Bài 3 trang 179 SGK Đại số và Giải tích 11

Đề bài

Giải các phương trình

a) $2\sin {x \over 2}{\cos ^2}x - 2\sin {x \over 2}{\sin ^2}x = {\cos ^2}x - {\sin ^2}x$

b) $3\cos x + 4\sin x = 5$

c) $\sin x + \cos x = 1 + \sin x. \cos x$

d) $\sqrt {1 - \cos x}  = \sin x(x \in \left[ {\pi ,3\pi } \right])$

e) $(\cos{x \over 4} - 3\sin x)\sin x + (1 + \sin{x \over 4} - 3\cos x)\cos x$$= 0$

Lời giải chi tiết

a)

$\eqalign{ & 2\sin {x \over 2}{\cos ^2}x - 2\sin {x \over 2}{\sin ^2}x = {\cos ^2}x - {\sin ^2}x \cr  & \Leftrightarrow 2\sin {x \over 2}({\cos ^2}x - {\sin ^2}x) = {\cos ^2}x - {\sin ^2}x \cr  & \Leftrightarrow 2\sin {x \over 2}.cos2x = \cos 2x\cr& \Leftrightarrow \cos 2x(2\sin {x \over 2} - 1) = 0 \cr  & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ \cos 2x = 0 \hfill \cr  \sin {x \over 2} = {1 \over 2} = \sin {\pi \over 6} \hfill \cr} \right. \cr  & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ 2x = {\pi \over 2} + k\pi \hfill \cr  \left[ \matrix{ {x \over 2} = {\pi \over 6} + k2\pi \hfill \cr  {x \over 2} = \pi - {\pi \over 6} + k2\pi \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right. \cr  & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = {\pi \over 4} + \frac{k\pi}{2} \hfill \cr  x = {\pi \over 3} + k4\pi \hfill \cr  x = {{5\pi } \over 3} + k4\pi \hfill \cr} \right.(k \in\mathbb Z) \cr}$

 b) Ta có: 

$\eqalign{ & 3cos{\rm{ }}x + 4sin{\rm{ }}x = 5 \cr  & \Leftrightarrow {3 \over 5}\cos x + {4 \over 5}\sin x = 1 \cr  & \Leftrightarrow \cos x\cos \varphi + \sin x\sin \varphi = 1\cr&(\text { với }cos\varphi = {3 \over 5};\sin \varphi = {4 \over 5}) \cr  & \Leftrightarrow \cos (x - \varphi ) = 1 \cr  & \Leftrightarrow x - \varphi = k2\pi \,\,\,(k \in\mathbb Z) \cr  & \Leftrightarrow x = \varphi + k2\pi \,\,\,(k \in\mathbb Z)\cr}$

$c) \,\,sin x + cosx = 1 + sinx. cosx$

$⇔ sin x – sin x. cosx + cosx – 1= 0$

$⇔ sin x ( 1 – cosx) – (1 – cosx) = 0$

$\eqalign{ & \Leftrightarrow (1 - \cos x)(\sin x - 1) = 0 \cr  & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ {\mathop{\rm cosx}\nolimits} = 1 \hfill \cr  sinx = 1 \hfill \cr} \right. \cr  & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = k2\pi \hfill \cr  x = {\pi \over 2} + k2\pi \hfill \cr} \right.(k \in \mathbb Z) \cr}$

d) Điều kiện $\sin x ≥ 0$. Khi đó:

$\eqalign{ & \sqrt {1 - \cos x} = \sin x \cr  & \Leftrightarrow 1-\cos x = {\sin ^2}x \cr  & \Leftrightarrow 1 - {\sin ^2}x - \cos x = 0 \cr  & \Leftrightarrow {\cos ^2}x - \cos x = 0 \cr  & \Leftrightarrow \cos x(cosx - 1) = 0 \cr  & \Leftrightarrow \left[ \matrix{ \cos x = 0 \hfill \cr  \cos x = 1 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left[ \matrix{ x = {\pi \over 2} + k\pi \hfill \cr  x = k2\pi \hfill \cr} \right.;k \in\mathbb Z \cr}$

$\begin{array}{l} \pi \le \frac{\pi }{2} + k\pi \le 3\pi \\ \Leftrightarrow \frac{1}{2} \le k \le \frac{5}{2} \\ \mathop \Rightarrow \limits^{k \in Z} \left[ \begin{array}{l} k = 1 \Rightarrow x = \frac{{3\pi }}{2}\,\,\left( {ktm\,\,\sin x \ge 0} \right)\\ k = 2\,\,\left( {tm} \right) \end{array} \right.\\ \pi \le k2\pi \le 3\pi \\ \Leftrightarrow \frac{1}{2} \le k \le \frac{3}{2}\mathop \Rightarrow \limits^{k \in Z} k = 1 \Rightarrow x = 2\pi \,\,\left( {tm} \right) \end{array}$

Vì $\sin \frac{{5x}}{4} \le 1;\,\,\cos x \le 1 \Rightarrow \sin \frac{{5x}}{4} + \cos x \le 2 < 3 \Rightarrow$ phương trình trên vô nghiệm.

Loigiaihay.com