Bài 1 · 1.31★Trang 25— Trắc nghiệm đổi đơn vị số đo góc từ độ sang rađian
Đổi số đo góc α=105∘ sang rađian ta được: A. α=85π; B. α=8π; C. α=127π; D. α=129π.
Kiến thức cần nhớ
Hệ thức đổi đơn vị: 180∘=π rad, nên 1∘=180π rad và 1 rad =π180∘.
Muốn đổi a∘ sang rađian thì nhân với 180π rồi rút gọn phân số.
Muốn kiểm tra ngược, đổi kết quả rađian trở lại độ bằng cách nhân với π180.
🧠 Phân tích tư duy
Đề cho số đo bằng độ và bắt trả về rađian, đây là dạng đổi đơn vị thuần túy nên chỉ cần đúng một hệ thức 180∘=π. Nên đi theo hướng lập tỉ số 180105 rồi rút gọn, vì rút gọn phân số an toàn hơn là nhớ thuộc lòng vài góc mẫu. Bẫy nằm ở phương án D: 129π chưa rút gọn nên trông lạ mắt và dễ bị bỏ qua, trong khi kết quả đúng 127π lại có cùng mẫu 12 với nó.
1Cách 1. Nhân trực tiếp với hệ số đổi đơn vị rồi rút gọn phân số
Định hướng. Nhân số đo độ với 180π rồi rút gọn phân số nhận được.
α=105∘=105⋅180π
α=180105π
α=180:15105:15π
α=127π
Vậy chọn phương án C.
2Cách 2. Đổi ngược từng phương án về độ để loại trừ
Định hướng. Đổi cả bốn phương án trở lại đơn vị độ bằng hệ số π180, phương án nào cho 105∘ thì đúng.
85π=85⋅180∘=112,5∘
8π=81⋅180∘=22,5∘
127π=127⋅180∘=105∘
129π=43⋅180∘=135∘
Vậy chỉ 127π cho đúng 105∘, chọn phương án C.
3Cách 3. Tách 105∘ thành tổng hai góc đặc biệt đã thuộc
Định hướng. Viết 105∘ thành tổng hai góc quen thuộc đã biết số đo rađian, rồi cộng hai phân số.
105∘=60∘+45∘
60∘=3π và 45∘=4π
α=3π+4π=124π+123π
α=127π
Vậy cách tách góc cũng cho α=127π, chọn phương án C.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: chỉ một phép nhân và một lần rút gọn, không phải nhớ thêm góc mẫu nào; Cách 3 chỉ nhanh khi góc tách được thành hai góc đặc biệt như ở bài này.
Đáp số.Chọn C: α=127π
Sai lầm thường gặp.Sai phổ biến là nhân với π180 thay vì 180π, dẫn tới 105⋅π180 là một số rất lớn chứ không phải phân số của π. Lỗi thứ hai là rút gọn nửa vời: từ 180105π chỉ chia cho 5 được 3621π rồi thấy không có phương án nào khớp nên chọn bừa 129π, trong khi 3621π vẫn chia tiếp cho 3 để thành 127π.
🚀 Mở rộng.Tổng quát, góc a∘ có số đo rađian là 180aπ và phân số này tối giản khi và chỉ khi a nguyên tố cùng nhau với 180; thử với a=105 thì ƯCLN(105;180)=15 đúng bằng lượng vừa giản ước.
Bài 2 · 1.32★★★Trang 25— Trắc nghiệm liên hệ giữa góc hình học và số đo góc lượng giác
Cho góc lượng giác (Ou,Ov) có số đo α mà uOv là góc tù. Mệnh đề nào sau đây đúng? A. Có số nguyên k để 2π+k2π<α<23π+k2π; B. −π≤α<−2π; C. −2π<α≤23π; D. 2π<α<π.
Kiến thức cần nhớ
Góc hình học uOv chỉ nhận một số đo duy nhất trong [0;π], còn góc lượng giác (Ou,Ov) có vô số số đo sai khác nhau k2π.
Nếu uOv=φ thì mọi số đo của góc lượng giác (Ou,Ov) đều có dạng α=φ+k2π hoặc α=−φ+k2π, k∈Z.
Góc tù nghĩa là 2π<φ<π.
Một mệnh đề về góc lượng giác chỉ đúng khi nó nghiệm đúng với MỌI số đo của góc đó.
🧠 Phân tích tư duy
Chữ khoá là hai đối tượng khác nhau bị đặt cạnh nhau: uOv là góc HÌNH HỌC chỉ có một số đo trong [0;π], còn α là số đo góc LƯỢNG GIÁC nên có vô số giá trị lệch nhau k2π và có thể âm. Vì thế phải chọn mệnh đề đúng với mọi số đo chứ không phải mệnh đề đúng với một số đo nào đó, và chỉ có phương án chứa k2π mới gánh nổi yêu cầu này. Bẫy chính là phương án D trông y hệt định nghĩa góc tù, nhưng nó loại sạch các số đo âm như α=−43π vốn cũng biểu diễn đúng góc tù ấy.
1Cách 1. Viết công thức tổng quát cho mọi số đo rồi đối chiếu từng phương án
Định hướng. Gọi φ=uOv, viết tập hợp TẤT CẢ số đo của góc lượng giác (Ou,Ov) rồi xem phương án nào chứa trọn tập đó.
2π<φ<π
α=φ+k2π hoặc α=−φ+k2π, k∈Z
2π+k2π<φ+k2π<π+k2π
−π+k2π<−φ+k2π<−2π+k2π
−π+k2π=π+(k−1)2π và −2π+k2π=23π+(k−1)2π
cả hai họ đều nằm trong (2π+m2π;23π+m2π), m∈Z
Vậy chọn phương án A.
2Cách 2. Lấy một số đo âm cụ thể làm phản ví dụ để loại ba phương án
Định hướng. Chọn một góc tù cụ thể, lấy số đo âm của nó rồi thử vào từng phương án; phương án nào bị phản ví dụ thì loại.
φ=43π là góc tù, lấy α=−43π
phương án B đòi −π≤α<−2π, nhưng số đo α=43π của cùng góc ấy không thoả
phương án C đòi −2π<α, mà −43π<−2π nên không thoả
phương án D đòi 2π<α<π, mà −43π âm nên không thoả
phương án A với k=−1 cho −23π<−43π<−2π, đúng
Vậy ba phương án B, C, D đều bị phản ví dụ, chọn phương án A.
3Cách 3. Nhìn đường tròn lượng giác, quy về nửa mặt phẳng bên trái
Định hướng. Điểm biểu diễn của góc tù nằm trong góc phần tư thứ hai hoặc thứ ba của đường tròn lượng giác; mô tả đúng miền đó bằng một bất đẳng thức.
φ tù nên điểm ngọn của tia Ov có hoành độ âm, tức cosα<0
cosα<0 khi và chỉ khi điểm biểu diễn thuộc cung mở từ 2π đến 23π
2π+k2π<α<23π+k2π, k∈Z
Vậy miền đó đúng bằng phương án A.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 2: chỉ cần một phản ví dụ α=−43π là bắn rơi luôn ba phương án, nhanh hơn nhiều so với Cách 1 phải biến đổi hai họ số đo về chung một họ.
Đáp số.Chọn A: có số nguyên k để 2π+k2π<α<23π+k2π
Sai lầm thường gặp.Sai lầm hay gặp nhất là chọn D vì nhớ máy móc rằng góc tù thì số đo thuộc (2π;π); điều đó chỉ đúng cho góc HÌNH HỌC. Với uOv=43π thì α=−43π cũng là một số đo hợp lệ của góc lượng giác (Ou,Ov) mà −43π không thuộc (2π;π), nên D sai.
🚀 Mở rộng.Cùng kiểu lập luận, nếu uOv là góc nhọn thì tập số đo của (Ou,Ov) chính là miền cosα>0, tức −2π+k2π<α<2π+k2π; nói cách khác dấu của cosα là đặc trưng bất biến của góc hình học qua mọi số đo.
Bài 9 · 1.39★★Trang 26— Trắc nghiệm nhận diện công thức biến đổi tổng thành tích
Trong các đẳng thức sau, đẳng thức nào sai? A. cosu+cosv=2cos2u+vcos2u−v; B. cosu−cosv=2sin2u+vsin2u−v; C. sinu+sinv=2sin2u+vcos2u−v; D. sinu−sinv=2cos2u+vsin2u−v.
Kiến thức cần nhớ
Bốn công thức tổng thành tích: cosu+cosv=2cos2u+vcos2u−v, cosu−cosv=−2sin2u+vsin2u−v.
sinu+sinv=2sin2u+vcos2u−v và sinu−sinv=2cos2u+vsin2u−v.
Chỉ duy nhất công thức cho hiệu hai côsin có dấu trừ đứng trước.
Mọi công thức đó suy ra được từ công thức cộng bằng cách đặt u=2u+v+2u−v và v=2u+v−2u−v.
Bài 12 · 1.42★★Trang 26— Trắc nghiệm tính đồng biến nghịch biến của hàm số côsin
Khẳng định nào sau đây đúng? A. Hàm số y=cosx nghịch biến trên khoảng (−π;0) và đồng biến trên khoảng (0;π); B. Hàm số y=cosx đồng biến trên các khoảng (−π;0) và (0;π); C. Hàm số y=cosx nghịch biến trên các khoảng (−π;0) và (0;π); D. Hàm số y=cosx đồng biến trên khoảng (−π;0) và nghịch biến trên khoảng (0;π).
Kiến thức cần nhớ
Hàm số y=cosx đồng biến trên mỗi khoảng (−π+k2π;k2π) và nghịch biến trên mỗi khoảng (k2π;π+k2π), k∈Z.
Trên một chu kì, đồ thị y=cosx đi lên từ điểm thấp nhất (−π;−1) tới điểm cao nhất (0;1) rồi đi xuống tới (π;−1).
Hàm số y=cosx là hàm chẵn nên đồ thị đối xứng qua trục tung; chiều biến thiên trên hai khoảng đối xứng luôn NGƯỢC nhau.
Bài 13 · 1.43★★Trang 27— Trắc nghiệm tính chất của hàm số tang
Khẳng định nào sau đây sai? A. Tập xác định của hàm số y=tanx là D=R∖{2π+kπ∣k∈Z}; B. Hàm số y=tanx đồng biến trên các khoảng (−2π+kπ;2π+kπ) với mọi k∈Z; C. Tập giá trị của hàm số y=tanx là (−2π;2π); D. Hàm số y=tanx là hàm số tuần hoàn với chu kì π.
Kiến thức cần nhớ
Hàm số y=tanx có tập xác định R∖{2π+kπ∣k∈Z} và tập giá trị là R.
Hàm số y=tanx tuần hoàn với chu kì π và đồng biến trên mỗi khoảng xác định (−2π+kπ;2π+kπ).
Phải phân biệt TẬP XÁC ĐỊNH (miền của biến x) với TẬP GIÁ TRỊ (miền của y); khoảng (−2π;2π) là một khoảng của biến chứ không phải của giá trị.
Bài 15 · 1.45★Trang 27— Trắc nghiệm chu kì tuần hoàn của bốn hàm lượng giác cơ bản
Mệnh đề nào sau đây sai? A. Hàm số y=sinx tuần hoàn với chu kì 2π; B. Hàm số y=cosx tuần hoàn với chu kì 2π; C. Hàm số y=tanx tuần hoàn với chu kì 2π; D. Hàm số y=cotx tuần hoàn với chu kì π.
Kiến thức cần nhớ
Chu kì (cơ sở) của y=sinx và y=cosx là 2π.
Chu kì (cơ sở) của y=tanx và y=cotx là π.
Khi nói hàm số tuần hoàn với chu kì T thì T được hiểu là số dương NHỎ NHẤT thoả f(x+T)=f(x); vì thế 2π không phải chu kì của hàm tang dù tan(x+2π)=tanx.
Bài 16 · 1.46★★★Trang 27— Trắc nghiệm xét tính tuần hoàn và tính chẵn lẻ của hàm số tích
Mệnh đề nào sau đây sai? A. Hàm số y=sinxcos2x là hàm số tuần hoàn; B. Hàm số y=sinxcos2x là hàm số lẻ; C. Hàm số y=xsinx là hàm số tuần hoàn; D. Hàm số y=xsinx là hàm số chẵn.
Kiến thức cần nhớ
Tích của hai hàm tuần hoàn có chu kì cùng đo được bởi một số T thì tuần hoàn với chu kì T.
Hàm đa thức bậc nhất y=x KHÔNG tuần hoàn, và tích của một hàm không tuần hoàn với một hàm tuần hoàn thường không tuần hoàn.
Tích của hàm lẻ với hàm chẵn là hàm LẺ; tích của hai hàm lẻ là hàm CHẴN.
Muốn bác bỏ tính tuần hoàn, chỉ cần chỉ ra một dãy giá trị tăng vô hạn của hàm số.
Bài 17 · 1.47★★Trang 27— Trắc nghiệm công thức nghiệm của phương trình lượng giác đặc biệt
Mệnh đề nào dưới đây đúng? A. cosx=−1⇔x=π+k2π(k∈Z); B. sinx=0⇔x=k2π(k∈Z); C. tanx=0⇔x=k2π(k∈Z); D. cosx=0⇔x=2π+k2π(k∈Z).
Kiến thức cần nhớ
Bốn công thức nghiệm đặc biệt: cosx=−1⇔x=π+k2π; cosx=0⇔x=2π+kπ.
sinx=0⇔x=kπ và tanx=0⇔x=kπ, k∈Z.
Chu kì k2π chỉ dùng khi trên một vòng tròn lượng giác phương trình có ĐÚNG MỘT điểm biểu diễn; nếu có hai điểm đối xứng nhau qua tâm thì gộp lại thành kπ.
Muốn kiểm một công thức nghiệm có đủ hay không, thử một nghiệm nằm ngoài công thức đó.
Bài 20 · 1.50★★★Trang 28— Giải phương trình dạng sin bằng sin và chọn đúng họ nghiệm
Giá trị của các hàm số y=sin3x và y=sinx bằng nhau khi và chỉ khi A. x=kπ hoặc x=4π+2kπ(k∈Z); B. x=4kπ(k∈Z); C. x=2kπ(k∈Z); D. x=k2π hoặc x=4π+k2π(k∈Z).
Kiến thức cần nhớ
sinu=sinv⇔u=v+k2π hoặc u=π−v+k2π, k∈Z.
Sau khi giải, phải rút gọn chu kì: từ 2x=k2π ta được x=kπ chứ không phải x=k2π.
Cách kiểm nhanh một phương án: thử một nghiệm đúng xem phương án có chứa nó không, và thử một giá trị thuộc phương án xem nó có thật là nghiệm không.
Bài 21 · 1.51★★Trang 28— Biểu diễn cung trên đường tròn lượng giác và tính giá trị lượng giác
Trên đường tròn lượng giác, xác định điểm M biểu diễn các góc lượng giác có số đo sau và tính các giá trị lượng giác của chúng: a) 423π; b) 631π; c) −1380∘.
Kiến thức cần nhớ
Hai số đo sai khác nhau một bội của 2π (hoặc 360∘) thì cho CÙNG một điểm biểu diễn trên đường tròn lượng giác.
Muốn tìm điểm biểu diễn, tách số đo thành α0+k2π với 0≤α0<2π và k∈Z.
Điểm biểu diễn có toạ độ (cosα;sinα); từ đó tanα=cosαsinα và cotα=sinαcosα.
Bài 22 · 1.52★★Trang 28— Ứng dụng công thức độ dài cung tròn vào chuyển động của kim đồng hồ
Kim phút và kim giờ của đồng hồ lớn nhà Bưu điện Thành phố Hà Nội theo thứ tự dài 1,75 m và 1,26 m. Hỏi trong 15 phút, mũi kim phút vạch nên cung tròn có độ dài bao nhiêu mét? Cũng câu hỏi đó cho mũi kim giờ.
Kiến thức cần nhớ
Độ dài cung tròn bán kính R chắn góc ở tâm α (đo bằng rađian) là ℓ=Rα.
Công thức ℓ=Rα chỉ đúng khi α tính bằng RAĐIAN, nên số đo độ phải đổi trước.
Kim phút đi hết một vòng 2π trong 60 phút; kim giờ đi hết một vòng 2π trong 12 giờ tức 720 phút.
Trong cùng một khoảng thời gian, kim giờ quay chậm hơn kim phút đúng 12 lần.
Bài 23 · 1.53★★Trang 28— Ứng dụng độ dài cung tròn để tính khoảng cách theo kinh tuyến
Huyện lị Quản Bạ tỉnh Hà Giang và huyện lị Cái Nước tỉnh Cà Mau cùng nằm ở 105∘ kinh đông, nhưng Quản Bạ ở 23∘ vĩ bắc, Cái Nước ở vĩ độ 9∘ bắc. Hãy tính độ dài cung kinh tuyến nối hai huyện lị đó, coi Trái Đất có bán kính 6378 km.
Kiến thức cần nhớ
Hai địa điểm cùng kinh độ thì cùng nằm trên một kinh tuyến, là một đường tròn lớn bán kính bằng bán kính Trái Đất.
Góc ở tâm chắn cung nối hai địa điểm cùng kinh tuyến bằng HIỆU hai vĩ độ (khi cùng bán cầu).
Bài 25 · 1.55★★★★Trang 28— Rút gọn biểu thức lượng giác bằng công thức nhân đôi, hạ bậc và tổng thành tích
Rút gọn các biểu thức sau: a) sin(45∘+α)+cos(45∘+α)sin(45∘+α)−cos(45∘+α); b) 1+cos2α+cosαsin2α+sinα; c) 1−cosα−sinα1+cosα−sinα; d) cosα+cos3α+cos5αsinα+sin3α+sin5α.
Kiến thức cần nhớ
Công thức hạ bậc: 1+cos2α=2cos2α và 1−cosα=2sin22α, 1+cosα=2cos22α.
Công thức nhân đôi: sin2α=2sinαcosα.
Tổng thành tích: sinu+sinv=2sin2u+vcos2u−v và cosu+cosv=2cos2u+vcos2u−v.
Bài 26 · 1.56★★★★Trang 28— Chứng minh biểu thức lượng giác không phụ thuộc biến
Chứng minh các biểu thức sau không phụ thuộc vào x: a) A=sin(4π+x)−cos(4π−x); b) B=cos(6π−x)−sin(3π+x); c) C=sin2x+cos(3π−x)cos(3π+x); d) D=1+cos2x+sin2x1−cos2x+sin2xcotx.
Kiến thức cần nhớ
Cung phụ nhau: cosu=sin(2π−u) và sinu=cos(2π−u).
Công thức biến đổi tích thành tổng: cosucosv=21[cos(u−v)+cos(u+v)].
Công thức hạ bậc: 1−cos2x=2sin2x, 1+cos2x=2cos2x, sin2x=2sinxcosx.
Một biểu thức không phụ thuộc x khi rút gọn được về một HẰNG SỐ trên toàn tập xác định.
Bài 27 · 1.57★★★★Trang 29— Ứng dụng công thức cộng để tổng hợp hai sóng âm cùng tần số
Hai sóng âm có phương trình lần lượt là f1(t)=Csinωt và f2(t)=Csin(ωt+α). Hai sóng này giao thoa với nhau tạo ra âm kết hợp có phương trình f(t)=f1(t)+f2(t)=Csinωt+Csin(ωt+α). a) Sử dụng công thức cộng chỉ ra rằng hàm f(t) có thể viết dưới dạng f(t)=Asinωt+Bcosωt, với A, B là hai hằng số phụ thuộc vào α. b) Khi C=10 và α=3π, tìm biên độ và pha ban đầu của sóng âm kết hợp, tức là tìm hai hằng số k và φ sao cho f(t)=ksin(ωt+φ).
Kiến thức cần nhớ
Công thức cộng: sin(u+v)=sinucosv+cosusinv.
Mọi biểu thức Asinθ+Bcosθ đều viết được thành ksin(θ+φ) với k=A2+B2.
Khi đó cosφ=kA và sinφ=kB; k là biên độ, φ là pha ban đầu.
Công thức hạ bậc dùng để rút gọn 1+cosα=2cos22α và sinα=2sin2αcos2α.
Bài 34 · 1.64★★★★Trang 30— Bài toán thực tế đưa về cực trị của hàm số lượng giác
Một thanh xà gồ hình hộp chữ nhật được cắt ra từ một khối gỗ hình trụ có đường kính 30 cm. a) Chứng minh rằng diện tích mặt cắt của thanh xà gồ được tính bởi công thức S(θ)=450sin2θ (cm2); ở đó góc θ được chỉ ra trong hình vẽ. b) Tìm góc θ để diện tích mặt cắt của thanh xà gồ là lớn nhất.
Kiến thức cần nhớ
Hình chữ nhật nội tiếp một đường tròn thì đường chéo của nó là ĐƯỜNG KÍNH của đường tròn đó.
Trong tam giác vuông có cạnh huyền c và một góc nhọn θ kề cạnh a: a=ccosθ và cạnh đối b=csinθ.
Bài 35 · 1.65★★★★Trang 30— Bài toán thực tế đếm số nghiệm của phương trình lượng giác trên một đoạn
Huyết áp là áp lực cần thiết tác động lên thành của động mạch để đưa máu từ tim đến nuôi dưỡng các mô trong cơ thể. Huyết áp được tạo ra do lực co bóp của cơ tim và sức cản của thành động mạch. Mỗi lần tim đập, huyết áp của chúng ta tăng rồi giảm giữa các nhịp. Huyết áp tối đa và huyết áp tối thiểu gọi là huyết áp tâm thu và tâm trương, tương ứng. Chỉ số huyết áp của chúng ta được viết là tâm thu trên tâm trương. Chỉ số huyết áp 120/80 là bình thường. Giả sử một người nào đó có nhịp tim là 70 lần trên phút và huyết áp của người đó được mô hình hoá bởi hàm số P(t)=100+20sin37πt, ở đó P(t) là huyết áp tính theo đơn vị mmHg (milimét thuỷ ngân) và thời gian t tính theo giây. a) Trong khoảng từ 0 giây đến 1 giây, hãy xác định số lần huyết áp là 100 mmHg. b) Trong khoảng từ 0 giây đến 1 giây, hãy xác định số lần huyết áp là 120 mmHg.
Kiến thức cần nhớ
sinu=0⇔u=kπ; sinu=1⇔u=2π+k2π, k∈Z.
Hàm P(t)=100+20sin37πt có chu kì T=37π2π=76 giây, khớp với nhịp tim 70 lần mỗi phút.
Huyết áp P(t)=100 ứng với sin37πt=0; P(t)=120 là giá trị LỚN NHẤT nên ứng với sin37πt=1.
Muốn đếm số lần, giải theo k rồi chặn k bởi điều kiện 0≤t≤1.