100 bài tập về phương trình bậc nhất đối với hàm số lượng giác (2024 có đáp án) và cách giải các dạng toán

Cách giải các dạng toán về phương trình bậc nhất đối với hàm số lượng giác và cách giải các dạng toán gồm phương pháp giải, ví dụ minh họa có lời giải và bài tập tự luyện sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập các dạng toán về phương trình bậc nhất đối với hàm số lượng giác. Mời các bạn đón xem:

1 117 lượt xem


Phương trình bậc nhất đối với hàm số lượng giác và cách giải

1. Lý thuyết

Nhắc lại công thức nghiệm phương trình lượng giác

sinx=sinαx=α+2kπx=πα+2kπkcosx=cosαx=α+2kπx=α+2kπktanx=tanαx=α+kπkcotx=cotαx=α+kπk

2. Các dạng bài tập

2.1 Dạng 1: Phương trình lượng giác sử dụng phân tích đa thức thành nhân tử đưa về phương trình tích

Phương pháp giải:

Sử dụng các biến đổi thích hợp để xuất hiện nhân tử chung như công thức nhân đôi, công thức nhân ba...

- Công thức nhân đôi:

sin2a = 2sina.cosa

cos2a = cos2a – sin2a = 2cos2a – 1 = 1 – 2sin2a

tan2a=2tana1tan2a

- Công thức nhân ba:

sin3a = 3sina – 4sin3a

cos3a = 4cos3a – 3cosa

Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Giải các phương trình sau:

a) cosx – 2sin2x = 0

b) 6sin4x + 5sin8x = 0

c) cos2x – sin2x = 0

Lời giải

a) cosx – 2sin2x = 0

cosx2.2.sinxcosx=0

cosx14sinx=0

cosx=014sinx=0cosx=0sinx=14x=π2+kπx=arcsin14+k2πx=πarcsin14+k2πk

Vậy họ nghiệm của phương trình là x=π2+kπ;x=arcsin14+k2π; x=πarcsin14+k2π;k

b) 6sin4x + 5sin8x = 0

6sin4x+5.2.sin4xcos4x=02sin4x3+5cos4x=0

sin4x=03+5cos4x=0sin4x=0cos4x=354x=kπ4x=±arccos35+k2πx=kπ4x=±14arccos35+kπ2k

Vậy họ nghiệm của phương trình là x=kπ4;x=±14arccos35+kπ2;k.

c) cos2x – sin2x = 0

cos2x2sinxcosx=0cosxcosx2sinx=0cosx=0cosx2sinx=0x=π2+kπk2sinx=cosx  *

Giải phương trình (*)

Trường hợp 1: cosx = 0. Thay vào (*) ta được sinx = 0

Ta thấy sin2x + cos2x = 02 + 02 = 0 (Vô lí) (Loại).

Trường hợp 2: cosx0xπ2+kπ;k

Chia hai vế của phương trình cho cosx, ta được

*2.sinxcosx=1tanx=12

x=arctan12+kπ;k (Thỏa mãn)

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=π2+kπ;x=arctan12+kπ;k.

Ví dụ 2: Giải phương trình: sinx.cos3x – sinx + 2cos3x – 2 = 0.

Lời giải

Ta có: sinx.cos3x – sinx + 2cos3x – 2 = 0

sinxcos3x1+2cos3x1=0cos3x1sinx+2=0cos3x1=0sinx+2=0cos3x=1sinx=2 ​(Loai)3x=k2πx=k2π3;k

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=k2π3;k.

2.2 Dạng 2: Sử dụng công thức biến đổi tổng thành tích và tích thành tổng

Phương pháp giải:

- Công thức biến đổi tổng thành tích

cosa+cosb=2cosa+b2cosab2

cosacosb=2sina+b2sinab2

sina+sinb=2sina+b2cosab2

sinasinb=2cosa+b2sinab2

- Công thức biến đổi tích thành tổng

cosa.cosb=12cosa+b+cosab

sina.sinb=12cosabcosa+b

sina.cosb=12sina+b+sinab

Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Giải các phương trình sau:

a) sin2x.sin5x = sin3x.sin4x

b) sin5x.cos3x = sin4x.cos2x

Lời giải

a) sin2x.sin5x = sin3x.sin4x

12cos5x2xcos5x+2x=12cos4x3xcos4x+3xcos3xcos7x=cosxcos7xcos3x=cosx

3x=x+k2π3x=x+k2π2x=k2π4x=k2πx=kπx=kπ2x=kπ2k

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=kπ2;k.

b) sin5x.cos3x = sin4x.cos2x

12sin5x+3x+sin5x3x=12sin4x+2x+sin4x2xsin8x+sin2x=sin6x+sin2xsin8x=sin6x

8x=6x+k2π8x=π6x+k2π2x=k2π14x=π+k2πx=kπx=π14+kπ7k

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=kπ;x=π14+kπ7;k.

Ví dụ 2: Giải các phương trình sau:

a) sin3x + sin2x = sinx

b) sinx + sin3x = cos2x + cos4x

Lời giải

a) sin3x + sin2x = sinx

sin3xsinx+sin2x=02cos3x+x2.sin3xx2+sin2x=02cos2xsinx+2sinxcosx=02sinxcos2x+cosx=02sinx.2cos2x+x2.cos2xx2=04sinx.cos3x2.cosx2=0

sinx=0cos3x2=0cosx2=0x=kπ3x2=π2+kπx2=π2+kπx=kπx=π3+k2π3x=π+k2πx=kπx=±π3+k2πk

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=kπ;x=±π3+k2π;k.

b) sinx + sin3x = cos2x + cos4x

2sinx+3x2cosx3x2=2cos2x+4x2cos2x4x22sin2xcosx=2cos3xcosxsin2xcosxcos3xcosx=0cosxsin2xcos3x=0

cosx=0sin2x=cos3xcosx=0sin2x=sinπ23x

x=π2+kπ2x=π23x+k2π2x=ππ2+3x+k2πx=π2+kπ5x=π2+k2πx=π2+k2π

x=π2+kπx=π10+k2π5x=π2k2πx=π2+kπx=π10+k2π5k

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=π2+kπ;x=π10+k2π5;k.

2.3 Dạng 3: Sử dụng công thức hạ bậc

Phương pháp giải:

Công thức hạ bậc hai:

cos2a=1+cos2a2

sin2a=1cos2a2

Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Giải phương trình sau: sin2x + sin23x = 2sin22x.

Lời giải

Ta có: sin2x + sin23x = 2sin22x

1cos2x2+1cos6x2=2.1cos4x2cos2xcos6x=2cos4xcos6x+cos2x2cos4x=02cos6x+2x2cos6x2x22cos4x=02cos4xcos2x2cos4x=02cos4xcos2x1=0

cos4x=0cos2x=14x=π2+kπ2x=k2πx=π8+kπ4x=kπk

Vậy họ nghiệm của phương trình là: x=π8+kπ4;x=kπ;k.

Ví dụ 2: Giải phương trình sau: cos2x + cos22x + cos23x + cos24x = 2

Lời giải

Phương trình bậc nhất đối với hàm số lượng giác và cách giải – Toán lớp 11 (ảnh 1)

Vậy họ nghiệm của phương trình là x=π10+kπ5;x=π4+kπ2;x=π2+kπ;k.

3. Bài tập tự luyện

Câu 1. Nghiệm của phương trình cos2x – cosx = 0 thuộc khoảng 0<x<π là:

A. x=π6

B. x=π2

C. x=π4

D. x=-π2

Câu 2. Giải phương trình cos2x – sin2x = 0

A. x=π2+kπx=arctan13+kπ  k

B. x=π2+kπx=arctan14+kπ  k

C. x=π2+kπx=arctan15+kπ  k

D. x=π2+kπx=arctan12+kπ  k

Câu 3. Nghiệm của phương trình sin2x – sinx = 2 – 4cosx là:

A. x=π4+k2πx=π3+kπk

B. x=π3+k2πx=π3+k2πk

C. x=π3+k2πx=π4+kπk

D. x=π2+k2πx=π3+k2πk

Câu 4. Nghiệm của phương trình sin x.cos x.cos2x = 0 là:

A. x=kπ

B. x=kπ2

C. x=kπ8

D. x=kπ4

Câu 5. Nghiệm của phương trình cos3x – cos5x = sinx là:

A. x=kπx=π24+k2πx=5π24+kπ2    k

B. x=k2πx=π24+kπ2x=5π24+kπ2    k

C. x=kπx=π24+kπ2x=5π24+kπ2   k

D. x=kπ2x=π24+kπ2x=5π24+kπ2    k

Câu 6. Phương trình cos5x.cos3x = cos 4x.cos2x có tập nghiệm trùng với tập nghiệm của phương trình nào sau đây?

A. sinx = cos x

B. cosx = 0

C. cos8x = cos6x

D. sin8x = cos6x

Câu 7. Phương trình cosx + 3cos2x + cos3x = 0 có nghiệm là:

A. x=π16+kπ4k

B. x=±π6+k2πk

C. x=π4+kπ2k

D. x=π3+k2πk

Câu 8. Nghiệm của phương trình cos3x – cos4x + cos5x = 0 là:

A. x=π8+kπ4x=π3+k2π,k

B. x=π8+kπ4x=π3+k2π,k

C. x=π8+kπ4x=±π3+k2π,k

D. x=π8+kπx=±π3+k2π,k

Câu 9. Phương trình 2sinx + cosx – sin2x – 1 = 0 có nghiệm là:

A. x=π6+kπx=5π6+kπx=kπ ,k

B. x=π6+k2πx=5π6+k2πx=k2π ,k

C. x=±π6+k2πx=k2π ,k

D. x=±π6+k2πx=kπ ,k

Câu 10. Một họ nghiệm của phương trình cos x.sin23x – cosx = 0 là:

A. π6+kπ3;k

B. π6+kπ3;k

C. kπ2;k

D. kπ4;k

Câu 11. Các nghiệm của phương trình sin2x + sin23x = cos2x + cos23x là:

A. x=±π4+k2π;k

B. x=π4+kπ2,x=π8+kπ2;k

C. x=π4+kπ2,x=π8+kπ4;k

D. x=±π4+kπ2;k

Câu 12. Các nghiệm của phương trình cosxcos5x=12cos6x (với k) là:

A. x=π8+kπ

B. x=kπ2

C. x=kπ4

D. x=π8+kπ4

Câu 13. Họ nghiệm của phương trình sin2x + cos24x = 1 là:

A. x=kπ13x=kπ15k

B. x=kπ23x=kπ25k

C. x=kπ3x=kπ5k

D. x=kπ33x=kπ35k

Câu 14. Họ nghiệm của phương trình cosx.cos7x = cos3x.cos5x là:

A. kπ4;k

B. kπ8;k

C. π8+kπ4;k

D. π8+kπ2;k

Câu 15. Phương trình sin23x – cos24x = sin25x – cos26x có các nghiệm là:

A. x=kπ12x=kπ4k

B. x=kπ9x=kπ2k

C. x=kπ6x=kπk

D. x=kπ3x=k2πk

Bảng đáp án

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

B

D

B

D

C

C

C

C

B

B

C

D

C

A

B

 
1 117 lượt xem