10 Bài tập Áp dụng công thức lượng giác vào các bài toán rút gọn, chứng minh đẳng thức lượng giác (có lời giải)
Đề thi

10 Bài tập Áp dụng công thức lượng giác vào các bài toán rút gọn, chứng minh đẳng thức lượng giác (có lời giải)

A
Admin
ToánLớp 1131 lượt thi
10 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Giá trị biểu thức sinπ15cosπ10+sinπ10cosπ15cos2π15cosπ5−sin2π15sinπ5 bằng

1;

−1;

−32;

32.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

sinπ15cosπ10+sinπ10cosπ15cos2π15cosπ5−sin2π15sinπ5=sinπ15+π10cos2π15+π5=sinπ6cosπ3=1212=1.

2. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho góc a thỏa mãn \(0 < \alpha < \frac{\pi }{2}\) và \(\sin \alpha = \frac{2}{3}\). Tính \(P = \frac{{1 + \sin 2\alpha + cos2\alpha }}{{\sin \alpha + cos\alpha }}\).

\(P = - \frac{{2\sqrt 5 }}{3}\);

\(P = \frac{3}{2}\);

\(P = \frac{{2\sqrt 5 }}{3}\);

\(P = - \frac{3}{2}\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

\(P = \frac{{1 + \sin 2\alpha + cos2\alpha }}{{\sin \alpha + cos\alpha }}\)\( = \frac{{\left( {1 + cos2\alpha } \right) + \sin 2\alpha }}{{\sin \alpha + cos\alpha }}\)\( = \frac{{2co{s^2}\alpha + 2\sin \alpha cos\alpha }}{{\sin \alpha + cos\alpha }}\)

\( = \frac{{2cos\alpha \left( {\sin \alpha + cos\alpha } \right)}}{{\sin \alpha + cos\alpha }}\)\( = 2cos\alpha \).

Có sin2a + cos2a = 1 mà \(\sin \alpha = \frac{2}{3}\) nên \(co{s^2}\alpha = \frac{5}{9}\).

Vì \(0 < \alpha < \frac{\pi }{2}\) nên cosa > 0. Do đó \(cos\alpha = \frac{{\sqrt 5 }}{3}\).

Vậy \(P = \frac{{2\sqrt 5 }}{3}\).

3. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Đơn giản biểu thức A=2cos2x−1sinx+cosx ta được kết quả là

A = sinx – cosx;

A = cosx + sinx;

A = −sinx – cosx;

A = cosx – sinx.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

A=2cos2x−1sinx+cosx=cos2xsinx+cosx=cos2x−sin2xsinx+cosx

=cosx−sinxcosx+sinxsinx+cosx=cosx−sinx.

4. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Rút gọn biểu thức P=cosa−cos5asin4a+sin2a với (sin4a + sin2a ≠ 0) ta được

P = 2cota;

P = 2cosa;

P = 2tana

P = 2sina.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D.

P=cosa−cos5asin4a+sin2a=2sin3asin2a2sin3acosa=sin2acosa=2sinacosacosa=2sina

5. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Rút gọn biểu thức \(A = \frac{{1 + cos\alpha + cos2\alpha + cos3\alpha }}{{2co{s^2}\alpha + cos\alpha - 1}}\) bằng

P = −2cosa;

P = cosa;

P = 2cosa;

P = 2sina.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

\(A = \frac{{1 + cos\alpha + cos2\alpha + cos3\alpha }}{{2co{s^2}\alpha + cos\alpha - 1}}\)

\( = \frac{{\left( {1 + cos2\alpha } \right) + \left( {cos\alpha + cos3\alpha } \right)}}{{2co{s^2}\alpha + cos\alpha - 1}}\)

\( = \frac{{2co{s^2}\alpha + 2cos2\alpha cos\alpha }}{{\left( {2co{s^2}\alpha - 1} \right) + cos\alpha }}\)

\( = \frac{{2cos\alpha \left( {cos2\alpha + cos\alpha } \right)}}{{cos2\alpha + cos\alpha }}\)

\( = 2cos\alpha \).

6. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Với điều kiện xác định, hãy rút gọn biểu thức

\(A = \frac{{{{\left( {tanx + \cot x} \right)}^2} - {{\left( {tanx - \cot x} \right)}^2}}}{{\cot x - tanx}}\).

\(A = \frac{2}{{\cot 2x}}\);

A = 4;

\(A = \frac{4}{{\cot 2x}}\);

\(A = \frac{8}{{\cot 2x}}\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

\(A = \frac{{{{\left( {tanx + \cot x} \right)}^2} - {{\left( {tanx - \cot x} \right)}^2}}}{{\cot x - tanx}}\)

\( = \frac{{ta{n^2}x + 2\tan x\cot x + {{\cot }^2}x - \left( {ta{n^2}x - 2\tan x\cot x + {{\cot }^2}x} \right)}}{{\frac{{{\rm{cosx}}}}{{\sin x}} - \frac{{\sin x}}{{{\rm{cosx}}}}}}\)

\( = \frac{{ta{n^2}x + 2\tan x\cot x + {{\cot }^2}x - ta{n^2}x + 2\tan x\cot x - {{\cot }^2}x}}{{\frac{{{\rm{cosx}}}}{{\sin x}} - \frac{{\sin x}}{{{\rm{cosx}}}}}}\)

\( = \frac{4}{{\frac{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}{\rm{x}} - {{\sin }^2}x}}{{\sin x{\rm{cosx}}}}}}\)

\( = \frac{{4\sin x{\rm{cosx}}}}{{{\rm{cos2x}}}}\)

\( = \frac{{2\sin 2x}}{{{\rm{cos2x}}}} = 2\tan 2x = \frac{2}{{\cot 2x}}\).

7. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Biểu thức thu gọn của biểu thức \(B = \left( {\frac{1}{{cos2x}} + 1} \right) \cdot \tan x\) là

cot2x;

tan2x;

cos2x;

sinx.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

\(B = \left( {\frac{1}{{cos2x}} + 1} \right) \cdot \tan x\)\[ = \frac{{1 + cos2x}}{{cos2x}} \cdot \frac{{\sin x}}{{\cos x}}\]\[ = \frac{{2{{\cos }^2}x}}{{cos2x}} \cdot \frac{{\sin x}}{{\cos x}}\]\[ = \frac{{2\cos x\sin x}}{{cos2x}}\]\[ = \frac{{\sin 2x}}{{cos2x}} = \tan 2x\]

8. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong các hệ thức sau, hệ thức nào sai?

\(\sqrt 3 - 2\cos x = 4\sin \left( {\frac{x}{2} + 15^\circ } \right)\sin \left( {\frac{x}{2} - 15^\circ } \right)\);

\({\tan ^2}x - 3 = \frac{{4\sin \left( {x + \frac{\pi }{3}} \right)\sin \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right)}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\);

sin27x – cos25x = cos12xcos2x;

1 + sinx + cosx = \(2\sqrt 2 {\rm{cos}}\frac{x}{2}cos\left( {\frac{x}{2} - \frac{\pi }{4}} \right)\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Xét đáp án A.

Ta có \(4\sin \left( {\frac{x}{2} + 15^\circ } \right)\sin \left( {\frac{x}{2} - 15^\circ } \right)\)

\( = 4 \cdot \frac{1}{2} \cdot \left\{ {co{\mathop{\rm s}\nolimits} \left[ {\left( {\frac{x}{2} + 15^\circ } \right) - \left( {\frac{x}{2} - 15^\circ } \right)} \right] - cos\left[ {\left( {\frac{x}{2} + 15^\circ } \right) + \left( {\frac{x}{2} - 15^\circ } \right)} \right]} \right\}\)

\( = 4 \cdot \frac{1}{2} \cdot \left( {cos30^\circ - c{\rm{os}}x} \right)\)

\( = \sqrt 3 - 2c{\rm{os}}x\).

Vậy đáp án A đúng

Xét đáp án B

\(\frac{{4\sin \left( {x + \frac{\pi }{3}} \right)\sin \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right)}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = \frac{{4 \cdot \frac{1}{2} \cdot \left\{ {co{\mathop{\rm s}\nolimits} \left[ {\left( {x + \frac{\pi }{3}} \right) - \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right)} \right] - co{\mathop{\rm s}\nolimits} \left[ {\left( {x + \frac{\pi }{3}} \right) + \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right)} \right]} \right\}}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = \frac{{4 \cdot \frac{1}{2} \cdot \left( {co{\mathop{\rm s}\nolimits} \frac{{2\pi }}{3} - co{\mathop{\rm s}\nolimits} 2x} \right)}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = \frac{{4 \cdot \frac{1}{2} \cdot \left( { - \frac{1}{2} - co{\mathop{\rm s}\nolimits} 2x} \right)}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = \frac{{ - 1 - 2co{\mathop{\rm s}\nolimits} 2x}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = \frac{{ - \left( {si{n^2}x + co{s^2}x} \right) - 2\left( {co{s^2}x - si{n^2}x} \right)}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = \frac{{si{n^2}x - 3co{s^2}x}}{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}x}}\)

\( = {\tan ^2}x - 3\).

Vậy đáp án B đúng.

Xét đáp án C

cos12xcos2x = \(\frac{1}{2}\left( {cos10x + cos14x} \right)\)

\( = \frac{1}{2}\left( {2{{\cos }^2}5x - 1 + 2co{s^2}7x - 1} \right)\)

\( = co{s^2}5x + co{s^2}7x - 1\).

Vậy đáp án C sai.

Xét đáp án D

\(2\sqrt 2 {\rm{cos}}\frac{x}{2}cos\left( {\frac{x}{2} - \frac{\pi }{4}} \right)\)

\( = 2\sqrt 2 \cdot \frac{1}{2}\left\{ {{\rm{cos}}\left[ {\frac{x}{2} - \left( {\frac{x}{2} - \frac{\pi }{4}} \right)} \right] + {\rm{cos}}\left[ {\frac{x}{2} + \left( {\frac{x}{2} - \frac{\pi }{4}} \right)} \right]} \right\}\)

\( = 2\sqrt 2 \cdot \frac{1}{2}\left[ {{\rm{cos}}\frac{\pi }{4} + {\rm{cos}}\left( {x - \frac{\pi }{4}} \right)} \right]\)

\( = 2\sqrt 2 \cdot \frac{1}{2}\left[ {\frac{{\sqrt 2 }}{2} + {\rm{cos}}\left( {x - \frac{\pi }{4}} \right)} \right]\)

\( = 1 + \sqrt 2 {\rm{cos}}\left( {x - \frac{\pi }{4}} \right)\)

\( = 1 + \sqrt 2 \left( {\cos x\cos \frac{\pi }{4} + \sin x\sin \frac{\pi }{4}} \right)\)

\( = 1 + \sqrt 2 \left( {\frac{{\sqrt 2 }}{2}\cos x + \frac{{\sqrt 2 }}{2}\sin x} \right)\)

\( = 1 + \cos x + \sin x\).

Vậy đáp án D đúng.

9. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai?

\(\frac{{\tan 30^\circ + \tan 40^\circ + \tan 50^\circ + \tan 60^\circ }}{{cos20^\circ }} = \frac{4}{{\sqrt 3 }}\);

\(cos\frac{\pi }{5} - cos\frac{{2\pi }}{5} = \frac{1}{2}\);

\(cos\frac{\pi }{7} - cos\frac{{2\pi }}{7} + cos\frac{{3\pi }}{7} = \frac{1}{2}\);

\(cos\frac{{2\pi }}{5} + cos\frac{{4\pi }}{5} + cos\frac{{6\pi }}{5} + cos\frac{{8\pi }}{5} = - 1\).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Xét đáp án A

\(\frac{{\tan 30^\circ + \tan 40^\circ + \tan 50^\circ + \tan 60^\circ }}{{cos20^\circ }}\)

\( = \frac{{\frac{{\sin \left( {30^\circ + 40^\circ } \right)}}{{cos30^\circ cos40^\circ }} + \frac{{\sin \left( {50^\circ + 60^\circ } \right)}}{{cos50^\circ cos60^\circ }}}}{{cos20^\circ }}\)

\( = \frac{{\frac{{\sin 70^\circ }}{{cos30^\circ cos40^\circ }} + \frac{{\sin 110^\circ }}{{cos50^\circ cos60^\circ }}}}{{cos20^\circ }}\)

\( = \frac{{\sin 70^\circ }}{{cos20^\circ cos30^\circ cos40^\circ }} + \frac{{\sin 110^\circ }}{{cos20^\circ cos50^\circ cos60^\circ }}\)

\( = \frac{{\sin 70^\circ }}{{\sin 70^\circ cos30^\circ cos40^\circ }} + \frac{{cos20^\circ }}{{cos20^\circ cos50^\circ cos60^\circ }}\)

\( = \frac{1}{{cos30^\circ cos40^\circ }} + \frac{1}{{cos50^\circ cos60^\circ }}\)

\( = \frac{2}{{\sqrt 3 cos40^\circ }} + \frac{2}{{cos50^\circ }}\)

\( = 2 \cdot \frac{{cos50^\circ + \sqrt 3 cos40^\circ }}{{\sqrt 3 cos40^\circ cos50^\circ }}\)

\( = 2 \cdot \frac{{\sin 40^\circ + \sqrt 3 cos40^\circ }}{{\sqrt 3 cos40^\circ cos50^\circ }}\)

\( = 4 \cdot \frac{{\frac{1}{2} \cdot \sin 40^\circ + \frac{{\sqrt 3 }}{2} \cdot cos40^\circ }}{{\frac{{\sqrt 3 }}{2}\left( {cos10^\circ + cos90^\circ } \right)}}\)

\( = 4 \cdot \frac{{\sin 30^\circ \cdot \sin 40^\circ + co{\mathop{\rm s}\nolimits} 30^\circ \cdot cos40^\circ }}{{\frac{{\sqrt 3 }}{2}\left( {cos10^\circ + cos90^\circ } \right)}}\)

\( = \frac{8}{{\sqrt 3 }} \cdot \frac{{cos10^\circ }}{{cos10^\circ }} = \frac{8}{{\sqrt 3 }}\).

Vậy đáp án A sai

Xét đáp án B

\(cos\frac{\pi }{5} - cos\frac{{2\pi }}{5}\)\( = 2\sin \frac{{3\pi }}{{10}}\sin \frac{\pi }{{10}}\)\( = 2\sin \left( {\frac{\pi }{2} - \frac{\pi }{5}} \right)\sin \left( {\frac{\pi }{2} - \frac{{2\pi }}{5}} \right)\)\( = 2cos\frac{\pi }{5}{\rm{cos}}\frac{{2\pi }}{5}\)

\( = \frac{{2cos\frac{\pi }{5}{\rm{cos}}\frac{{2\pi }}{5}\sin \frac{\pi }{5}}}{{\sin \frac{\pi }{5}}}\)\( = \frac{{\sin \frac{{2\pi }}{5}{\rm{cos}}\frac{{2\pi }}{5}}}{{\sin \frac{\pi }{5}}}\)\( = \frac{1}{2} \cdot \frac{{\sin \frac{{4\pi }}{5}}}{{\sin \frac{\pi }{5}}}\)\[ = \frac{1}{2} \cdot \frac{{\sin \left( {\pi - \frac{\pi }{5}} \right)}}{{\sin \frac{\pi }{5}}}\]\[ = \frac{1}{2} \cdot \frac{{\sin \frac{\pi }{5}}}{{\sin \frac{\pi }{5}}} = \frac{1}{2}\].

Vậy đáp án B đúng.

Xét đáp án C

\(cos\frac{\pi }{7} - cos\frac{{2\pi }}{7} + cos\frac{{3\pi }}{7}\)\( = \frac{{\sin \frac{\pi }{7}\left( {cos\frac{\pi }{7} - cos\frac{{2\pi }}{7} + cos\frac{{3\pi }}{7}} \right)}}{{\sin \frac{\pi }{7}}}\)

\( = \frac{{\sin \frac{\pi }{7}cos\frac{\pi }{7} - \sin \frac{\pi }{7}cos\frac{{2\pi }}{7} + \sin \frac{\pi }{7}cos\frac{{3\pi }}{7}}}{{\sin \frac{\pi }{7}}}\)

\( = \frac{1}{2} \cdot \frac{{\sin \frac{{2\pi }}{7} + \sin \frac{\pi }{7} - sin\frac{{3\pi }}{7} - \sin \frac{{2\pi }}{7} + \sin \frac{{4\pi }}{7}}}{{\sin \frac{\pi }{7}}}\)

\( = \frac{1}{2} \cdot \frac{{\sin \frac{\pi }{7} - sin\left( {\pi - \frac{{4\pi }}{7}} \right) + \sin \frac{{4\pi }}{7}}}{{\sin \frac{\pi }{7}}}\)

\( = \frac{1}{2} \cdot \frac{{\sin \frac{\pi }{7} - sin\frac{{4\pi }}{7} + \sin \frac{{4\pi }}{7}}}{{\sin \frac{\pi }{7}}} = \frac{1}{2}\).

Vậy đáp án C đúng

Xét đáp án D

\(cos\frac{{2\pi }}{5} + cos\frac{{4\pi }}{5} + cos\frac{{6\pi }}{5} + cos\frac{{8\pi }}{5}\)

\( = \frac{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}cos\frac{{2\pi }}{5} + 2\sin \frac{{2\pi }}{5}cos\frac{{4\pi }}{5} + 2\sin \frac{{2\pi }}{5}cos\frac{{6\pi }}{5} + 2\sin \frac{{2\pi }}{5}cos\frac{{8\pi }}{5}}}{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}}}\)

\( = \frac{{\sin \frac{{4\pi }}{5} - \sin \frac{{2\pi }}{5} + \sin \frac{{6\pi }}{5} - \sin \frac{{4\pi }}{5} + \sin \frac{{8\pi }}{5} - \sin \frac{{6\pi }}{5} + \sin 2\pi }}{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}}}\)

\( = \frac{{ - \sin \frac{{2\pi }}{5} + \sin \frac{{8\pi }}{5}}}{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}}}\)\( = \frac{{2cos\pi \sin \frac{{3\pi }}{5}}}{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}}}\)\( = \frac{{ - 2\sin \left( {\pi - \frac{{2\pi }}{5}} \right)}}{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}}}\)\( = \frac{{ - 2\sin \frac{{2\pi }}{5}}}{{2\sin \frac{{2\pi }}{5}}} = - 1\).

Vậy đáp án D đúng.

10. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong các hệ thức sau, hệ thức nào sai?

\(\sin \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)cos\left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{{2\sin 2x + \sqrt 3 }}{4}\);

\(\sin \frac{\pi }{5}\sin \frac{{2\pi }}{5} = \frac{1}{2}\left( {cos\frac{\pi }{5} + cos\frac{{2\pi }}{5}} \right)\);

\(\sin \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)cos2x = \frac{1}{4}cos2x - \frac{1}{8}cos4x - \frac{1}{8}\);

8cosxsin2xsin3x = 2(cos2x– cos4x – cos6x + 1).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: C

Xét đáp án A

\(\sin \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)cos\left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)\)

\( = \frac{1}{2}\left\{ {\sin \left[ {\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) - \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)} \right] + \sin \left[ {\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) + \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)} \right]} \right\}\)

\( = \frac{1}{2}\left( {\sin \frac{\pi }{3} + \sin 2x} \right)\)\( = \frac{1}{2}\left( {\frac{{\sqrt 3 }}{2} + \sin 2x} \right)\)\( = \frac{{\sqrt 3 + 2\sin 2x}}{4}\).

Vậy đáp án A đúng.

Xét đáp án B

\(\sin \frac{\pi }{5}\sin \frac{{2\pi }}{5} = \frac{1}{2}\left[ {cos\left( {\frac{\pi }{5} - \frac{{2\pi }}{5}} \right) - cos\left( {\frac{\pi }{5} + \frac{{2\pi }}{5}} \right)} \right]\)

\( = \frac{1}{2}\left( {cos\frac{\pi }{5} - cos\frac{{3\pi }}{5}} \right)\).\( = \frac{1}{2}\left( {cos\frac{\pi }{5} - cos\left( {\pi - \frac{{2\pi }}{5}} \right)} \right)\)\( = \frac{1}{2}\left( {cos\frac{\pi }{5} + cos\frac{{2\pi }}{5}} \right)\).

Vậy đáp án B đúng.

Xét đáp án C

\(\sin \left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)cos2x\)\( = \frac{1}{2}\left\{ {cos\left[ {\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) - \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)} \right] - cos\left[ {\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right) + \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right)} \right]} \right\}cos2x\)

\( = \frac{1}{2}\left( {cos\frac{\pi }{3} - cos2x} \right)cos2x\)

\( = \frac{1}{2}\left( {\frac{1}{2} - cos2x} \right)cos2x\)

\( = \frac{1}{4}cos2x - \frac{1}{2}co{s^2}2x\)

\( = \frac{1}{4}cos2x - \frac{1}{2}\left( {\frac{{1 + cos4x}}{2}} \right)\)

\( = \frac{1}{4}cos2x - \frac{1}{4}cos4x - \frac{1}{4}\)

Vậy đáp án C sai.

Xét đáp án D

cos2x – cos4x – cos6x + 1

= 2sin3xsinx + 1 – cos6x

= 2sin3xsinx + 2sin23x

= 2sin3x(sinx + sin3x)

= 2sin3x×2sin2xcosx

= 4sin3xsin2xcosx

Do đó 2(cos2x – cos4x – cos6x + 1) = 8sin3xsin2xcosx.

Vậy đáp án D đúng.