Trang Chủ Sách bài tập lớp 11 SBT Toán 11

Bài 2.4, 2.5, 2.6 trang 23 SBT Đại số và giải tích 11: Giải phương trình cos 3x – sin 2x = 0 ?

CHIA SẺ
Bài 2 Phương trình lượng giác cơ bản SBT Toán lớp 11. Giải bài 2.4, 2.5, 2.6 trang 23. Câu 2.4: Giải các phương trình…; Giải phương trình cos 3x – sin 2x = 0 ?

Bài 2.4: Giải các phương trình:

a) \({{\sin 3x} \over {\cos 3x – 1}} = 0\)

b) \(\cos 2x\cot \left( {x – {\pi  \over 4}} \right) = 0\)

c) \(\tan \left( {2x + {{60}^o}} \right)\cos \left( {x + {{75}^o}} \right) = 0\)

d) \(\left( {\cot x + 1} \right)\sin 3x = 0\)

a) Điều kiện: cos3x ≠ 1. Ta có:

sin3x = 0 ⇒ 3x = kπ. Do điều kiện, các giá trị k = 2m, m ∈ Z bị loại nên 3x = (2m + 1)π. Vậy nghiệm của phương trình là \(x = \left( {2m + 1} \right){\pi  \over 3},m \in Z\)

b) Điều kiện: \(\sin \left( {x – {\pi  \over 4}} \right) \ne 0\). Biến đổi phương trình:

\(\cos 2x.\cot \left( {x – {\pi  \over 4}} \right) = 0 \Rightarrow \cos 2x.\cos \left( {x – {\pi  \over 4}} \right) = 0\)

\( \Rightarrow \left[ \matrix{
\cos 2x = 0 \hfill \cr
\cos \left( {x – {\pi \over 4}} \right) = 0 \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left[ \matrix{
x = {\pi \over 4} + k{\pi \over 2},k \in Z \hfill \cr
x = {{3\pi } \over 4} + k\pi ,k \in Z. \hfill \cr} \right.\)

Do điều kiện, các giá trị \(x = {\pi  \over 4} + 2m{\pi  \over 2},m \in Z\) bị loại. Vậy nghiệm của phương trình là:

\(x = {\pi  \over 4} + \left( {2m + 1} \right){\pi  \over 2},m \in Z\) và \(x = {{3\pi } \over 4} + k\pi ,k \in Z\)

c) Điều kiện:

\(\cos \left( {2x + {{60}^o}} \right) \ne 0\)

\(\eqalign{
& \tan \left( {2x + {{60}^o}} \right)\cos \left( {x + {{75}^o}} \right) = 0 \cr
& \Rightarrow \sin \left( {2x + {{60}^o}} \right)\cos \left( {x + {{75}^o}} \right) = 0 \cr
& \Rightarrow \left[ \matrix{
\sin \left( {2x + {{60}^o}} \right) = 0 \hfill \cr
\cos \left( {x + {{75}^o}} \right) = 0 \hfill \cr} \right. \cr
& \Rightarrow \left[ \matrix{
2x + {60^o} = k{180^o} \hfill \cr
x + {75^o} = {90^o} + k{180^o},k \in Z \hfill \cr} \right. \cr
& \Rightarrow \left[ \matrix{
x = – {30^o} + k{90^o},k \in Z \hfill \cr
x = {15^o} + k{180^o},k \in Z \hfill \cr} \right. \cr}\)

Do điều kiện ở trên, các giá trị \(x = {15^o} + k{180^o},k \in Z\) bị loại.

Vậy nghiệm của phương trình là: \(x =  – {30^o} + k{90^o},k \in Z\)

d) Điều kiện: sinx ≠ 0. Ta có:

\(\eqalign{
& \left( {\cot x + 1} \right)\sin 3x = 0 \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
\cot x = – 1 \hfill \cr
\sin 3x = 0 \hfill \cr} \right. \cr
& \Rightarrow \left[ \matrix{
x = – {\pi \over 4} + k\pi ,k \in Z \hfill \cr
x = k{\pi \over 3},k \in Z \hfill \cr} \right. \cr} \)

Do điều kiện sinx ≠ 0 nên những giá trị \(x = k{\pi  \over 3}\) và \(k = 3m,m \in Z\) bị loại.

Vậy nghiệm của phương trình là:

\(x =  – {\pi  \over 4} + k\pi {\rm{ ; }}x = {\pi  \over 3} + k\pi\) và \(x = {{2\pi } \over 3} + k\pi ,k \in Z\)

Bài 2.5: Tìm những giá trị của x để giá trị của các hàm số tương ứng sau bằng nhau

a) \(y = \cos \left( {2x – {\pi  \over 3}} \right)$ và $y = \cos \left( {{\pi  \over 4} – x} \right)\)

b) \(y = \sin \left( {3x – {\pi  \over 4}} \right)$ và $y = \sin \left( {x + {\pi  \over 6}} \right)\)

c) \(y = \tan \left( {2x + {\pi  \over 5}} \right)$ và $y = \tan \left( {{\pi  \over 5} – x} \right)\)

d) \(y = \cot 3x\) và \(y = \cot \left( {x + {\pi  \over 3}} \right)\)

a) \(\eqalign{
& \cos \left( {2x – {\pi \over 3}} \right) = \cos \left( {{\pi \over 4} – x} \right) \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
2x – {\pi \over 3} = {\pi \over 4} – x + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr
2x – {\pi \over 3} = – {\pi \over 4} + x + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr} \right. \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
3x = {{7\pi } \over {12}} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr
x = {\pi \over {12}} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr} \right. \cr} \)

Vậy các giá trị cần tìm là: \(x = {{7\pi } \over {36}} + k{{2\pi } \over 3},k \in Z\) và \(x = {\pi  \over {12}} + k2\pi ,k \in Z\)

b) \(\eqalign{
& \sin \left( {3x – {\pi \over 4}} \right) = \sin \left( {x + {\pi \over 6}} \right) \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
3x – {\pi \over 4} = x + {\pi \over 6} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr
3x – {\pi \over 4} = \pi – x – {\pi \over 6} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr} \right. \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
2x = {{5\pi } \over {12}} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr
4x = {{13\pi } \over {12}} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr} \right. \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
x = {{5\pi } \over {24}} + k\pi ,k \in Z \hfill \cr
x = {{13\pi } \over {48}} + k{\pi \over 2},k \in Z \hfill \cr} \right. \cr} \)

Vậy các giá trị cần tìm là: \(x = {{5\pi } \over {24}} + k\pi ,k \in Z\) và \(x = {{13\pi } \over {48}} + k{\pi  \over 2},k \in Z\)

c) \(\eqalign{
& \tan \left( {2x + {\pi \over 3}} \right) = \tan \left( {{\pi \over 5} – x} \right) \cr
& \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
\cos \left( {2x + {\pi \over 5}} \right) \ne 0;\,\,\cos \left( {{\pi \over 5} – x} \right) \ne 0\left( 1 \right) \hfill \cr
2x + {\pi \over 5} = {\pi \over 5} – x + k\pi ,k \in Z\left( 2 \right) \hfill \cr} \right. \cr
& \left( 2 \right) \Leftrightarrow x = {{k\pi } \over 3},k \in Z \cr} \)

Các giá trị này thỏa mãn điều kiện (1). Vậy ta có: \(x = {{k\pi } \over 3},k \in Z\)

d) \(\eqalign{
& \cot 3x = \cot \left( {x + {\pi \over 3}} \right) \cr
& \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
\sin 3x \ne 0;\,\,\sin \left( {x + {\pi \over 3}} \right) \ne 0\,\,\,\,\,\left( 3 \right) \hfill \cr
3x = x + {\pi \over 3} + k\pi ,k \in Z\,\,\,\,\left( 4 \right) \hfill \cr} \right. \cr
& \left( 4 \right) \Leftrightarrow x = {\pi \over 6} + {{k\pi } \over 2},k \in Z \cr} \)

Nếu k = 2m + 1, m ∈ Z thì các giá trị này không thỏa mãn điều kiện (3).

Suy ra các giá trị cần tìm là \(x = {\pi  \over 6} + m\pi ,m \in Z\)

Bài 2.6: Giải các phương trình

a) cos 3x – sin 2x = 0

b) tanx. tan 2x =  – 1

c) sin 3x + sin 5x = 0

d) cot 2x. cot 3x = 1

a) \(\eqalign{
& \cos 3x – \sin 2x = 0 \cr
& \Leftrightarrow \cos 3x = \sin 2x \cr
& \Leftrightarrow \cos 3x = \cos \left( {{\pi \over 2} – 2x} \right) \cr
& \Leftrightarrow 3x = \pm \left( {{\pi \over 2} – 2x} \right) + k2\pi ,k \in Z \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
5x = {\pi \over 2} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr
x = – {\pi \over 2} + k2\pi ,k \in Z \hfill \cr} \right. \cr} \)

Vậy nghiệm của phương trình là: \(x = {\pi  \over {10}} + {{k2\pi } \over 5},k \in Z\) và \(x =  – {\pi  \over 2} + k2\pi ,k \in Z\)

b) Điều kiện của phương trình: cos x ≠ 0 và cos2x ≠ 0

\(\eqalign{
& \tan x.\tan 2x = – 1 \cr
& \Rightarrow \sin x.\sin 2x = – \cos x.\cos 2x \cr
& \Rightarrow \cos 2x.\cos x + \sin 2x.\sin x = 0 \cr
& \Rightarrow \cos x = 0 \cr} \)

Kết hợp với điều kiênh ta thấy phương trình vô nghiệm.

c) \(\eqalign{
& \sin 3x + \sin 5x = 0 \cr
& \Leftrightarrow 2\sin 4x.\cos x = 0 \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
\sin 4x = 0 \hfill \cr
\cos x = 0 \hfill \cr} \right. \cr
& \Leftrightarrow \left[ \matrix{
4x = k\pi ,k \in Z \hfill \cr
x = {\pi \over 2} + k\pi ,k \in Z \hfill \cr} \right. \cr} \)

Vậy nghiệm của phương trình là: \(x = {{k\pi } \over 4},k \in Z{\rm{ }}\) và \(x = {\pi  \over 2} + k\pi ,k \in Z\)

d) Điều kiện: sin2x ≠ 0 và sin 3x ≠ 0

\(\eqalign{
& \cot 2x.\cot 3x = 1 \cr
& \Rightarrow \cos 2x.\cos 3x = \sin 2x.\sin 3x \cr
& \Rightarrow \cos 2x.\cos 3x – \sin 2x.\sin 3x = 0 \cr
& \Rightarrow \cos 5x = 0 \Rightarrow 5x = {\pi \over 2} + k\pi ,k \in Z \cr
& \Rightarrow x = {\pi \over {10}} + {{k\pi } \over 5},k \in Z \cr} \)

Với k = 2 + 5m, m ∈ Z thì

\(\eqalign{
& x = {\pi \over {10}} + \left( {2 + 5m} \right).{\pi \over 5} \cr
& = {\pi \over {10}} + {{2\pi } \over 5} + m\pi \cr
& = {\pi \over 2} + m\pi ,m \in Z \cr} \)

Lúc đó \(\sin 2x = \sin \left( {\pi  + 2m\pi } \right) = 0\), không thỏa mãn điều kiện.

Có thể suy ra nghiệm phương trình là \(x = {\pi  \over {10}} + {{k\pi } \over 5},k \in Z\) và k ≠ 2 + 5m, m ∈ Z