Bài tập nâng cao · Bài 23
2. PHƯƠNG TRÌNH BẬC NHẤT ĐỐI VỚI SIN VÀ COS Nhận dạng: $a.\sin x+b\cos x=c$ $a.\cos x+b\sin x=c$ Điều kiện có nghiệm: $a^{2} +b^{2} \geq c^{2}$ Cách làm: $a\sin x+b\cos x=c\Leftrightarrow \frac{a}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }\sin x+\frac{b}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }\cos x=\frac{c}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }$ Đặt $\frac{a}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }=\cos \alpha$; $\frac{b}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }=\sin \alpha$ Khi đó: $\sin x.\cos \alpha +\cos x.\sin \alpha =\frac{c}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }\Leftrightarrow \sin \left( x+\alpha \right)=\frac{c}{\sqrt{a^{2} +b^{2} } }$ Cần chú ý các công thức: $\sin x+\cos x=\sqrt{2}\sin \left( x+\frac{\pi}{4} \right)=\sqrt{2}\cos \left( x-\frac{\pi}{4} \right)$ $\sin x-\cos x=\sqrt{2}\sin \left( x-\frac{\pi}{4} \right)=-\sqrt{2}\cos \left( x+\frac{\pi}{4} \right)$
Bài tập nâng cao Phương trình lượng giác cơ bản · Bài 23
a) $ \tan x-3\cot x=4\left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right) $
b) $ 3-4\sin^{2}x=4\cot x\cos^{2}x-3\cot x $
Xem lời giải
Lời giải
DK: $ \sin x\neq 0;\cos x\neq 0 $
$ \begin{array}{l} \left( 1 \right)\Leftrightarrow \frac{\sin x}{\cos x}-3\frac{\cos x}{\sin x}=4\left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right) \\ \Leftrightarrow \sin^{2}x-3\cos^{2}x=4\sin x\cos x\left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right) \\ \Leftrightarrow \left( \sin x-\sqrt{3}\cos x \right)\left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right)=4\sin x\cos x\left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right) \\ \Leftrightarrow \left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right)\left( \sin x-\sqrt{3}\cos x-4\sin x\cos x \right)=0 \end{array} $
$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \left( \sin x-\sqrt{3}\cos x-4\sin x\cos x \right)=0 \\ \left( \sin x+\sqrt{3}\cos x \right)=0 \end{array} \right.\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \sin x-\sqrt{3}\cos x=2\sin2x \\ \sin\left( \frac{\pi}{3}+x \right)=0 \end{array} \right. $
$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \sin\left( x-\frac{\pi}{3} \right)=\sin2x \\ \frac{\pi}{3}+x=k\pi \end{array} \right.\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x=-\frac{\pi}{3}+k2\pi \\ x=\frac{4\pi}{9}+\frac{k2\pi}{3} \\ x=-\frac{\pi}{3}+k\pi \end{array} \right.\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x=\frac{4\pi}{9}+\frac{k2\pi}{3} \\ x=-\frac{\pi}{3}+k\pi \end{array} \right.\left( k\in\mathbb{Z} \right) $
b) $ 3-4\sin^{2}x=4\cot x\cos^{2}x-3\cot x\left( 2 \right) $
DK: $ \sin x\neq 0 $
$ \begin{array}{l} \left( 2 \right)\Leftrightarrow 3-4\sin^{2}x=4\frac{\cos x}{\sin x}\cos^{2}x-3\frac{\cos x}{\sin x} \\ \Leftrightarrow 3\sin x-4\sin^{3}x=4\cos^{3}x-3\cos x \\ \Leftrightarrow 3\left( \sin x+\cos x \right)-4\left( \sin^{3}x+\cos^{3}x \right)=0 \\ \Leftrightarrow 3\left( \sin x+\cos x \right)-4\left( \sin x+\cos x \right)\left( \sin^{2}x-\sin x\cos x+\cos^{2}x \right)=0 \\ \Leftrightarrow \left( \sin x+\cos x \right)\left( 3-4+4\sin x\cos x \right)=0 \\ \Leftrightarrow \left( \sin x+\cos x \right)\left( -1+2\sin2x \right)=0 \end{array} $
$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \sin x+\cos x=0 \\ -1+2\sin2x=0 \end{array} \right.\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} \sqrt{2}\sin\left( x+\frac{\pi}{4} \right)=0 \\ \sin2x=\frac{1}{2} \end{array} \right. $
$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x+\frac{\pi}{4}=k\pi \\ 2x=\frac{\pi}{6}+k2\pi \\ 2x=\pi-\frac{\pi}{6}+k2\pi \end{array} \right.\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x=-\frac{\pi}{4}+k\pi \\ x=\frac{\pi}{12}+k\pi \\ x=\frac{5\pi}{12}+k\pi \end{array} \right.\left( k\in\mathbb{Z} \right) $