10 Bài tập Áp dụng công thức lượng giác vào các bài toán rút gọn, chứng minh đẳng thức lượng giác (có lời giải)
10 câu hỏi
Giá trị biểu thức bằng
1;
−1;
;
.
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
.
Cho góc a thỏa mãn \(0 < \alpha < \frac{\pi }{2}\) và \(\sin \alpha = \frac{2}{3}\). Tính \(P = \frac{{1 + \sin 2\alpha + cos2\alpha }}{{\sin \alpha + cos\alpha }}\).
\(P = - \frac{{2\sqrt 5 }}{3}\);
\(P = \frac{3}{2}\);
\(P = \frac{{2\sqrt 5 }}{3}\);
\(P = - \frac{3}{2}\).
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 \(P = \frac{{2\sqrt 5 }}{3}\).
Đơn giản biểu thức ta được kết quả là
A = sinx – cosx;
A = cosx + sinx;
A = −sinx – cosx;
A = cosx – sinx.
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: D
.
Rút gọn biểu thức với (sin4a + sin2a ≠ 0) ta được
P = 2cota;
P = 2cosa;
P = 2tana
P = 2sina.
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: D.
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.
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: C
\(A = \frac{{1 + cos\alpha + cos2\alpha + cos3\alpha }}{{2co{s^2}\alpha + cos\alpha - 1}}\)
\( = \frac{{\left( {1 + cos2\alpha } \right) + \left( {cos\alpha + cos3\alpha } \right)}}{{2co{s^2}\alpha + cos\alpha - 1}}\)
\( = \frac{{2co{s^2}\alpha + 2cos2\alpha cos\alpha }}{{\left( {2co{s^2}\alpha - 1} \right) + cos\alpha }}\)
\( = \frac{{2cos\alpha \left( {cos2\alpha + cos\alpha } \right)}}{{cos2\alpha + cos\alpha }}\)
\( = 2cos\alpha \).
Biểu thức thu gọn của biểu thức \(B = \left( {\frac{1}{{cos2x}} + 1} \right) \cdot \tan x\) là
cot2x;
tan2x;
cos2x;
sinx.
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: B
\(B = \left( {\frac{1}{{cos2x}} + 1} \right) \cdot \tan x\)\[ = \frac{{1 + cos2x}}{{cos2x}} \cdot \frac{{\sin x}}{{\cos x}}\]\[ = \frac{{2{{\cos }^2}x}}{{cos2x}} \cdot \frac{{\sin x}}{{\cos x}}\]\[ = \frac{{2\cos x\sin x}}{{cos2x}}\]\[ = \frac{{\sin 2x}}{{cos2x}} = \tan 2x\]
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;
\(A = \frac{4}{{\cot 2x}}\);
\(A = \frac{8}{{\cot 2x}}\).
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
\(A = \frac{{{{\left( {tanx + \cot x} \right)}^2} - {{\left( {tanx - \cot x} \right)}^2}}}{{\cot x - tanx}}\)
\( = \frac{{ta{n^2}x + 2\tan x\cot x + {{\cot }^2}x - \left( {ta{n^2}x - 2\tan x\cot x + {{\cot }^2}x} \right)}}{{\frac{{{\rm{cosx}}}}{{\sin x}} - \frac{{\sin x}}{{{\rm{cosx}}}}}}\)
\( = \frac{{ta{n^2}x + 2\tan x\cot x + {{\cot }^2}x - ta{n^2}x + 2\tan x\cot x - {{\cot }^2}x}}{{\frac{{{\rm{cosx}}}}{{\sin x}} - \frac{{\sin x}}{{{\rm{cosx}}}}}}\)
\( = \frac{4}{{\frac{{{\rm{co}}{{\rm{s}}^2}{\rm{x}} - {{\sin }^2}x}}{{\sin x{\rm{cosx}}}}}}\)
\( = \frac{{4\sin x{\rm{cosx}}}}{{{\rm{cos2x}}}}\)
\( = \frac{{2\sin 2x}}{{{\rm{cos2x}}}} = 2\tan 2x = \frac{2}{{\cot 2x}}\).
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 = \(2\sqrt 2 {\rm{cos}}\frac{x}{2}cos\left( {\frac{x}{2} - \frac{\pi }{4}} \right)\).
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.
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai?
\(\frac{{\tan 30^\circ + \tan 40^\circ + \tan 50^\circ + \tan 60^\circ }}{{cos20^\circ }} = \frac{4}{{\sqrt 3 }}\);
\(cos\frac{\pi }{5} - cos\frac{{2\pi }}{5} = \frac{1}{2}\);
\(cos\frac{\pi }{7} - cos\frac{{2\pi }}{7} + cos\frac{{3\pi }}{7} = \frac{1}{2}\);
\(cos\frac{{2\pi }}{5} + cos\frac{{4\pi }}{5} + cos\frac{{6\pi }}{5} + cos\frac{{8\pi }}{5} = - 1\).
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.
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).
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.







