {0;\pi } \right]\) sao cho \(\cos \alpha = m\).
Đặc biệt: \(\cos u = \cos v \Leftrightarrow u = v + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) hoặc \(u = - v + k2\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
\(\cos u = \cos {a^0} \Leftrightarrow u = {a^0} + k{360^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) hoặc \(u = - {a^0} + k{360^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
e) Với mọi số thực m, phương trình \(\tan x = m\) có nghiệm \(x = \alpha + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) với \(\alpha \) là góc thuộc \(\left( { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right)\) sao cho \(\tan \alpha = m\).
g) Với mọi số thực m, phương trình \(\cot x = m\) có nghiệm \(x = \alpha + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\) với \(\alpha \) là góc thuộc \(\left( {0;\pi } \right)\) sao cho \(\cot \alpha = m\).
Lời giải chi tiết
a) \(\sin \left( {3x + \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Leftrightarrow \sin \left( {3x + \frac{\pi }{6}} \right) = \sin \frac{\pi }{3} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x + \frac{\pi }{6} = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\3x + \frac{\pi }{6} = \pi - \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{18}} + \frac{{k2\pi }}{3}\\x = \frac{\pi }{6} + \frac{{k2\pi }}{3}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Vậy phương trình đã cho có nghiệm \(x = \frac{\pi }{{18}} + \frac{{k2\pi }}{3}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right);x = \frac{\pi }{6} + \frac{{k2\pi }}{3}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
b) \(\cos \left( {2x - {{30}^0}} \right) = - 1 \Leftrightarrow 2x - {30^0} = {180^0} + k{360^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right) \Leftrightarrow x = {105^0} + k{180^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Vậy phương trình đã cho có nghiệm \(x = {105^0} + k{180^0}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
c) \(3\sin \left( { - 2x + {{17}^0}} \right) = 4 \Leftrightarrow \sin \left( { - 2x + {{17}^0}} \right) = \frac{4}{3}\)
Vì \(\sin \left( { - 2x + {{17}^0}} \right) < 1\) với mọi số thực x nên phương trình đã cho vô nghiệm.
d) \(\cos \left( {3x - \frac{{7\pi }}{{12}}} \right) = \cos \left( { - x + \frac{\pi }{4}} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x - \frac{{7\pi }}{{12}} = - x + \frac{\pi }{4} + k2\pi \\3x - \frac{{7\pi }}{{12}} = - \left( { - x + \frac{\pi }{4}} \right) + k2\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{5\pi }}{{24}} + \frac{{k\pi }}{2}\\x = \frac{\pi }{6} + k\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Vậy phương trình đã cho có nghiệm \(x = \frac{{5\pi }}{{24}} + \frac{{k\pi }}{2}\left( {k \in \mathbb{Z}} \right);x = \frac{\pi }{6} + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
e) \(\sqrt 3 \tan \left( {x - \frac{\pi }{4}} \right) - 1 = 0 \Leftrightarrow \tan \left( {x - \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{3} \Leftrightarrow \tan \left( {x - \frac{\pi }{4}} \right) = \tan \frac{\pi }{6}\)
\( \Leftrightarrow x - \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{6} + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right) \Leftrightarrow x = \frac{{5\pi }}{{12}} + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Vậy phương trình đã cho có nghiệm \(x = \frac{{5\pi }}{{12}} + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
g) \(\cot \left( {\frac{x}{3} + \frac{{2\pi }}{5}} \right) = \cot \frac{\pi }{5} \Leftrightarrow \frac{x}{3} + \frac{{2\pi }}{5} = \frac{\pi }{5} + k\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right) \Leftrightarrow x = \frac{{ - 3\pi }}{5} + k3\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
Vậy phương trình đã cho có nghiệm \(x = \frac{{ - 3\pi }}{5} + k3\pi \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)
