Bài 3. Hàm số lượng giác và đồ thị

a)     Hàm số y = sinx nhận giá trị bằng 1

-        Vẽ hàm số y = sinx trên đoạn \(\left[ { - 2\pi ;2\pi } \right]\)

-        Vẽ hàm số y = 1

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = sinx và y = 1 là A, B,...

b)     Hàm số y = sinx nhận giá trị bằng 0

-        Vẽ hàm số y = sinx trên đoạn \(\left[ { - 2\pi ;2\pi } \right]\)

-        Vẽ hàm số y = 0

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = sinx và y = 0 là A, B, C, D, E,...

c)     Hàm số y = cosx nhận giá trị bằng – 1

-        Vẽ hàm số y = cosx trên đoạn \(\left[ { - 2\pi ;2\pi } \right]\)

-        Vẽ hàm số y = - 1

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = cosx và y = - 1 là A, B,...

d)     Hàm số y = cosx nhận giá trị bằng 0

-        Vẽ hàm số y = cosx trên đoạn \(\left[ { - 2\pi ;2\pi } \right]\)

-        Vẽ hàm số y = 0

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = cosx và y = 0 là C, D, E, F,...

a)     Hàm số y = tanx nhận giá trị bằng – 1

-        Vẽ hàm số y = tanx trên khoảng \(\left( { - \pi ;\frac{{3\pi }}{2}} \right)\)

-        Vẽ hàm số y = - 1

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = tanx và y = - 1

b)     Hàm số y = tanx nhận giá trị bằng 0

-        Vẽ hàm số y = tanx trên khoảng \(\left( { - \pi ;\frac{{3\pi }}{2}} \right)\)

-        Vẽ hàm số y = 0

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = tanx và y = 0

c)     Hàm số y = cotx nhận giá trị bằng 1

-        Vẽ hàm số y = cotx trên khoảng \(\left( { - \pi ;\frac{{3\pi }}{2}} \right)\)

-        Vẽ hàm số y = 1

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = cotx và y = 1

d)     Hàm số y = cotx nhận giá trị bằng 0

-        Vẽ hàm số y = cotx trên khoảng \(\left( { - \pi ;\frac{{3\pi }}{2}} \right)\)

-        Vẽ hàm số y = 0

-        Lấy giao điểm của hai hàm số y = tanx và y = 0

a)     y = sinx

-        Khoảng \(\left( { - \frac{{9\pi }}{2}; - \frac{{7\pi }}{2}} \right)\)

+ Vẽ đồ thị hàm số:

+ Đồng biến trên khoảng \(\left( { - \frac{{9\pi }}{2}; - 4\pi } \right)\)

+ Nghịch biến trên khoảng; \(\left( { - 4\pi ; - \frac{{7\pi }}{2}} \right)\)

-        Khoảng \(\left( {\frac{{21\pi }}{2};\frac{{23\pi }}{2}} \right)\)

+ Vẽ đồ thị hàm số:

+ Đồng biến trên khoảng: \(\left( {11\pi ;\frac{{23\pi }}{2}} \right)\)

+ Nghịch biến trên khoảng: \(\left( {\frac{{21\pi }}{2};11\pi } \right)\)

a)     Đồ thị hàm số:

-        Với mỗi \(m \in \left[ { - 1;1} \right]\) chỉ có 1 giá trị \(\alpha  \in \left[ { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right]\) sao cho \(\sin \alpha  = m\)

b)     Đồ thị hàm số:

-        Với mỗi \(m \in \left[ { - 1;1} \right]\) có 1 giá trị \(\alpha  \in \left[ {0;\pi } \right]\) sao cho \(\cos \alpha  = m\)

c)     Đồ thị hàm số:

-        Với mỗi \(m \in \mathbb{R}\), có 2 giá trị \(\alpha  \in \left[ { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right]\) sao cho \(\tan \alpha  = m\)

d)     Đồ thị hàm số:

-        Với mỗi \(m \in \mathbb{R}\), có 2 giá trị \(\alpha  \in \left[ {0;\pi } \right]\) sao cho \(\cot \alpha  = m\)

a)     Ta có:

\(\left. \begin{array}{l}f\left( { - x} \right) = \sin \left( { - x} \right).\cos \left( { - x} \right) =  - \sin x.\cos x\\f\left( x \right) = \sin x.\cos x\end{array} \right\} \Rightarrow f\left( { - x} \right) =  - f\left( x \right)\)

Hàm số \(y = \sin x\cos x\) là hàm số lẻ

b)     Ta có:

\(\left. \begin{array}{l}f\left( { - x} \right) = \tan \left( { - x} \right) + \cot \left( { - x} \right) =  - \tan x - \cot x\\f\left( x \right) = \tan x + \cot x\end{array} \right\} \Rightarrow f\left( { - x} \right) =  - f\left( x \right)\)

Hàm số \(y = \tan x + \cot x\) là hàm số lẻ

c)     Ta có:

 \(\left. \begin{array}{l}f\left( { - x} \right) = {\sin ^2}\left( { - x} \right) = {\left( { - \sin \left( x \right)} \right)^2} = {\sin ^2}x\\f\left( x \right) = {\sin ^2}x\end{array} \right\} \Rightarrow f\left( { - x} \right) = f\left( x \right)\)

Hàm số \(y = {\sin ^2}x\) là hàm số chẵn

Ta có

 \(\begin{array}{l}t = 0 \Rightarrow \omega t = 0\\t = \frac{T}{4} \Rightarrow \omega t = \omega .\frac{{\frac{{2\pi }}{\omega }}}{4} = \frac{\pi }{2}\\t = \frac{T}{2} \Rightarrow \omega t = \omega .\frac{{\frac{{2\pi }}{\omega }}}{2} = \pi \\t = \frac{{3T}}{4} \Rightarrow \omega t = \omega .\frac{{3.\frac{{2\pi }}{\omega }}}{4} = \frac{{3\pi }}{2}\\t = T \Rightarrow \omega t = \omega .\frac{{2\pi }}{\omega } = 2\pi \end{array}\)

a)     \(A = 3cm,\varphi  = 0\)

+) Với t=0 thì \(x = 3\cos \left( {\omega .0 + 0} \right) = 3\)

+) Với \(t = \frac{T}{4}\)thì \(x = 3\cos \left( {\frac{\pi }{2} + 0} \right) = 0\)

+) Với \(t = \frac{T}{2}\)thì \(x = 3\cos \left( {\pi  + 0} \right) =  - 3\)

+)Với \(t = \frac{{3T}}{4}\)thì \(x = 3\cos \left( {\frac{{3\pi }}{2} + 0} \right) = 0\)

+Với \(t = T\)thì \(x = 3\cos \left( {2\pi  + 0} \right) = 3\)

b)     \(A = 3cm,\varphi  =  - \frac{\pi }{2}\)

+) Với t=0 thì \(x = 3\cos \left( {0 - \frac{\pi }{2}} \right) = 0\)

+) Với \(t = \frac{T}{4}\)thì \(x = 3\cos \left( {\frac{\pi }{2} - \frac{\pi }{2}} \right) = 3\)

+) Với \(t = \frac{T}{2}\)thì \(x = 3\cos \left( {\pi  - \frac{\pi }{2}} \right) = 0\)

+)Với \(t = \frac{{3T}}{4}\)thì \(x = 3\cos \left( {\frac{{3\pi }}{2} - \frac{\pi }{2}} \right) = 3\)

+Với \(t = T\)thì \(x = 3\cos \left( {2\pi  - \frac{\pi }{2}} \right) = 0\)

c)     \(A = 3cm,\varphi  = \frac{\pi }{2}\)

+) Với t=0 thì \(x = 3\cos \left( {0 + \frac{\pi }{2}} \right) = 0\)

+) Với \(t = \frac{T}{4}\)thì \(x = 3\cos \left( {\frac{\pi }{2} + \frac{\pi }{2}} \right) = 3\)

+) Với \(t = \frac{T}{2}\)thì \(x = 3\cos \left( {\pi  + \frac{\pi }{2}} \right) = 0\)

+)Với \(t = \frac{{3T}}{4}\)thì \(x = 3\cos \left( {\frac{{3\pi }}{2} + \frac{\pi }{2}} \right) = 3\)

+Với \(t = T\)thì \(x = 3\cos \left( {2\pi  + \frac{\pi }{2}} \right) = 0\)

Để ống đựng nước cách mặt nước 2m thì \(h = \left| y \right| = 2\)

Hay \(\left| {2,5.\sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) + 2} \right| = 2\)

Suy ra \(2,5.\sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) + 2 = 2\) hoặc \(2,5.\sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) + 2 =  - 2\)

*) \(2,5.\sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) + 2 = 2\\ \Leftrightarrow \sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) = 0\\ \Leftrightarrow 2\pi x - \frac{\pi }{2} = k\pi ,k \in Z\\ \Leftrightarrow 2x - \frac{1}{2} = k,k \in Z\\ \Leftrightarrow x = \frac{{2k + 1}}{4},k \in Z\\ \Leftrightarrow x \in \left\{ {....; - \frac{1}{4};\frac{1}{4};\frac{3}{4};....} \right\}\)

*)\(2,5.\sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) + 2 =  - 2\\ \Leftrightarrow \sin \left( {2\pi x - \frac{\pi }{2}} \right) =  - 1,6\, <  - 1\)

Vì tập giá trị của hàm số sin là \(\left[ { - 1;1} \right]\) nên trong trường hợp này phương trình vô nghiệm.