Bài tập Giải một số phương trình lượng giác đưa về phương trình lượng giác cơ bản lớp 11 (có lời giải)
Đề thi

Bài tập Giải một số phương trình lượng giác đưa về phương trình lượng giác cơ bản lớp 11 (có lời giải)

A
Admin
ToánLớp 1157 lượt thi
25 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Phương trình nào sau đây là phương trình bậc nhất với sinx và cosx?

3cos2x – 5cosx + 4 = 0;

sinx + 2cosx = 2;

sin3x + 3sinx.cos2x + 2cos3x = 0;

sin(3x + 4) – cos2(2x) = cos(3x).

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Dạng tổng quát của phương trình bậc nhất với sinx và cosx là:

asinx + bcosx = c.

Từ đó suy ra phương trình sinx + 2cosx = 2 là phương trình bậc nhất với sinx và cosx.

2. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Nghiệm của phương trình cos2x – 3cosx + 2 = 0 là

x=π6+k2πx=5π6+k2π, k ∈ ℤ;

x=π+k2πx=k2π, k ∈ ℤ;

x=kπ, k ∈ ℤ;

x=k2π, k ∈ ℤ.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

cos2x – 3cosx + 2 = 0

Đặt t = cosx (–1 ≤  t  ≤ 1)

Phương trình trở thành:

t2 – 3t + 2 = 0 ⇔ t=1t=2.

Với t = 1, ta có: cosx = 1 ⇔ x = k2π, k ∈ ℤ

Với t = 2, phương trình vô nghiệm.

Vậy tập nghiệm của phương trình là S = k2π|k∈ℤ.

3. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Nghiệm của phương trình cos2x – sinx + 2 = 0 là

x = π2+k2π, k ∈ ℤ;

x = π3+k2π, k ∈ ℤ;

x = π2+kπ, k ∈ ℤ;

x = π6+k2π, k ∈ ℤ.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

cos2x – sinx + 2 = 0

⇔ 1 – 2sin2x – sinx + 2 = 0

⇔ 2sin2x + sin x – 3 = 0

⇔ sinx=1  (TM)sinx=−32   (KTM) 

Với sinx = 1 ⇔ x = π2+k2π, k ∈ ℤ.

4. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một nghiệm của phương trình 3tan2x – 4tanx + 1 = 0 là

π4;

π3;

π2;

π6.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Thay x = π4 vào phương trình 3tan2x – 4tanx + 1 = 0 ta có:

3tan2π4−4tanπ4+1=0 (thỏa mãn)

Do đó, x = π4 là một nghiệm của phương trình 3tan2x – 4tanx + 1 = 0.

5. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tập nghiệm của phương trình sin3x + cos3x = 1 là:

S = \(\left\{ {k2\pi |k \in \mathbb{Z}} \right\}\);

S = \(\left\{ {k\pi |k \in \mathbb{Z}} \right\}\);

S = \(\left\{ {k\frac{2}{3}\pi ;x = \frac{\pi }{6} + k\frac{2}{3}\pi |k \in \mathbb{Z}} \right\}\);

S = \(\left\{ {k2\pi ;x = \frac{\pi }{6} + k2\pi |k \in \mathbb{Z}} \right\}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

sin3x + cos3x = 1

⇔ \(\frac{1}{{\sqrt {1 + 1} }}\sin 3x + \frac{1}{{\sqrt {1 + 1} }}\cos 3x = \frac{1}{{\sqrt {1 + 1} }}\)

⇔ \(\frac{1}{{\sqrt 2 }}\sin 3x + \frac{1}{{\sqrt 2 }}\cos 3x = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\)

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

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

⇔ \(\sin \left( {3x + \frac{\pi }{4}} \right) = \sin \frac{\pi }{4}\)

⇔ \(\left[ \begin{array}{l}3x + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{4} + k2\pi \\3x + \frac{\pi }{4} = \pi - \frac{\pi }{4} + k2\pi \end{array} \right.\) , k ∈ ℤ

⇔ \(\left[ \begin{array}{l}3x = k2\pi \\3x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.\) , k ∈ ℤ

⇔ \(\left[ \begin{array}{l}x = k\frac{2}{3}\pi \\x = \frac{\pi }{6} + k\frac{2}{3}\pi \end{array} \right.\) , k ∈ ℤ.

6. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Nghiệm của phương trình sinx – \(\sqrt 3 \)cosx = 1 là

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{4} + k2\pi \\x = \frac{{5\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\), k ∈ ℤ;

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \\x = \frac{{7\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\), k ∈ ℤ;

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\x = \frac{\pi }{6} + k2\pi \end{array} \right.\), k ∈ ℤ;

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\x = \frac{{7\pi }}{6} + k\pi \end{array} \right.\), k ∈ ℤ.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

sinx – \(\sqrt 3 \)cosx = 1

⇔ \(\frac{1}{{\sqrt {1 + 3} }}\sin x - \frac{{\sqrt 3 }}{{\sqrt {1 + 3} }}\cos x = \frac{1}{{\sqrt {1 + 3} }}\)

⇔ \(\frac{1}{2}\sin x - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\cos x = \frac{1}{2}\)

⇔ \(\cos \frac{\pi }{3}.\sin x - \sin \frac{\pi }{3}.\cos x = \frac{1}{2}\)

⇔ \(\sin \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right) = \frac{1}{2}\)

⇔ \(\sin \left( {x - \frac{\pi }{3}} \right) = \sin \frac{\pi }{6}\)

⇔ \(\left[ \begin{array}{l}x - \frac{\pi }{3} = \frac{\pi }{6} + k2\pi \\x - \frac{\pi }{3} = \frac{{5\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\), k ∈ ℤ

⇔ \(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \\x = \frac{{7\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\), k ∈ ℤ.

7. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Một nghiệm của phương trình sin2x + cos2x = 2 là:

π4;

π8;

π2;

π16.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: B

Thay x = π8 vào phương trình, ta có:

sin 2.π8 + cos 2.π8 = 2 (thỏa mãn).

8. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tập nghiệm của phương trình sin2x – 3+1sinx.cosx + 3cos2x = 0 là:

S = π3+kπ;π4+kπ|k∈ℤ;

S = π6+kπ;π4+kπ|k∈ℤ;

S =π3+kπ;π5+kπ|k∈ℤ;

S =5π6+kπ;π4+kπ|k∈ℤ.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

sin2x – 3+1sinx.cosx + 3 cos2x = 0 (1)

Xét cosx = 0

Phương trình (1) trở thành: sin2x = 0 ⇔ sinx = 0 (sin2x + cos2x = 0 ≠ 1 nên vô lý).

Xét cosx ≠ 0. Chia cả hai vế của (1) cho cos2x ta được:

(1) ⇔ tan2x – 3+1 tanx + 3 = 0

⇔tanx=3tanx=1

⇔x=π3+kπx=π4+kπ, k ∈ ℤ.

9. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Nghiệm của phương trình cos3x – 4sin3x – 3cosx.sin2x + sinx = 0 là:

x=−π4+kπx=π6+kπx=−π6+kπ, k ∈ ℤ;

x=π4+kπx=π6+kπx=−π6+kπ, k ∈ ℤ;

x=−π4+kπx=π6+kπx=5π6+kπ, k ∈ ℤ;

x=−3π4+kπx=π6+kπx=−π6+kπ, k ∈ ℤ.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

cos3x – 4sin3x – 3cosx.sin2x + sinx = 0 (1)

Xét cos x = 0, ta có:

(1) ⇔ – 4sin3x + sinx = 0

⇔ sinx(– 4sin2x + 1) = 0

⇔ sinx(– 2sinx + 1)(1 + 2sinx) = 0

⇔ sinx=0sinx=12sinx=−12   (cả ba đều KTM vì sin2x + cos2x ≠ 1).

Xét cosx ≠ 0 , ta chia cả hai vế của (1) cho cos3x ta được:

1 – 4tan3x – 3tan2x + tanx(1 + tan2x) = 0

⇔ 3tan3x + 3tan2x – tanx – 1 = 0

⇔ (tanx + 1)(3tan2 x – 1) = 0

⇔ tanx=−1tanx=33tanx=−33⇔x=−π4+kπx=π6+kπx=−π6+kπ , k ∈ ℤ.

10. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Nghiệm của phương trình sin2x – sin2x.cos2x = 1 là:

x=π4+k2πx=−π4+k2π, k ∈ ℤ;

x=π4+k2πx=−π3+k2π, k ∈ ℤ;

x=π6+k2πx=−π3+k2π, k ∈ ℤ;

x=π2+k2πx=−π2+k2π, k ∈ ℤ.

Xem đáp án

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

sin2x – sin2x.cos2x = 1

⇔ sin2x(1 – cos2x) = 1

⇔ sin2x.sin2x = 1

⇔ sin4x = 1

⇔ sinx=1sinx=−1

⇔ x=π2+k2πx=−π2+k2π, k ∈ ℤ.

11. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Gọi S là tập nghiệm của phương trình \(\cos 2x - \sin 2x = 1\). Khẳng định nào sau đây là đúng?

\(\frac{\pi }{4} \in S\).

\(\frac{\pi }{2} \in S\).

\(\frac{{3\pi }}{4} \in S\).

\(\frac{{5\pi }}{4} \in S\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

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

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{4} + k2\pi \\2x + \frac{\pi }{4} = - \frac{\pi }{4} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k\pi \\x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \end{array} \right.,k \in \mathbb{Z}\).

Với k = 1 ta được \(\left[ \begin{array}{l}x = \pi \\x = \frac{{3\pi }}{4}\end{array} \right.\) . Vậy x = \(\frac{{3\pi }}{4}\) là nghiệm của phương trình S.

12. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Gọi x0 là nghiệm dương nhỏ nhất của \(\cos 2x + \sqrt 3 \sin 2x + \sqrt 3 \sin x - \cos x = 2\). Mệnh đề nào sau đây đúng?

\({x_0} = \left( {0;\frac{\pi }{{12}}} \right)\).

\({x_0} = \left[ {\frac{\pi }{{12}};\frac{\pi }{6}} \right]\).

\({x_0} = \left( {\frac{\pi }{6};\frac{\pi }{3}} \right]\).

\({x_0} = \left( {\frac{\pi }{3};\frac{\pi }{2}} \right]\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

\(\cos 2x + \sqrt 3 \sin 2x + \sqrt 3 \sin x - \cos x = 2\)

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

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

\( \Leftrightarrow - 4{\sin ^2}\left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) + 2\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = 0\\\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = \frac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x - \frac{\pi }{6} = k\pi \\x - \frac{\pi }{6} = \frac{\pi }{6} + k2\pi \\x - \frac{\pi }{6} = \frac{{5\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k\pi \\x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\x = \pi + k2\pi \end{array} \right.\).

Vậy nghiệm dương nhỏ nhất cuả phương trình là x0 = \(\frac{\pi }{6}\) với k = 1.

13. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Có bao nhiêu giá trị nguyên của tham số m thuộc đoạn [-2018; 2018] để phương trình \(\left( {m + 1} \right){\sin ^2}x - \sin 2x + \cos 2x = 0\) có nghiệm.

4037

4036.

2019.

2020.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

\(\left( {m + 1} \right){\sin ^2}x - \sin 2x + \cos 2x = 0\)

\( \Leftrightarrow \left( {m + 1} \right) \cdot \frac{{1 - \cos 2x}}{2} - \sin 2x + \cos 2x = 0\)

\( \Leftrightarrow m + 1 - m\cos 2x - \cos 2x - 2\sin 2x + 2\cos 2x = 0\)

\( \Leftrightarrow \left( {m - 1} \right)\cos 2x + 2\sin 2x = m + 1\)

Phương trình đã cho có nghiệm khi và chỉ khi \({\left( {m - 1} \right)^2} + {2^2} \ge {\left( {m + 1} \right)^2} \Leftrightarrow 4m \le 4 \Leftrightarrow m \le 1\)

Kết hợp \(\left\{ \begin{array}{l}m \in \mathbb{Z}\\m \in \left[ { - 2018;2018} \right]\end{array} \right.\) => có 2020 giá trị của tham số m.

14. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Phương trình 8cos2xsin2xcos4x = -\(\sqrt 2 \) có nghiệm là:

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{{ - \pi }}{{32}} + k\frac{\pi }{4}\\x = \frac{{5\pi }}{{32}} + k\frac{\pi }{4}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{16}} + k\frac{\pi }{8}\\x = \frac{{3\pi }}{{16}} + k\frac{\pi }{8}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{8} + k\frac{\pi }{8}\\x = \frac{{3\pi }}{8} + k\frac{\pi }{8}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

\(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{{32}} + k\frac{\pi }{4}\\x = \frac{{3\pi }}{{32}} + k\frac{\pi }{4}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ta có: 8cos2xsin2xcos4x = -\(\sqrt 2 \) ⇔ 4sin4xcos4x = -\(\sqrt 2 \) ⇔ 2sin8x = -\(\sqrt 2 \)

⇔ sin8x = \( - \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)⇔ \(\sin 8x = \sin \left( { - \frac{\pi }{4}} \right) \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - \frac{\pi }{{32}} + k\frac{\pi }{4}\\x = \frac{{5\pi }}{{32}} + k\frac{\pi }{4}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

15. Trắc nghiệm
• 1 điểm

Giải phương trình \(\sin \left( {\pi - x} \right) - \cos \left( {\frac{\pi }{2} - 2x} \right) = 0\)

\(S = \left\{ {k2\pi |k \in \mathbb{Z}} \right\}\)

\(S = \left\{ {k2\pi ;\frac{\pi }{3} + \frac{{k2\pi }}{3}|k \in \mathbb{Z}} \right\}\).

\(S = \left\{ {k\pi ;\frac{\pi }{3} + \frac{{k2\pi }}{3}|k \in \mathbb{Z}} \right\}\).

\(S = \left\{ {\frac{\pi }{3} + \frac{{k2\pi }}{3}|k \in \mathbb{Z}} \right\}\).

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

\(\sin \left( {\pi - x} \right) - \cos \left( {\frac{\pi }{2} - 2x} \right) = 0 \Leftrightarrow \sin x - \sin 2x = 0 \Leftrightarrow \sin 2x = \sin x\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = x + k2\pi \\2x = \pi - x + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k2\pi \\x = \frac{\pi }{3} + \frac{{k2\pi }}{3}\end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

16. Đúng sai
• 1 điểm

Cho phương trình lượng giác \(\sqrt 3 \sin x - \cos x = \sqrt 2 \)(*). Khi đó:

a

Phương trình (*) tương đương \(\sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = \sin \frac{\pi }{4}\).

ĐúngSai
b

Trong khoảng (0; π), phương trình (*) có đúng 3 nghiệm phân biệt.

ĐúngSai
c

Tổng tất cả các nghiệm của phương trình (*) nằm trong khoảng (0; π) bằng \(\frac{{13\pi }}{{12}}\).

ĐúngSai
d

Trong khoảng (0; π), nghiệm lớn nhất của phương trình (*) là \(\frac{{11\pi }}{{12}}\).

ĐúngSai
Xem đáp án

Đáp án: a) Đúng. b) Sai c) Sai. d) Đúng.

a) Đúng. Ta có: \(\sqrt 3 \sin x - \cos x = \sqrt 2 \) ⇔ \(\frac{{\sqrt 3 }}{2}\sin x - \frac{1}{2}\cos x = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)

\( \Leftrightarrow \sin x\cos \frac{\pi }{6} - \cos x\sin \frac{\pi }{6} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\) \( \Leftrightarrow \sin \left( {x - \frac{\pi }{6}} \right) = \sin \frac{\pi }{4}\).

b) Sai. (*) ⇔ \(\left[ \begin{array}{l}x - \frac{\pi }{6} = \frac{\pi }{4} + k2\pi \\x - \frac{\pi }{6} = \frac{{3\pi }}{4} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{5\pi }}{{12}} + k2\pi \\x = \frac{{11\pi }}{{12}} + k2\pi \end{array} \right.,k \in \mathbb{Z}\).

Xét họ nghiệm \(x = \frac{{5\pi }}{{12}} + k2\pi \):

\(0 < \frac{{5\pi }}{{12}} + k2\pi < \pi \Leftrightarrow - \frac{5}{{24}} < k < \frac{7}{{24}},k \in \mathbb{Z} \Rightarrow k = 0 \Rightarrow {x_1} = \frac{{5\pi }}{{12}}\)(thỏa mãn).

Xét họ nghiệm \(x = \frac{{11\pi }}{{12}} + k2\pi \):

\(0 < \frac{{11\pi }}{{12}} + k2\pi < \pi \Leftrightarrow - \frac{{11}}{{24}} < k < \frac{1}{{24}},k \in \mathbb{Z} \Rightarrow k = 0 \Rightarrow x = \frac{{11\pi }}{{12}}\)(thỏa mãn)

c) Sai. Tổng các nghiệm của phương trình trong khoảng (0; π) là: \(\frac{{5\pi }}{{12}} + \frac{{11\pi }}{{12}} = \frac{{4\pi }}{3}\)

d) Đúng. Trong khoảng (0; π) phương trình (*) có nghiệm lớn nhất bằng \(\frac{{11\pi }}{{12}}\).

17. Đúng sai
• 1 điểm

Cho phương trình lượng giác \(3\sin \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right) - \sqrt 3 \cos \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right) = 0\).

a

Phương trình có nghiệm \(x = \frac{\pi }{6} + \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}\).

ĐúngSai
b

Phương trình có nghiệm âm lớn nhất bằng \( - \frac{\pi }{3}\).

ĐúngSai
c

Khi \(\frac{{ - \pi }}{4} < x < \frac{{5\pi }}{4}\) thì phương trình có đúng ba nghiệm.

ĐúngSai
d

Tổng các nghiệm của phương trình trong khoảng \(\left( {\frac{{ - \pi }}{4};\frac{{5\pi }}{4}} \right)\) bằng \(\frac{{3\pi }}{2}\).

ĐúngSai
Xem đáp án

Đáp án: a) Sai. b) Sai. c) Đúng. d) Sai.

a) Sai. \(3\sin \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right) - \sqrt 3 \cos \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right) = 0\)

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

\( \Leftrightarrow 3 \cdot \frac{{\sin \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right)}}{{\cos \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right)}} = \sqrt 3 \)

\( \Leftrightarrow \tan \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\)

\( \Leftrightarrow \tan \left( {2x - \frac{\pi }{4}} \right) = \tan \frac{\pi }{6}\)

\( \Leftrightarrow 2x - \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{6} + k\pi ,k \in \mathbb{Z}\)

\( \Leftrightarrow x = \frac{{5\pi }}{{24}} + \frac{{k\pi }}{2},k \in \mathbb{Z}\)

b) Sai. Nghiệm âm lớn nhất là nghiệm thỏa mãn - < x < 0.

Ta có: \(\frac{{5\pi }}{{24}} + \frac{{k\pi }}{2}\)< 0 \( \Leftrightarrow \frac{5}{{24}} + \frac{k}{2} < 0 \Leftrightarrow k < - \frac{5}{{12}}\).

Do k ∈ ℤ, nên k = -1. Suy ra \(x = \frac{{5\pi }}{{24}} - \frac{\pi }{2} = - \frac{{7\pi }}{{24}}\).

Vậy nghiệm âm lớn nhất là \( - \frac{{7\pi }}{{24}}\).

c) Đúng. Xét \(\frac{{ - \pi }}{4} < x < \frac{{5\pi }}{4}\).

Ta có: \( - \frac{\pi }{4} < \frac{{5\pi }}{{24}} + \frac{{k\pi }}{2} < \frac{{5\pi }}{4} \Leftrightarrow - \frac{{11\pi }}{{24}} < \frac{{k\pi }}{2} < \frac{{25\pi }}{{24}} \Leftrightarrow \frac{{ - 11}}{{12}} < k < \frac{{25}}{{12}}\).

Do k ∈ ℤ, nên k = 0; 1; 2 => \(\left\{ \begin{array}{l}{x_1} = \frac{{5\pi }}{{24}}\\{x_2} = \frac{{5\pi }}{{24}} + \frac{\pi }{2} = \frac{{17\pi }}{{24}}\\{x_3} = \frac{{5\pi }}{{24}} + \pi = \frac{{29\pi }}{{24}}\end{array} \right.\).

Vậy khi \(\frac{{ - \pi }}{4} < x < \frac{{5\pi }}{4}\) thì phương trình có đúng ba nghiệm.

d) Sai. Tổng các nghiệm của phương trình trong khoảng \(\left( {\frac{{ - \pi }}{4};\frac{{5\pi }}{4}} \right)\) là: \(\frac{{5\pi + 17\pi + 29\pi }}{{24}} = \frac{{17\pi }}{8}\).

18. Đúng sai
• 1 điểm

Cho phương trình lượng giác \(\sin 2x - \sqrt 3 \left( {1 + \cos 2x} \right) = 0\)

a

Phương trình tương đương với \(\cot x = \sqrt 3 \).

ĐúngSai
b

Phương trình có nghiệm là \(x = \frac{\pi }{6} + k\pi ,k \in \mathbb{Z}\).

ĐúngSai
c

Phương trình có nghiệm âm lớn nhất bằng \( - \frac{{5\pi }}{6}\).

ĐúngSai
d

Số nghiệm của phương trình trong khoảng (-π; π) là bốn nghiệm.

ĐúngSai
Xem đáp án

Đáp án: a) Sai. b) Sai. c) Sai. d) Đúng.

a) Sai. \(\sin 2x - \sqrt 3 \left( {1 + \cos 2x} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow 2\sin x\cos x - \sqrt 3 \left( {2{{\cos }^2}x} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow 2\sin x\cos x - 2\sqrt 3 {\cos ^2}x = 0\)

\( \Leftrightarrow 2\cos x\left( {\sin x - \sqrt 3 \cos x} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2\cos x = 0\\\sin x - \sqrt 3 \cos x = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\\sqrt 3 \cos x = \sin x\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\\sqrt 3 \cdot \frac{{\cos x}}{{\sin x}} = 1\end{array} \right.\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\\cot x = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\x = \frac{\pi }{3} + k\pi \end{array} \right.,k \in \mathbb{Z}\)

b) Sai. Phương trình có nghiệm là \(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\x = \frac{\pi }{3} + k\pi \end{array} \right.,k \in \mathbb{Z}\).

c) Sai. Cho k = -1 => \(\left[ \begin{array}{l}x = - \frac{\pi }{2}\\x = - \frac{{2\pi }}{3}\end{array} \right.\). So sánh: \( - \frac{\pi }{2} > - \frac{{2\pi }}{3}\).

Do đó, nghiệm âm lớn nhất của phương trình là \( - \frac{\pi }{2}\).

d) Đúng.

Xét họ nghiệm: \(x = \frac{\pi }{2} + k\pi \).

\( - \pi < \frac{\pi }{2} + k\pi < \pi \Leftrightarrow \frac{{ - 3\pi }}{2} < k\pi < \frac{\pi }{2} \Leftrightarrow \frac{{ - 3}}{2} < k < \frac{1}{2}\).

Do k ∈ ℤ nên k = -1; 0 => \(x = - \frac{\pi }{2};x = \frac{\pi }{2}\).

Xét họ nghiệm: \(x = \frac{\pi }{3} + k\pi \).

\( - \pi < \frac{\pi }{3} + k\pi < \pi \Leftrightarrow - \frac{{4\pi }}{3} < k\pi < \frac{{2\pi }}{3} \Leftrightarrow - \frac{4}{3} < k < \frac{2}{3}\).

Do k ∈ ℤ nên k = -1; 0 => \(x = - \frac{{2\pi }}{3};x = \frac{\pi }{3}\).

Vậy số nghiệm của phương trình trong khoảng (-π; π) là 4 nghiệm.

19. Đúng sai
• 1 điểm

Cho phương trình lượng giác \(3 - 4{\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right) = 0\).

a

Phương trình tương đương với \(\sin \left( {15^\circ - x} \right) = \sin 60^\circ \).

ĐúngSai
b

Đồ thị hàm số \(y = 3 - 4{\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right)\) cắt trục hoành tại điểm có hoành độ x = -45°.

ĐúngSai
c

Phương trình có nghiệm là \(x = - 45^\circ - k360^\circ ;x = 75^\circ + k360^\circ \left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

ĐúngSai
d

Trong khoảng \(\left( { - 90^\circ ;90^\circ } \right)\), phương tình có đúng hai nghiệm.

ĐúngSai
Xem đáp án

Đáp án: a) Sai. b) Đúng. c) Sai. d) Đúng.

a) Sai. \(3 - 4{\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right) = 0 \Leftrightarrow 1 + 2\left[ {1 - 2{{\sin }^2}\left( {15^\circ - x} \right)} \right] = 0\)

\( \Leftrightarrow 1 + 2\cos \left( {30^\circ - 2x} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow \cos \left( {30^\circ - 2x} \right) = - \frac{1}{2}\)

\( \Leftrightarrow \cos \left( {30^\circ - 2x} \right) = \sin \left( { - 30^\circ } \right)\)

\( \Leftrightarrow \sin \left[ {90^\circ - \left( {30^\circ - 2x} \right)} \right] = \sin \left( { - 30^\circ } \right)\)

\( \Leftrightarrow \sin \left( {60^\circ + 2x} \right) = \sin \left( { - 30^\circ } \right)\).

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}60^\circ + 2x = - 30^\circ + k360^\circ \\60^\circ + 2x = 180^\circ - \left( { - 30^\circ } \right) + k360^\circ \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 45^\circ + k180^\circ \\x = 75^\circ + k180^\circ \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

b) Đúng. Đồ thị cắt trục hoành khi và chỉ khi y = 0.

Suy ra \(3 - 4{\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right) = 0 \Leftrightarrow {\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right) = \frac{3}{4} \Leftrightarrow \sin \left( {15^\circ - x} \right) = \pm \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

Với x = -45°, ta có: 15° - x = 15° - (-45°) = 60°.

Do đó \(\sin \left( {15^\circ - x} \right) = \sin 60^\circ = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

Suy ra \({\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right) = \frac{3}{4}\). Do đó \(y = 3 - 4 \cdot \frac{3}{4} = 0\)

Vậy đồ thị hàm số \(y = 3 - 4{\sin ^2}\left( {15^\circ - x} \right)\) cắt trục hoành tại điểm có hoành độ x = -45°.

Vậy đồ thị cắt trục hoành tại điểm có hoành độ -45°.

c) Sai. phương trình \( \Leftrightarrow \sin \left( {60^\circ + 2x} \right) = \sin \left( { - 30^\circ } \right)\).

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}60^\circ + 2x = - 30^\circ + k360^\circ \\60^\circ + 2x = 180^\circ - \left( { - 30^\circ } \right) + k360^\circ \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - 45^\circ + k180^\circ \\x = 75^\circ + k180^\circ \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

d) Đúng. Xét họ nghiệm \(x = - 45^\circ + k180^\circ \)

Ta có: \( - 90^\circ < - 45^\circ + k180^\circ < 90^\circ \Leftrightarrow - 45^\circ < k180^\circ < 135^\circ \)

=> x = -45°.

Xét họ nghiệm \(x = 75^\circ + k180^\circ \)

Ta có: \( - 90^\circ < 75^\circ + k180^\circ < 90^\circ \Leftrightarrow - 165^\circ < k180^\circ < 15^\circ \Leftrightarrow \frac{{ - 11}}{{12}} < k < \frac{1}{{12}}\).

Vậy trong khoảng \(\left( { - 90^\circ ;90^\circ } \right)\), phương tình có đúng hai nghiệm.

20. Đúng sai
• 1 điểm

Cho phương trình lượng giác \(\left( {2{{\cos }^2}x - 1} \right)\left( {2\cos x - m} \right) = 0\) (1)

a

\(x = \frac{{3\pi }}{4}\) là một nghiệm của phương trình (1).

ĐúngSai
b

Khi m = 1, thì phương trình (1) tương đương với \(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{4} + k\pi \\x = - \frac{\pi }{4} + k\pi \\x = 2k\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\)

ĐúngSai
c

Khi m = -1, tập nghiệm của phương trình (1) có tất cả 5 điểm biểu diễn trên đường tròn lượng giác.

ĐúngSai
d

Có đúng hai giá trị của m để phương trình (1) có đúng 3 nghiệm thuộc khoảng \(\left[ {0;2\pi } \right)\)

ĐúngSai
Xem đáp án

Đáp án: a) Đúng. b) Sai. c) Sai. d) Sai.

a) Đúng. Thay \(x = \frac{{3\pi }}{4}\) vào \(2{\cos ^2}x - 1\) ta được:

\(2{\cos ^2}\frac{{3\pi }}{4} - 1 = 2{\left( { - \frac{{\sqrt 2 }}{2}} \right)^2} - 1 = 2 \cdot \frac{1}{2} - 1 = 0\).

Suy ra \(\left( {2{{\cos }^2}x - 1} \right)\left( {2\cos x - m} \right) = 0\). Do đó \(x = \frac{{3\pi }}{4}\) luôn là nghiệm của phương tình với mọi m.

b) Sai. Khi m = 1, phương trình trở thành: \(\left( {2{{\cos }^2}x - 1} \right)\left( {2\cos x - 1} \right) = 0\)

Trường hợp 1: \(2{\cos ^2}x - 1 = 0 \Leftrightarrow \cos 2x = 0 \Leftrightarrow 2x = \frac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{4} + \frac{{k\pi }}{2}\).

Trường hợp 2: 2cosx - 1 = 0 ⇔ cosx = \(\frac{1}{2}\) ⇔ \(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\x = - \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).

Khi m = 1, phương trình có nghiệm là \(\left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{4} + \frac{{k\pi }}{2}\\x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\x = - \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right.\).

c) Sai. Khi m = -1, phương trình trở thành \(\left( {2{{\cos }^2}x - 1} \right)\left( {2\cos x + 1} \right) = 0\)

Trường hợp 1: 2cos2x - 1 = 0 ⇔ \(\cos 2x = 0 \Leftrightarrow 2x = \frac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{4} + \frac{{k\pi }}{2}\)

Trên đường tròn lượng giác, ta được các điểm:

k = 0 => \(x = \frac{\pi }{4}\); k = 1 => \(x = \frac{{3\pi }}{4}\); k = 2 => x = \(\frac{{5\pi }}{4}\); k = 3 => \(x = \frac{{7\pi }}{4}\).

Vậy có 4 điểm điểm biểu diễn là \(\frac{\pi }{4};\frac{{3\pi }}{4};\frac{{5\pi }}{4};\frac{{7\pi }}{4}\)

Trường hợp 2: \(2\cos x + 1 = 0 \Leftrightarrow \cos x = - \frac{1}{2} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \\x = - \frac{{2\pi }}{3} + k2\pi \end{array} \right.\)

Kết hợp cả 2 trường hợp trên thì có 6 điểm biểu diễn nghiệm trên đường tròn lượng giác.

d) Sai. Để phương trình có đúng 3 nghiệm trên khoảng [0; 2π).

Từ (1) ta có: \(\left[ \begin{array}{l}2{\cos ^2}x - 1 = 0\\2\cos x - m = 0\end{array} \right.\)

Xét \(2{\cos ^2}x - 1 = 0 \Leftrightarrow \cos 2x = 0 \Leftrightarrow 2x = \frac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{4} + \frac{{k\pi }}{2}\)

Trên khoảng [0; 2π), ta luôn có 4 nghiệm \(x = \frac{\pi }{4};\frac{{3\pi }}{4};\frac{{5\pi }}{4};\frac{{7\pi }}{4}\).

Xét \(2\cos x - m = 0 \Leftrightarrow \cos x = \frac{m}{2}\) (*)

Trường hợp 1: |m| > 2. Khi đó: \(\left| {\frac{m}{2}} \right| > 1\). Mà \( - 1 \le \cos x \le 1\) nên phương trình vô nghiệm

Trường hợp 2: m = 2, phương trình (*) trở thành: \(\cos x = 1 \Rightarrow x = k2\pi ,k \in \mathbb{Z}\).

Trên khoảng [0; 2π), cho k = 0 => x = 0.

Vậy m = 2 có 1 nghiệm.

Trường hợp 3: m = -2, phương trình (*) trở thành \(\cos x = - 1 \Rightarrow x = \pi + k2\pi ,k \in \mathbb{Z}\)

Trên khoảng [0; 2π), cho k = 0 => x = π.

Vậy m = -2 có đúng 1 nghiệm duy nhất.

Trường hợp 4: -2 < m < 2. Khi đó \( - 1 < \frac{m}{2} < 1\)

Đặt \(\alpha = \arccos \left( {\frac{m}{2}} \right)\) thì \(0 < \alpha < \pi \).

Khi đó phương trình \(\cos x = \frac{m}{2} \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\).

Do đó -2 < m < 2 có 2 nghiệm.

Vậy phương trình (*) có tổng 5 nghiệm phân biệt.

Do đó, không tồn tại giá trị nào của m để phương trình có đúng 3 nghiệm thuộc \(\left[ {0;2\pi } \right)\).

21. Tự luận
• 1 điểm

Biết nghiệm dương nhỏ nhất của phương trình \(4{\sin ^2}x + 3\sqrt 3 \sin 2x - 2{\cos ^2}x = 4\) có dạng \(\frac{{a\pi }}{b}\). Tính T = a(a + b).

Xem đáp án

Đáp án: 7.

\(4{\sin ^2}x + 3\sqrt 3 \sin 2x - 2{\cos ^2}x = 4\)

\( \Leftrightarrow 4{\sin ^2}x + 3\sqrt 3 \sin 2x - 2{\cos ^2}x = 4\left( {{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x} \right)\)

\( \Leftrightarrow 3\sqrt 3 \sin 2x - 6{\cos ^2}x = 0\)

\( \Leftrightarrow 6\cos x\left( {\sqrt 3 \sin x - \cos x} \right) = 0\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\cos x = 0\\\tan x = \frac{1}{{\sqrt 3 }}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{2} + k\pi \\x = \frac{\pi }{6} + k\pi \end{array} \right.\).

Có

So sánh \(\frac{\pi }{2} > \frac{\pi }{6}\) nên ta được \(x = \frac{\pi }{6}\) là nghiệm dương nhỏ nhất.

Do đó, a = 1, b = 6 => T = a(a + b) = 1(1 + 6) = 7.

22. Tự luận
• 1 điểm

Cho phương trình \(\sin x\cos x + 2\left( {\sin x + \cos x} \right) = 2\). Biết tổng các nghiệm của phương trình nằm trong khoảng \(\left( {\frac{\pi }{2};3\pi } \right)\) có dạng \(\frac{{a\pi }}{b}\) với \(\frac{a}{b}\) là phân số tối giản. Tìm ab.

Xem đáp án

Đáp án: 18.

Đặt \(t = \sin x + \cos x = \sqrt 2 \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right)\). Vì \(\sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) \in \left[ { - 1;1} \right] \Rightarrow t \in \left[ { - \sqrt 2 ;\sqrt 2 } \right]\)

Ta có: \({t^2} = {\left( {\sin x + \cos x} \right)^2} = {\sin ^2}x + {\cos ^2}x + 2\sin x\cos x \Rightarrow \sin x\cos x = \frac{{{t^2} - 1}}{2}\)

Khi đó, phương trình đã cho trở thành \(\frac{{{t^2} - 1}}{2} + 2t = 2 \Leftrightarrow {t^2} + 4t - 5 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 1\\t = - 5\end{array} \right.\)

Với t = 1, ta được \(\sin x + \cos x = 1 \Leftrightarrow \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{1}{{\sqrt 2 }} \Leftrightarrow \sin \left( {x + \frac{\pi }{4}} \right) = \sin \frac{\pi }{4}\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{4} + k2\pi \\x + \frac{\pi }{4} = \pi - \frac{\pi }{4} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k2\pi \\x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.\).

Xét họ nghiệm \(x = k2\pi \)

.

Xét họ nghiệm \(x = \frac{\pi }{2} + k2\pi \)

Vậy tổng các nghiệm của phương trình nằm trong khoảng \(\left( {\frac{\pi }{2};3\pi } \right)\) là: \(2\pi + \frac{{5\pi }}{2} = \frac{{9\pi }}{2}\).

Do đó \(\frac{a}{b} = \frac{9}{2}\). Suy ra ab = 18.

23. Tự luận
• 1 điểm

Nếu \(\left( {1 + \sin x} \right)\left( {1 + \cos x} \right) = 2\) thì \(\cos \left( {x - \frac{\pi }{4}} \right)\) bằng bao nhiêu? (kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)

Xem đáp án

Đáp án: 0,71.

Ta có: \(\left( {1 + \sin x} \right)\left( {1 + \cos x} \right) = 2 \Leftrightarrow 1 + \sin x + \cos x + \sin x\cos x = 2\)

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

\( \Leftrightarrow 2\left( {\sin x + \cos x} \right) + 2\sin x\cos x = 2\) (*)

Đặt \(t = \sin x + \cos x\left( { - \sqrt 2 \le t \le \sqrt 2 } \right) \to \sin x\cos x = \frac{{{t^2} - 1}}{2}\).

Khi đó phương trình trở thành \(2t + {t^2} - 1 = 2\)

\( \Leftrightarrow {t^2} + 2t - 3 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 1\\t = - 3\end{array} \right. \Rightarrow \sin x + \cos x = 1\)

Ta có \(\cos \left( {x - \frac{\pi }{4}} \right) = \cos x \cdot \cos \frac{\pi }{4} + \sin x \cdot \sin \frac{\pi }{4} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\left( {\cos x + \sin x} \right) = \frac{{\sqrt 2 }}{2} \approx 0,71\)

24. Tự luận
• 1 điểm

Số nghiệm của phương trình \(\left( {2\cos 2x + 5} \right)\left( {{{\sin }^4}x - {{\cos }^4}x} \right) + 3 = 0\) trong khoảng \(\left( {0;2\pi } \right)\) là bao nhiêu?

Xem đáp án

Đáp án: 4.

\(\left( {2\cos 2x + 5} \right)\left( {{{\sin }^4}x - {{\cos }^4}x} \right) + 3 = 0\)

\( \Leftrightarrow \left( {2\cos 2x + 5} \right)\left( {{{\sin }^2}x - {{\cos }^2}x} \right)\left( {{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x} \right) + 3 = 0\)

\( \Leftrightarrow - \cos 2x\left( {2\cos 2x + 5} \right) + 3 = 0\)

\( \Leftrightarrow - 2{\cos ^2}2x - 5\cos 2x + 3 = 0\)

\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\cos 2x = \frac{1}{2}\\\cos 2x = - 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\2x = - \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{6} + k\pi \\x = - \frac{\pi }{6} + k\pi \end{array} \right.\)

mà \(x \in \left( {0;2\pi } \right) \Rightarrow x = \left\{ {\left. {\frac{\pi }{6};\frac{{7\pi }}{6};\frac{{5\pi }}{6};\frac{{11\pi }}{6}} \right\}} \right.\). Vậy phương trình có 4 nghiệm thuộc khoảng \(\left( {0;2\pi } \right)\).

25. Tự luận
• 1 điểm

Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của tham số m để phương trình \(\tan x + m\cot x = 8\) có nghiệm.

Xem đáp án

Đáp án: 16.

\(\tan x + m\cot x = 8 \Leftrightarrow \tan x + \frac{m}{{\tan x}} = 8 \Leftrightarrow {\tan ^2}x - 8\tan x + m = 0\)

Đặt \(t = \tan x \Rightarrow t \in \mathbb{R}\) suy ra t2 - 8t + m = 0.

Để phương trình có nghiệm

Vậy có 16 giá trị của m để phương trình có nghiệm.