Bài 3: Một số phương trình lượng giác thường gặp

sin²x - sinx = 0 ⇔ sinx(sinx - 1) = 0

Th1. sinx=0 \(\Leftrightarrow\) x=kπ \(\left(k\in Z\right)\)

Th2.  sinx=1\(\Leftrightarrow\)  x= \(\dfrac{\text{π}}{2}\) + \(\text{k 2 π}\)\(\left(k\in Z\right)\)
Vậy phương trình có hai họ nghiệm là: 
- \(x=k\pi\) và \(x=\dfrac{\pi}{2}+k2\pi\)  với \(\left(k\in Z\right)\)

a) Đặt t = cosx, t ∈ [-1 ; 1] ta được phương trình 2t² - 3t + 1 = 0 ⇔ t ∈ {1 ; }.

Nghiệm của phương trình đã cho là các nghiệm của hai phương trình sau:

cosx = 1 ⇔ x = k2π và cosx = ⇔ x = + k2π.

Đáp số : x = k2π ; x = + k2π, k ∈ Z.

b) Ta có sin4x = 2sin2xcos2x (công thức nhân đôi), do đó phương trình đã cho tương đương với

2sin2x(1 + √2cos2x) = 0 ⇔

⇔

a) Đặt t = cos, t ∈ [-1 ; 1] thì phương trình trở thành

(1 - t²) - 2t + 2 = 0 ⇔ t² + 2t -3 = 0 ⇔

Phương trình đã cho tương đương với

cos = 1 ⇔ = k2π ⇔ x = 4kπ, k ∈ Z.

b) Đặt t = sinx, t ∈ [-1 ; 1] thì phương trình trở thành

8(1 - t²) + 2t - 7 = 0 ⇔ 8t² - 2t - 1 = 0 ⇔ t ∈ {}.

Các nghiệm của phương trình đã cho là nghiệm của hai phương trình sau :

và

Đáp số : x = + k2π; x = + k2π;

x = arcsin() + k2π; x = π - arcsin() + k2π, k ∈ Z.

c) Đặt t = tanx thì phương trình trở thành 2t² + 3t + 1 = 0 ⇔ t ∈ {-1 ; }.

Vậy

d) Đặt t = tanx thì phương trình trở thành

t - + 1 = 0 ⇔ t² + t - 2 = 0 ⇔ t ∈ {1 ; -2}.

Vậy

a) Dễ thấy cosx = 0 không thỏa mãn phương trình đã cho nên chiaw phương trình cho cos²x ta được phương trình tương đương 2tan²x + tanx - 3 = 0.

Đặt t = tanx thì phương trình này trở thành

2t² + t - 3 = 0 ⇔ t ∈ {1 ; }.

Vậy

b) Thay 2 = 2(sin²x + cos²x), phương trình đã cho trở thành

3sin²x - 4sinxcosx + 5cos²x = 2sin²x + 2cos²x

⇔ sin²x - 4sinxcosx + 3cos²x = 0

⇔ tan²x - 4tanx + 3 = 0

⇔

⇔ x = + kπ ; x = arctan3 + kπ, k ∈ Z.

c) Thay sin2x = 2sinxcosx ; = (sin²x + cos²x) vào phương trình đã cho và rút gọn ta được phương trình tương đương

sin²x + 2sinxcosx - cos²x = 0 ⇔ tan²x + 4tanx - 5 = 0 ⇔

⇔ x = + kπ ; x = arctan(-5) + kπ, k ∈ Z.

d) 2cos²x - 3√3sin2x - 4sin²x = -4

⇔ 2cos²x - 3√3sin2x + 4 - 4sin²x = 0

⇔ 6cos²x - 6√3sinxcosx = 0 ⇔ cosx(cosx - √3sinx) = 0

⇔

a) cosx - √3sinx = √2 ⇔ cosx - tansinx = √2

⇔ coscosx - sinsinx = √2cos ⇔ cos(x + ) =

⇔

a) tan(2x + 1)tan(3x - 1) = 1 ⇔ = 1.

Với điều kiện cos(2x + 1)cos(3x - 1) ≠ 0 phương trình tương đương với

cos(2x + 1)cos(3x - 1) - sin(2x + 1)sin(3x - 1) = 0

⇔ cos(2x + 1 + 3x - 1) = 0 ⇔ 5x = + k π ⇔ x = + , k ∈ Z.

Cần chọn các k nguyên để x = + không thỏa mãn điều kiện của phương trình (để loại bỏ). Điều này chỉ xảy ra trong các trường hợp sau:

(i) x = + làm cho cos(2x + 1) = 0, tức là

cos[2( + ) + 1] = 0 ⇔ + 1 = + lπ, (l ∈ Z)

⇔ π( - ) = 1 ⇔ π = , suy ra π ∈ Q, vô lí.

Vì vậy không có k nguyên nào để x = + làm cho cos(2x + 1) = 0.

(ii) x = + làm cho cos(3x - 1) = 0. Tương tự (i),ta cũng thấy không có k nguyên nào để x = + làm cho cos(3x - 1) = 0.

Vậy ∀ k ∈ Z, x = + đều là nghiệm của phương trình đã cho.

b)Đặt t = tan x, phương trình trở thành

t + = 1 ⇔ -t^{2 +} 3t = 0 (điều kiện t ≠ 1) ⇔ t = 0 hoặc t = 3 (thỏa mãn)

Vậy tan x = 0 ⇔ x = kπ

tan x = 3 ⇔ x = arctan 3 + kπ (k ∈ Z)