Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC LỜI NÓI ĐẦU : Kính thưa các đồng nghiệp cùng bạn đọc: Tôi viết chuyên đề giải PTLG này nhằm trao đổi cùng đồng nghiệp để tham khảo. Bên cạnh đó giúp cho các em học sinh đã học xong chương trình THPT tự học để có thể tự ôn luyện vào các trường đại học theo nguyện vọng của mình. Nếu nói một chuyên đề PTLG thì phải giới thiệu tất cả các dạng phương trình và cách giải hoặc thuật toán của từng dạng.Tuy nhiên trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu cách cho đề của các đề thi đại học từ những năm gần đây bản thân tôi rút ra được kinh nghiệm: +Số chuyên đề của một học sinh phải học quá nhiều, do vậy vấn đề về thời gian dành để ôn luyện cho mỗi chuyên đề phải được tính đến. +Dạy và ôn như thế nào để phù hợp với xu thế ra đề của Bộ Giáo dục. Do vậy tài liệu này tôi đã tích lũy từ nhiều năm, các bài tập được biên soạn chỉ ngang tầm với các đề thi đại học đã diễn ra hoặc mức độ chênh lệch nhau không đáng kể.Tài liệu này được viết theo các nội dung chính say đây: A.Ôn lý thuyết:Không trình bày phần lý thuyết nhằm tránh tài liệu quá dài. B.Sơ đồ hệ thống cách giải các phương trình lượng giác trong các đề thi đại học. (Sau mỗi bài giải hoặc ví dụ,bạn hãy thử xem đối chiếu lại với sơ đồ !) C.Ôn tập cách giải các phương trình thường gặp đã nâng cao.Trong phần này có ví dụ và có lời giải hoặc hướng dẫn cách giải.Cuối của mỗi mục có phần bài tập hoàn toàn tương tự , do vậy tôi không ghi cách giải. Riêng phần PTLG đẳng cấp bậc n tôi đã biên soạn các ví dụ theo hai cách giải để bạn đọc thấy được ưu điểm của mỗi cách.Số bài tập tương tự mục này nhiều hơn so với những nội dung khác. D.Phần bài tập để rèn luyện chung cho chuyên đề-phần này tôi biên soạn tương ứng với mức độ các đề thi đại học từ 2002-2009 . Các em học sinh có thể nghiên cứu đáp án các đề thi đại học từ 2002-2009 để giải nó (nếu không giải được).(Nếu các em là học sinh có yêu cầu bài giải phần này thì có thể liên hệ theo email: [email protected]hoặcsố điện thoại: 0984-003114. E.Nội dung các đề thi đại học các khối từ 2003-2009 để dễ so sánh với các bài tập ở phần D. F.Nghiên cứu thêm những gợi ý về cách giải các phương trình lượng giác. Tôi hy vọng rằng, nếu đọc kỹ về cách giải PTLG cùng với sơ đồ hệ thống các em học sinh có thể tự học tốt về chuyên đề này. Chúc tất cả chúng ta thành công và cũng mong đồng nghiệp và các em học sinh thông cảm cho bản thân tôi trong quá trình biên soạn tài liệu này không sao tránh khỏi những sai sót. Chào thân ái! A. ÔN LÝ THUYẾT: • Ôn :giá trị lượng giác các góc đặc biêt, giá trị lượng giác của các cung góc có liên quan đặc biêt. Các công thức cơ bản, công thức lượng giác… • Ôn : Phương trình lượng giác cơ bản và cách giải. DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 1 Nguyễn Công Mậu OÂN LUYỆN PHÖÔNG TRÌNH LÖÔÏNG GIAÙC
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
LỜI NÓI ĐẦU:Kính thưa các đồng nghiệp cùng bạn đọc:Tôi viết chuyên đề giải PTLG này nhằm trao đổi cùng đồng nghiệp để tham khảo.
Bên cạnh đó giúp cho các em học sinh đã học xong chương trình THPT tự học để có thể tự ôn luyện vào các trường đại học theo nguyện vọng của mình.
Nếu nói một chuyên đề PTLG thì phải giới thiệu tất cả các dạng phương trình và cách giải hoặc thuật toán của từng dạng.Tuy nhiên trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu cách cho đề của các đề thi đại học từ những năm gần đây bản thân tôi rút ra được kinh nghiệm:
+Số chuyên đề của một học sinh phải học quá nhiều, do vậy vấn đề về thời gian dành để ôn luyện cho mỗi chuyên đề phải được tính đến.
+Dạy và ôn như thế nào để phù hợp với xu thế ra đề của Bộ Giáo dục.Do vậy tài liệu này tôi đã tích lũy từ nhiều năm, các bài tập được biên soạn chỉ
ngang tầm với các đề thi đại học đã diễn ra hoặc mức độ chênh lệch nhau không đáng kể.Tài liệu này được viết theo các nội dung chính say đây:
A.Ôn lý thuyết:Không trình bày phần lý thuyết nhằm tránh tài liệu quá dài.B.Sơ đồ hệ thống cách giải các phương trình lượng giác trong các đề thi đại học.(Sau mỗi bài giải hoặc ví dụ,bạn hãy thử xem đối chiếu lại với sơ đồ !)C.Ôn tập cách giải các phương trình thường gặp đã nâng cao.Trong phần này có ví
dụ và có lời giải hoặc hướng dẫn cách giải.Cuối của mỗi mục có phần bài tập hoàn toàn tương tự , do vậy tôi không ghi cách giải. Riêng phần PTLG đẳng cấp bậc n tôi đã biên soạn các ví dụ theo hai cách giải để bạn đọc thấy được ưu điểm của mỗi cách.Số bài tập tương tự mục này nhiều hơn so với những nội dung khác.
D.Phần bài tập để rèn luyện chung cho chuyên đề-phần này tôi biên soạn tương ứng với mức độ các đề thi đại học từ 2002-2009 . Các em học sinh có thể nghiên cứu đáp án các đề thi đại học từ 2002-2009 để giải nó (nếu không giải được).(Nếu các em là học sinh có yêu cầu bài giải phần này thì có thể liên hệ theo email: [email protected] hoặcsố điện thoại: 0984-003114.
E.Nội dung các đề thi đại học các khối từ 2003-2009 để dễ so sánh với các bài tập ở phần D.
F.Nghiên cứu thêm những gợi ý về cách giải các phương trình lượng giác.Tôi hy vọng rằng, nếu đọc kỹ về cách giải PTLG cùng với sơ đồ hệ thống các em
học sinh có thể tự học tốt về chuyên đề này.Chúc tất cả chúng ta thành công và cũng mong đồng nghiệp và các em học sinh
thông cảm cho bản thân tôi trong quá trình biên soạn tài liệu này không sao tránh khỏi những sai sót. Chào thân ái!
A. ÔN LÝ THUYẾT:
• Ôn :giá trị lượng giác các góc đặc biêt, giá trị lượng giác của các cung góc có liên quan đặc biêt. Các công thức cơ bản, công thức lượng giác…
• Ôn : Phương trình lượng giác cơ bản và cách giải.
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 1 Nguyễn Công Mậu
III. Phöông trình ñaúng caáp thuaàn nhaát theo sin vaø coâsin cuøng moät cung: 1) Phöông trình ñaúng caáp thuaàn nhaát baäc hai theo sin vaø coâsin cuøng moät cung:DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 7 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
• Phöông trình coù daïng : asin2x + bsinxcosx + ccos2x + d = 0. (1)
• Caùch giaûi 1 : (Dùng công thức hạ bậc đưa về PT bậc nhất theo sin và côsin cùng cung)
(1) ⇔ 1 cos 2 1 cos 2
sin 2 02 2 2
x b xa x c d
− ++ + + =
sin 2 ( ) cos 2 (2 )b x c a x d a c⇔ + − = − + + .
• Caùch giaûi 2 : (Đưa về PT bậc hai đối với hàm tanx)
Xeùt hai tröôøng hôïp :
+ Neáu x = ;2
k k Zπ π+ ∈ coù laø nghieäm phöông trình hay khoâng.
+ Neáu x ;2
k k Zπ π≠ + ∈ , chia hai veá phöông trình cho cos2x ta ñöôïc:
2) Phöông trình ñaúng caáp thuaàn nhaát baäc cao theo sin vaø coâsin cuøng moät cung:
• Đây là loại phương trình được mở rộng từ PT đẳng cấp bậc hai dựa trên cơ sở sau: + Một biểu thức theo sinx hoặc cosx có bậc k có thể biến đổi thành một biểu thức theo sinx và cosx có bậc k + 2n nhờ đẳng thức : 1cossin 22 =+ xx . ),( Nnk ∈Chẳng hạn : sinx (bậc 1) = sinx. xxxxx 2322 cossinsin)cos(sin +=+ (bậc 3).Hoặc sinx = sinx. xxxxxxx 4235222 cossincossin2sin)cos(sin ++=+ (bậc 5). + Chú ý : i) Số 0 không có bậc. Một hằng số khác 0 có bậc là 0. ii) Xác định bậc của mỗi hạng tử trong PTLG chứa sin và côsin là khi chúng đã cùng một cung ( ví dụ với cung 3x thì sin3x có bậc 1, với cung 1x thì sin3x có bậc 3)
• Từ những ý tưởng trên ta có thể nêu định nghĩa về PTLG đẳng cấp bậc n theo sin và côsin của cùng một cung như sau:
“ PT đẳng cấp bậc n theo sinx và cosx là PT có bậc các hạng tử hơn, kém nhau 2k, k N∈ ”• Cách giải 1 : ( tương tự đẳng cấp bậc 2) (Cách giải này thường phát hiện được cách giải ngay từ ban đầu và có thuật toán, nhưng nhược điểm dài hơn cách giải thứ hai) +Bước 1: Xét cosx = 0 có nghiệm đúng PT không. (nếu đúng ghi nhận kết quả)
+Bước 2: -Xét cosx ≠ 0. Chia hai vế PT cho xncos và thay ( ) kk
xx
22
tan1cos
1 +=
.
-Đặt ẩn phụ t = tanx và thu gọn thì được PT đa thức bậc n theo t. -Giải tìm nghiệm t = t0 rồi giải PT tanx = t0 để tìm x.• Cách giải 2 : (Biến đổi về PT tích theo sin và côsin)
( Cách giải này thường ngắn gọn nhưng không định hướng được kết quả biến đổi. Đòi hỏi kỷ năng phân tích đa thức thành nhân tử của mỗi học sinh).Không có thuật toán như cách 1. Sau đây là một số ví dụ:
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 9 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
Ví dụ 1: Giải phương trình: xxxx 2coscossintan −= (1)
Giải cách 1:
+ĐK: ππmx +≠
2 .
+(1) xxxx 32 coscossinsin −=⇔ (*) (đẳng cấp bậc 3).+cosx = 0 không nghiệm đúng PT. (vì 01 =± ; vô lý)+cosx ≠ 0, chia hai vế (*) cho cos3x được :
ππkxxttxxx +−=⇔−=⇔−=⇔−=⇔−=+
41tan111tan)tan1(tan 32 (t = tanx)
Gi ải cách 2 :
(*) xxxxx 3332 cossincos)cos1(sin −=⇔−=−⇔ (**) ππ
kxxx +−=⇔−=⇔−=4
1tan1tan 3
Chú ý:Theo cách giải 2 đã nêu là biến đổi về PT tích nên tôi minh họa lại như sau: (**) 0)2sin2)(cos(sin0)cossin1)(cos(sin0cossin 33 =−+⇔=−+⇔=+⇔ xxxxxxxxx
ππkxxxx +−=⇔−=⇔=+⇔
41tan0cossin
.
Ví dụ 2: Giải phương trình: xxx cossincos3 += (2) (đẳng cấp bậc 3)Giải cách 1:+ cosx = 0 không nghiệm đúng (2)+ cosx ≠ 0, chia hai vế (2) cho cos3x được : )tan1()tan1(tan1 2 xxx +++=
πkxxtttt =⇔=⇔=⇔=++⇔ 0tan00)1( 2 (với t = tanx )Gi ải cách 2 :(2) 0)1cos(sinsin0sinsincossin)1(coscos 22 =+⇔=+⇔=−⇔ xxxxxxxxx
πkxxxx =⇔=⇔=+⇔ 0sin0)22(sinsin
Ví dụ 3: Giải phương trình: 0cos2cossincos2sin3 233 =++− xxxxx (3)(đẳng cấp bậc 3)
Giải cách 1:+ cosx = 0 không nghiệm đúng (3)+ cosx ≠ 0, chia hai vế (3) cho cos3x được : 0)3(3033)tan1(2tan2tan3 223223 =+⇔=+⇔+++− ttttxxx
Ví dụ 4 : Giaûi phöông trình 3cos4x – 4sin2xcos2x + sin4x = 0 (4) (đẳng cấp bậc 4)
Giải cách 1: + cosx = 0 thì sinx = 1± không nghiệm đúng ptrình . Vậy cosx 0≠
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 10 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
+ Chia hai vế (2) cho cos4x rồi đặt ẩn phụ t = tan2 x thì được: 310342 =∨=⇔=+− tttt
Gi ải cách 2 :(4) 0)sincos(sin)cossin3cos3( 422224 =−−−⇔ xxxxxx
0)sin(cossin)sin(coscos3 222222 =−−−⇔ xxxxxx
±=
=⇔=−⇔
3tan
02cos0)sincos3(2cos 22
x
xxxx
Ví dụ 5: Giải phương trình : xxxxx cossin2coscossin 266 −=+ (5)Giải cách 1:Nếu biến đổi : )cossincos)(sincos(sincossin 22442266 xxxxxxxx −++=+ = = xxxx 2244 cossincossin −+Và biến đổi : xxxxxxx 22442222 cossin2sincos)sin(cos2cos −+=−=Thì PT (5) 0cossincossin 22 =+⇔ xxxx (*)Khi đó PT (*) giải tiếp theo cách giải 1 hoặc cách giải 2 đã nêu trên là đơn giản+ Nếu từ PT: xxxxxx cossin)sin(coscossin 22266 −−=+ (đẳng cấp bậc 6)Làm theo cách giải (1) sau bước 2 đã thu gọn ta được phương trình: (Với t = tanx )
=++++
=⇔=++++
)1.5(012
002
234
2345
tttt
tttttt
Khi đó PT (5.1) 0211
011
22
22
2 =+
++
+⇔=++++⇔
tt
tt
tttt (5.2)
PT (5.2) đặt ẩn phụ t
tu1+= thì được PT bậc hai 1002 −=∨=⇔=+ uuuu .
Trở lại với ẩn t thì các PT này vô nghiệm. + Với t = 0 πkxx =⇔=⇔ 0tan .Chú ý: Khi xét cosx = 0 thì nó nghiệm đúng PT đẳng cấp bậc 6 nên:
ππkx +=
2 cũng là nghiệm PT. Kết hợp nghiệm thì được x =
2
πk. Phù hợp với mọi
cách giải.
BAØI TAÄP TÖÔNG TÖÏ: Có thể giải lại các bài trong các ví dụ và bài tập tương tự ở phân PT đưa về PT bậc nhất theo sin và côsin cùng một cung như :
1) Giaûi phöông trình sinxsin2x + sin3x = 6cos3x (đẳng cấp bậc 3)
2) Giaûi phöông trình sin3x + cos3x + 2cosx = 0 (đẳng cấp bậc 3)
3) Giaûi phöông trình sinx – 4sin3x + cosx = 0 (đẳng cấp bậc 3)
4) Giaûi phöông trình : 3 3sin x cos x sinx cosx− = + (đẳng cấp bậc 3)
5) Giaûi phöông trình : ( ) 24sin33cossin8 66 =−+ xxx (đẳng cấp bậc 6)
6) Giải phương trình : xxxx cos3sin)sin3(cos3 −=+ (đẳng cấp bậc 3)
7) Giaûi phöông trình : 3 3sin x cos x sinx cosx+ = − (đẳng cấp bậc 3)
8) Giaûi phöông trình : 44 4(sin ) 3 sin 4 2x cos x x+ + = (đẳng cấp bậc 4)
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 11 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
9) Giải phương trình : xxxx sin3cos)cos3(sin3 +=− (đẳng cấp bậc 3)
10) Giaûi phöông trình : 8 8 217
sin 216
x cos x cos x+ = (đẳng cấp bậc 8)
11) Giaûi phöông trình : 6 6 2sin 2 1x cos x cos x+ = − (đẳng cấp bậc 6)IV. Phương trình chứa tổng (hoặc hiệu) và tích của sin và côssin cùng một cung:
1) Phương trình chứa tổng và tích (còn gọi là phương trình đối xứng theo sin và côsin)
• Dạng phương trình : a(sinx + cosx) + bsinx.cosx + c = 0 (a,b,c )R∈ (1)
• Cách giải : Đặt t = sinx + cosx = 24
sin2 ≤⇒
+ tx
π
(*)2
1cossincossin21
22 −=⇒+=⇒ t
xxxxt
(1) )1.1(02202
1. 2
2
=−++⇔=+−+⇔ bcatbtct
bat .
Giải phương trình (1.1) chọn nghiệm t = t0 thỏa mãn 20 ≤t . Thay giá trị t0 vào PT (*) và giải PT sin2x = 12
0 −t để tìm x.2) Phương trình chứa hiệu và tíc h ( còn gọi là phương trình phản xứng)
• Dạng phương trình : a(sinx - cosx) + bsinx.cosx + c = 0 (a,b,c )R∈ (2)
• Cách giải : Đặt t = sinx - cosx = 24
sin2 ≤⇒
− tx
π
(**)2
1cossincossin21
22 t
xxxxt−=⇒−=⇒
(1) )1.2(02202
1. 2
2
=−−−⇔=+−+⇔ bcatbtct
bat .
Giải phương trình (2.1) chọn nghiệm t = t0 thỏa mãn 20 ≤t . Thay giá trị t0 vào PT (**) và giải PT sin2x = 1- 2
0t để tìm x.
Ví dụ 1: Giải phương trình ( ) 02cos12)sin(cos122sincossin =+−+− xxxxxx (1)
Ví dụ 2: Giải phương trình
+−=−
4sin27cos2sin3sin2sin32cos8
πxxxxxx (2)
Ví dụ 3: Giải phương trình 02cos2sinsin 23 =−++ xxx (3)Ví dụ 4: Giải phương trình 12cossin)2sincos(sin12cossin 22 =−+−+ xxxxxxx (4)Ví dụ 5: Giải phương trình 1)1(sin2sin2coscossinsin 2 =−++− xxxxxx (5)Ví dụ 6: Giải phương trình 0sincos2cos)1cos(sin =−+− xxxxx (1)
CHÚ Ý: Vì trong tài liệu này tôi biên soạn theo nhiều thời điểm khác nhau, sau đó gộp lại nên có hai phông chữ đó là Times New Roman và VNI-Times . Vậy khi sử dụng có gì trở ngại bạn tự đổi phông chữ!
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 18 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
+Ñöa veà cuøng cung: -Neáu cuøng haøm vaø cuøng cung thì tieán haønh ñaët aån phuï. -Neáu cuøng cung nhöng coøn hai haøm sin vaø coâsin thì thöôøng
CHÚ Ý: Vì trong tài liệu này tôi biên soạn theo nhiều thời điểm khác nhau, sau đó gộp lại nên có hai phông chữ đó là Times New Roman và VNI-Times . Vậy khi sử dụng có gì trở ngại bạn tự đổi phông chữ!
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 18 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
+Ñöa veà cuøng cung: -Neáu cuøng haøm vaø cuøng cung thì tieán haønh ñaët aån phuï. -Neáu cuøng cung nhöng coøn hai haøm sin vaø coâsin thì thöôøng
CHÚ Ý: Vì trong tài liệu này tôi biên soạn theo nhiều thời điểm khác nhau, sau đó gộp lại nên có hai phông chữ đó là Times New Roman và VNI-Times . Vậy khi sử dụng có gì trở ngại bạn tự đổi phông chữ!
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 18 Nguyễn Công Mậu
Chuyên đề : PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC-Theo hướng ra đề thi của BỘ GIÁO DỤC
+Ñöa veà cuøng cung: -Neáu cuøng haøm vaø cuøng cung thì tieán haønh ñaët aån phuï. -Neáu cuøng cung nhöng coøn hai haøm sin vaø coâsin thì thöôøng
CHÚ Ý: Vì trong tài liệu này tôi biên soạn theo nhiều thời điểm khác nhau, sau đó gộp lại nên có hai phông chữ đó là Times New Roman và VNI-Times . Vậy khi sử dụng có gì trở ngại bạn tự đổi phông chữ!
DẠY ÔN LỚP 11 và LUYỆN THI ĐẠI HỌC 18 Nguyễn Công Mậu