Đề kiểm tra 1 tiết Toán 11 chương 1: Hàm số lượng giác và phương trình lượng giác - Đề số 2Đề bài
Câu 1 :
Tìm tập xác định của hàm số sau \(y = \tan 3x.\cot 5x\)
Câu 2 :
Nghiệm của phương trình \(\sqrt 3 \tan x + 3 = 0\) là:
Câu 3 :
Nghiệm của phương trình ${\sin ^2}x + \sin x = 0$ thỏa điều kiện: \( - \dfrac{\pi }{2} < x < \dfrac{\pi }{2}\).
Câu 4 :
Nghiệm của phương trình \(\cos 3x = \cos x\) là:
Câu 5 :
Hàm số nào sau đây có đồ thị không là đường hình sin?
Câu 6 :
Tìm tập xác định của hàm số sau \(y = \tan \left( {2x + \dfrac{\pi }{3}} \right)\).
Câu 7 :
Đồ thị hàm số \(y = \tan x\) nhận đường thẳng nào sau đây là tiệm cận?
Câu 8 :
Hàm số \(y = \cos x\) nghịch biến trên mỗi khoảng:
Câu 9 :
Nghiệm của phương trình $\sin x = 1$ là:
Câu 10 :
Với giá trị nào của \(m\) dưới đây thì phương trình \(\sin x = m\) có nghiệm?
Câu 11 :
Giải phương trình $1 + {\rm{sin}}x + {\rm{cos}}x + {\rm{tan}}x = 0$.
Câu 12 :
Cho phương trình \(\sin x = \sin \alpha \). Chọn kết luận đúng.
Câu 13 :
Tập giá trị của hàm số \(y = \sin x\) là:
Câu 14 :
Tìm chu kì cơ sở (nếu có) của các hàm số sau \(y = \sin 3x + 2\cos 2x\).
Câu 15 :
Nghiệm của phương trình \(\cos 7x\cos 5x - \sqrt 3 \sin 2x = 1 - \sin 7x\sin 5x\) là:
Câu 16 :
Một trong các họ nghiệm của phương trình $\sin x = \dfrac{1}{2}$ là:
Câu 17 :
Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y = 3\sin x + 4\cos x + 1\):
Câu 18 :
Tập nghiệm của phương trình \(\tan x.\cot x = 1\) là:
Câu 19 :
Để phương trình \(\dfrac{{{a^2}}}{{1 - {{\tan }^2}x}} = \dfrac{{{{\sin }^2}x + {a^2} - 2}}{{\cos 2x}}\) có nghiệm, tham số a phải thỏa mãn điều kiện:
Câu 20 :
Với giá trị nào của $m$ thì phương trình \(\left( {1 - m} \right){\tan ^2}x - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\) có nhiều hơn 1 nghiệm trên \(\left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right)\) ?
Câu 21 :
Giải phương trình \(3{\sin ^2}2x - \sin 2x\cos 2x - 4{\cos ^2}2x = 2\) ta được:
Câu 22 :
Giải hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = \dfrac{{2\pi }}{3}\\\tan x.\tan y = 3\end{array} \right.\).
Câu 23 :
Tìm m để bất phương trình \({\left( {3\sin x - 4\cos x} \right)^2} - 6\sin x + 8\cos x \ge 2m - 1\) đúng với mọi \(x \in \mathbb{R}\).
Câu 24 :
Số vị trí biểu diễn nghiệm của phương trình \(\sin x + \left( {\sqrt 3 - 2} \right)\cos x = 1\) trên đường tròn lượng giác là:
Câu 25 :
Phương trình \({\sin ^2}3x + \left( {{m^2} - 3} \right)\sin 3x + {m^2} - 4 = 0\) khi \(m = 1\) có nghiệm là:
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Tìm tập xác định của hàm số sau \(y = \tan 3x.\cot 5x\)
Đáp án : D Phương pháp giải :
- Hàm số \(y = \tan x\) xác định nếu \(\cos x \ne 0\). - Hàm số \(y = \cot x\) xác định nếu \(\sin x \ne 0\). - Sử dụng các công thức $\cos a \ne 0 \Leftrightarrow a\ne\dfrac{\pi}{2}+k\pi$ $\sin a \ne 0 \Leftrightarrow a\ne k\pi$ Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\tan 3x=\dfrac{\sin 3x}{\cos 3x}\) và $\cot 5x=\dfrac{\cos 5x}{\sin 5x}$ => Điều kiện của hàm số là: \(\left\{ \begin{array}{l}\cos 3x \ne 0\\\sin 5x \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}3x \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \\5x \ne k\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ne \dfrac{\pi }{6} + k\dfrac{\pi }{3}\\x \ne k\dfrac{\pi }{5}\end{array} \right.\)
Câu 2 :
Nghiệm của phương trình \(\sqrt 3 \tan x + 3 = 0\) là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Biến đổi phương trình về phương trình lượng giác cơ bản \(\tan x = \tan \alpha \Leftrightarrow x = \alpha + k\pi \) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\sqrt 3 \tan x + 3 = 0 \Leftrightarrow \tan x = - \sqrt 3 \Leftrightarrow x = - \dfrac{\pi }{3} + k\pi \left( {k \in Z} \right)\)
Câu 3 :
Nghiệm của phương trình ${\sin ^2}x + \sin x = 0$ thỏa điều kiện: \( - \dfrac{\pi }{2} < x < \dfrac{\pi }{2}\).
Đáp án : A Phương pháp giải :
Đưa phương trình về dạng tích, giải từng phương trình và tìm nghiệm thỏa mãn điều kiện. Lời giải chi tiết :
${\sin ^2}x + \sin x = 0$$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\sin x = 0\\\sin x = - 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k\pi \\x = - \dfrac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)$ TH1: \(x = k\pi \) ta có: \( - \frac{\pi }{2} < k\pi < \frac{\pi }{2}\) \( \Leftrightarrow - \frac{1}{2} < k < \frac{1}{2} \Rightarrow k = 0\) \( \Rightarrow x = 0\). TH2: \(x = - \frac{\pi }{2} + k2\pi \) ta có: \(\begin{array}{l} - \frac{\pi }{2} < - \frac{\pi }{2} + k2\pi < \frac{\pi }{2}\\ \Leftrightarrow 0 < k2\pi < \pi \\ \Leftrightarrow 0 < k < \frac{1}{2}\left( {VN} \right)\end{array}\) Vậy trong khoảng \(\left( { - \frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}} \right)\) thì phương trình chỉ có nghiệm duy nhất \(x = 0\).
Câu 4 :
Nghiệm của phương trình \(\cos 3x = \cos x\) là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Bước 1: Áp dụng \(\cos x = \cos y \Leftrightarrow x = \pm y + k2\pi \) để giải phương trình. Bước 2: Kết hợp nghiệm bằng đường tròn lượng giác. Cách kết hợp: +) Xét từng họ nghiệm và xác định điểm biểu diễn nghiệm trên đường tròn. +) Tổng hợp các điểm biểu diễn và nhận xét vị trí tương quan giữa các điểm. +) Các họ nghiệm có điểm biểu diễn cách đều: +) Xác định góc $\alpha$ (nếu cần thiết) như trên hình và kết luận.
Lời giải chi tiết :
Bước 1: Ta có: $\cos 3x = \cos x \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x = x + k2\pi \\3x = - x + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = k2\pi \\4x = k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k\pi \\x = \dfrac{{k\pi }}{2}\end{array} \right. $ Bước 2: +) Với họ nghiệm $x=k\pi$ ta có: Khi $k=0$ thì $x=0$, điểm biểu diễn là điểm A (Vẫn là điểm đó khi k chẵn) Khi $k=1$ thì $x=\pi$, điểm biểu diễn là A' (Vẫn là điểm đó khi k lẻ). Như thế họ nghiệm $x=k\pi$ có $2$ điểm biểu diễn là $A,A'$. +) Với họ nghiệm $x= \dfrac{{k\pi }}{2}$ ta có: Khi $k=0$ thì $x=0$, điểm biểu diễn là điểm A (Vẫn là điểm đó khi k có dạng 4m, tức là k chia hết cho 4) Khi $k=1$ thì $x= \dfrac{{\pi }}{2}$, điểm biểu diễn là B (Vẫn là điểm đó khi k có dạng 4m+1). Khi $k=2$ thì $x= \pi$, điểm biểu diễn là A' (Vẫn là điểm đó khi k có dạng 4m+2). Khi $k=3$ thì $x= \dfrac{{3\pi }}{2}$, điểm biểu diễn là B' (Vẫn là điểm đó khi k có dạng 4m+3). Như thế họ nghiệm $x = \dfrac{{k\pi }}{2}$ có $4$ điểm biểu diễn là $A,A',B,B'$. +) Kết hợp các điểm này lại ta được tổng cộng vẫn là 4 điểm $A,A',B,B'$. Mà 4 điểm này là 4 điểm biểu diễn của chính họ nghiệm $x = \dfrac{{k\pi }}{2}$ nên nghiệm của phương trình ban đầu là $x = \dfrac{{k\pi }}{2}$ $k \in Z$.
Câu 5 :
Hàm số nào sau đây có đồ thị không là đường hình sin?
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Các hàm số sin, cos đều có đồ thị là đường hình sin nên các đáp án A, B, C đều có đồ thị là đường hình sin.
Câu 6 :
Tìm tập xác định của hàm số sau \(y = \tan \left( {2x + \dfrac{\pi }{3}} \right)\).
Đáp án : C Phương pháp giải :
Hàm số \(y = \tan u\left( x \right)\) xác định nếu \(\cos u\left( x \right) \ne 0 \Leftrightarrow u\left( x \right) \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \). Lời giải chi tiết :
Điều kiện: \(\cos \left( {2x + \dfrac{\pi }{3}} \right) \ne 0 \Leftrightarrow 2x + \dfrac{\pi }{3} \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow x \ne \dfrac{\pi }{{12}} + k\dfrac{\pi }{2}\)
Câu 7 :
Đồ thị hàm số \(y = \tan x\) nhận đường thẳng nào sau đây là tiệm cận?
Đáp án : C Phương pháp giải :
Sử dụng tiệm cận của đồ thị hàm số \(y = \tan x\). Lời giải chi tiết :
Đồ thị hàm số \(y = \tan x\) nhận các đường thẳng \(x = \dfrac{\pi }{2} + k\pi \left( {k \in Z} \right)\) làm tiệm cận đứng.
Câu 8 :
Hàm số \(y = \cos x\) nghịch biến trên mỗi khoảng:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Hàm số \(y = \cos x\) nghịch biến trên mỗi khoảng \(\left( {k2\pi ;\pi + k2\pi } \right)\)
Câu 9 :
Nghiệm của phương trình $\sin x = 1$ là:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
$\sin x = 1 \Leftrightarrow x = \dfrac{\pi }{2} + k2\pi ,{\rm{ }}k \in \mathbb{Z}$.
Câu 10 :
Với giá trị nào của \(m\) dưới đây thì phương trình \(\sin x = m\) có nghiệm?
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Phương trình \(\sin x = m\) có nghiệm nếu \(\left| m \right| \le 1\) và vô nghiệm nếu \(\left| m \right| > 1\) Đáp án A: $|m|=|-3|=3>1$=> Loại Đáp án B: $|m|=|-2|=2>1$=> Loại Đáp án C: $|m|=|0|=0\le 1$ => Nhận Đáp án D: $|m|=|3|=3>1$=> Loại
Câu 11 :
Giải phương trình $1 + {\rm{sin}}x + {\rm{cos}}x + {\rm{tan}}x = 0$.
Đáp án : D Phương pháp giải :
Bước 1: Biến đổi phương trình về dạng tích Sử dụng công thức $\tan x=\dfrac{{\sin x}}{{\cos x}}$. Bước 2: Giải phương trình tích và kiểm tra điều kiện. Sử dụng công thức: $\tan x = - 1 \Leftrightarrow x= - \dfrac{\pi }{4} + k\pi $ $\cos x = - 1 \Leftrightarrow x = \pi + k2\pi $ Lời giải chi tiết :
Bước 1: ĐK: \(\cos x \ne 0\). \(1 + {\rm{sin}}x + {\rm{cos}}x + {\rm{tan}}x = 0\) \(\Leftrightarrow \left( {1 + \tan x} \right) + \left( {\sin x + \cos x} \right) = 0\) \( \Leftrightarrow \left( {1 + \dfrac{{\sin x}}{{\cos x}}} \right) + \left( {\sin x + \cos x} \right) = 0\) \( \Leftrightarrow \dfrac{{\sin x + \cos x}}{{\cos x}} + \left( {\sin x + \cos x} \right) = 0\) \( \Leftrightarrow \left( {\sin x + \cos x} \right)\left( {\dfrac{1}{{\cos x}} + 1} \right) = 0\) \( \Leftrightarrow \left( {\sin x + \cos x} \right).\dfrac{{1 + \cos x}}{{\cos x}} = 0\) Bước 2: \( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\sin x + \cos x = 0\\\cos x + 1 = 0\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\sin x = - \cos x\\\cos x = - 1\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\dfrac{{\sin x}}{{\cos x}} = - 1\\\cos x = - 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\tan x = - 1\\\cos x = - 1\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - \dfrac{\pi }{4} + k\pi \\x = \pi + k2\pi \end{array} \right.\left( {TM} \right)\)
Câu 12 :
Cho phương trình \(\sin x = \sin \alpha \). Chọn kết luận đúng.
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
\(\sin x = \sin \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = \pi - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\left( {k \in Z} \right)\)
Câu 13 :
Tập giá trị của hàm số \(y = \sin x\) là:
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Hàm số \(y = \sin x\) có tập giá trị $\left[ { - 1;1} \right]$.
Câu 14 :
Tìm chu kì cơ sở (nếu có) của các hàm số sau \(y = \sin 3x + 2\cos 2x\).
Đáp án : A Phương pháp giải :
Hàm số \(y = {f_1}\left( x \right),y = {f_2}\left( x \right)\) lần lượt có chu kỳ \({T_1},{T_2}\) thì hàm số \(y = {f_1}\left( x \right) \pm {f_2}\left( x \right)\) có chu kỳ \({T_0} = BCNN\left( {{T_1},{T_2}} \right)\) Lời giải chi tiết :
Chu kì của hàm số \(y = \sin 3x\) là \(\dfrac{{2\pi }}{3}\), chu kì của hàm số \(y = \cos 2x\) là \(\pi \). Chu kì của hàm số đã cho là \(T = BCNN\left( {\dfrac{{2\pi }}{3};\pi } \right) = 2\pi \).
Câu 15 :
Nghiệm của phương trình \(\cos 7x\cos 5x - \sqrt 3 \sin 2x = 1 - \sin 7x\sin 5x\) là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Bước 1: Đưa về phương trình $a.\sin x+b.\cos x=c$ Bước 2: Chia cả 2 vế cho $\sqrt{a^2+b^2}$ và đưa về phương trình lượng giác cơ bản Sử dụng công thức \(\cos a\cos b - \sin a\sin b = \cos \left( {a + b} \right)\) Bước 3: Giải phương trình lượng giác Sử dụng công thức \(\cos x = \cos y \Leftrightarrow x = \pm y + k2\pi \) Lời giải chi tiết :
Bước 1: $\begin{array}{l}\cos 7x\cos 5x - \sqrt 3 \sin 2x = 1 - \sin 7x\sin 5x\\ \Leftrightarrow \cos 7x\cos 5x + \sin 7x\sin 5x - \sqrt 3 \sin 2x = 1\\ \Leftrightarrow \cos \left( {7x - 5x} \right) - \sqrt 3 \sin 2x = 1\\ \Leftrightarrow \cos 2x - \sqrt 3 \sin 2x = 1\end{array}$ Bước 2: $ \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}\cos 2x - \dfrac{{\sqrt 3 }}{2}\sin 2x = \dfrac{1}{2}\\ \Leftrightarrow \cos 2x\cos \dfrac{\pi }{3} - \sin 2x\sin \dfrac{\pi }{3} = \cos \dfrac{\pi }{3}\\ \Leftrightarrow \cos \left( {2x + \dfrac{\pi }{3}} \right) = \cos \dfrac{\pi }{3}$ Bước 3: $\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x + \dfrac{\pi }{3} = \dfrac{\pi }{3} + k2\pi \\2x + \dfrac{\pi }{3} = - \dfrac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k\pi \\x = - \dfrac{\pi }{3} + k\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)$
Câu 16 :
Một trong các họ nghiệm của phương trình $\sin x = \dfrac{1}{2}$ là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Bước 1: Đưa $\dfrac{1}{2}$ về dạng $\sin \alpha $ Sử dụng máy tính để tìm $\alpha $: SHIFT => MODE => 4 : chuyển về chế độ Radian SHIFT => SIN => (1/2) =>"=" Bước 2: Giải phương trình lượng giác cơ bản \(\sin x = \sin \alpha \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k2\pi \\x = \pi - \alpha + k2\pi \end{array} \right.\) Lời giải chi tiết :
Bước 1: $\sin x = \dfrac{1}{2} \Leftrightarrow \sin x = \sin \dfrac{\pi }{6}$ Bước 2: $ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{\pi }{6} + k2\pi \\x = \pi - \dfrac{\pi }{6} + k2\pi \end{array} \right.$$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{\pi }{6} + k2\pi \\x = \dfrac{{5\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)$ Với \(x = \dfrac{\pi }{6} + k2\pi \), cho \(k = l - 1\) ta được \(x = \dfrac{\pi }{6} + \left( {l - 1} \right)2\pi = - \dfrac{{11\pi }}{6} + l2\pi \).
Câu 17 :
Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số \(y = 3\sin x + 4\cos x + 1\):
Đáp án : C Phương pháp giải :
Sử dụng bất đẳng thức Bu – nhi – a Cốp – xki: \(\left( {{a^2} + {b^2}} \right)\left( {{c^2} + {d^2}} \right) \ge {\left( {ac + bd} \right)^2}\) Lời giải chi tiết :
\(y = 3\sin x + 4\cos x + 1 \Leftrightarrow y - 1 \)\(= 3\sin x + 4\cos x\) \({\left( {y - 1} \right)^2} = {\left( {3\sin x + 4\cos x} \right)^2}\) Ta coi \(a = 3;b = 4;c = \sin x;d = \cos x\) Theo BĐT Bu-nhi-a Cốp-xki ta được: \({\left( {3.\sin x + 4.\cos x} \right)^2}\)\( \le \left( {{3^2} + {4^2}} \right)\left( {{{\sin }^2} + {{\cos }^2}x} \right) = 25.1\) \( \Rightarrow {\left( {y - 1} \right)^2} \le 25 \Leftrightarrow - 5 \le y - 1 \le 5\) \( \Leftrightarrow - 5 + 1 \le y \le 5 + 1 \Leftrightarrow - 4 \le y \le 6\) Vậy \(\max y = 6;\min y = - 4\)
Câu 18 :
Tập nghiệm của phương trình \(\tan x.\cot x = 1\) là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức \(\tan x.\cot x = 1\) nên ta chỉ cần tìm điều kiện xác định của phương trình. Lời giải chi tiết :
Điều kiện xác định: \(\left\{ \begin{array}{l}\cos x \ne 0\\\sin x \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \\x \ne k\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow x \ne \dfrac{{k\pi }}{2} \Rightarrow D = R\backslash \left\{ {\dfrac{{k\pi }}{2},k \in Z} \right\}\) Do \(\tan x.\cot x = 1,\forall x \in D\) nên tập nghiệm của phương trình là \(R\backslash \left\{ {\dfrac{{k\pi }}{2},k \in Z} \right\}\)
Câu 19 :
Để phương trình \(\dfrac{{{a^2}}}{{1 - {{\tan }^2}x}} = \dfrac{{{{\sin }^2}x + {a^2} - 2}}{{\cos 2x}}\) có nghiệm, tham số a phải thỏa mãn điều kiện:
Đáp án : B Phương pháp giải :
- Tìm ĐKXĐ của phương trình. - Biến đổi phương trình đã cho về phương trình đối với chỉ một hàm số lượng giác. Lời giải chi tiết :
$\left\{ \begin{array}{l}1 - {\tan ^2}x \ne 0\\\cos 2x \ne 0\\\cos x \ne 0\end{array} \right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{{{\cos }^2}x - {{\sin }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}} \ne 0\\\cos 2x \ne 0\\\cos x \ne 0\end{array} \right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\cos 2x \ne 0\\\cos x \ne 0\end{array} \right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}2x \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \\x \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \end{array} \right. $ $\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ne \dfrac{\pi }{4} + \dfrac{{k\pi }}{2}\\x \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in Z} \right)$ $\begin{array}{l}\dfrac{{{a^2}}}{{1 - {{\tan }^2}x}} = \dfrac{{{{\sin }^2}x + {a^2} - 2}}{{\cos 2x}} \Leftrightarrow \dfrac{{{a^2}}}{{\dfrac{{{{\cos }^2}x - {{\sin }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}}}} = \dfrac{{{{\sin }^2}x + {a^2} - 2}}{{\cos 2x}}\\ \Leftrightarrow \dfrac{{{a^2}{{\cos }^2}x}}{{\cos 2x}} = \dfrac{{{{\sin }^2}x + {a^2} - 2}}{{\cos 2x}} \Leftrightarrow {a^2}{\cos ^2}x = {\sin ^2}x + {a^2} - 2\\ \Leftrightarrow {a^2}{\cos ^2}x = 1 - {\cos ^2}x + {a^2} - 2\\ \Leftrightarrow \left( {{a^2} + 1} \right){\cos ^2}x = {a^2} - 1 \Leftrightarrow {\cos ^2}x = \dfrac{{{a^2} - 1}}{{{a^2} + 1}} < 1\end{array}$ Vì \(\cos x \ne 0 \Rightarrow 0 < {\cos ^2}x \le 1 \Leftrightarrow {\cos ^2}x > 0 \Leftrightarrow {a^2} - 1 > 0 \Rightarrow \left| a \right| > 1\)
Câu 20 :
Với giá trị nào của $m$ thì phương trình \(\left( {1 - m} \right){\tan ^2}x - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\) có nhiều hơn 1 nghiệm trên \(\left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right)\) ?
Đáp án : C Phương pháp giải :
- Biến đổi phương trình đã cho thành phương trình bậc hai đối với \(\cos x\). - Đặt \(t = \cos x\) và tìm điều kiện cho \(t\). - Phương trình đã cho có nhiều hơn một nghiệm nếu phương trình ẩn \(t\) có nghiều hơn một nghiệm. Lời giải chi tiết :
\(\begin{array}{l}\left( {1 - m} \right){\tan ^2}x - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\\ \Leftrightarrow \left( {1 - m} \right)\dfrac{{{{\sin }^2}x}}{{{{\cos }^2}x}} - \dfrac{2}{{\cos x}} + 1 + 3m = 0\\ \Leftrightarrow \left( {1 - m} \right){\sin ^2}x - 2\cos x + \left( {1 + 3m} \right){\cos ^2}x = 0\\ \Leftrightarrow \left( {1 - m} \right)\left( {1 - {{\cos }^2}x} \right) - 2\cos x + \left( {1 + 3m} \right){\cos ^2}x = 0\\ \Leftrightarrow 4m{\cos ^2}x - 2\cos x + 1 - m = 0\end{array}\) Đặt \(t = \cos x\). Vì \(x \in \left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right) \Rightarrow t \in \left( {0;1} \right)\) khi đó phương trình trở thành \(\begin{array}{l}4m{t^2} - 2t + 1 - m = 0\,\,\,\left( 1 \right)\\ \Leftrightarrow m\left( {4{t^2} - 1} \right) - \left( {2t - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow m\left( {2t + 1} \right)\left( {2t - 1} \right) - \left( {2t - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( {2t - 1} \right)\left( {2mt + m - 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = \dfrac{1}{2} \in \left( {0;1} \right)\\2mt = 1 - m\,\,\,\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\end{array}\) Để phương trình ban đầu có nhiều hơn $1$ nghiệm thuộc \(\left( {0;\dfrac{\pi }{2}} \right)\) thì phương trình $(1)$ có nhiều hơn $1$ nghiệm thuộc $(0;1)$. Khi đó phương trình $(2)$ có nghiệm thuộc \(\left( {0;1} \right)\backslash \left\{ {\dfrac{1}{2}} \right\}\) Khi $m = 0$ ta có $0t = 1$ (vô nghiệm) Khi \(m \ne 0\) thì \(\left( 2 \right) \Leftrightarrow t = \dfrac{{1 - m}}{{2m}}\) Để phương trình $(2)$ có nghiệm thuộc \(\left( {0;1} \right)\backslash \left\{ {\dfrac{1}{2}} \right\}\) thì \(\left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\0 < \dfrac{{1 - m}}{{2m}} < 1\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} \ne \dfrac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} > 0\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} < 1\\2\left( {1 - m} \right) \ne 2m\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\\dfrac{{1 - m}}{{2m}} > 0\\\dfrac{{1 - 3m}}{{2m}} < 0\\4m \ne 2\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m \ne 0\\0 < m < 1\\\left[ \begin{array}{l}m < 0\\m > \dfrac{1}{3}\end{array} \right.\\m \ne \dfrac{1}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{1}{3} < m < 1\\m \ne \dfrac{1}{2}\end{array} \right.\)
Câu 21 :
Giải phương trình \(3{\sin ^2}2x - \sin 2x\cos 2x - 4{\cos ^2}2x = 2\) ta được:
Đáp án : A Phương pháp giải :
- Xét \(\cos 2x = 0\) có thỏa mãn phương trình hay không. - Chia cả hai vế của phương trình cho \({\cos ^2}2x \ne 0\). Lời giải chi tiết :
Trường hợp 1: \(\cos 2x = 0 \Leftrightarrow 2x = \dfrac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow x = \dfrac{\pi }{4} + \dfrac{{k\pi }}{2}\,\,\left( {k \in Z} \right)\). Khi đó \({\sin ^2}2x = 1\) Thay vào phương trình ta có: \(3.1 - 0 - 4.0 = 2 \Leftrightarrow 3 = 2\) (Vô lý) \( \Rightarrow x = \dfrac{\pi }{4} + \dfrac{{k\pi }}{2}\,\,\left( {k \in Z} \right)\) không là nghiệm của phương trình. Trường hợp 2: \(\cos 2x \ne 0 \Leftrightarrow x \ne \dfrac{\pi }{4} + \dfrac{{k\pi }}{2}\,\,\left( {k \in Z} \right)\). Chia cả 2 vế của phương trình cho \({\cos ^2}2x\) ta được: \(3\dfrac{{{{\sin }^2}2x}}{{{{\cos }^2}2x}} - \dfrac{{\sin 2x}}{{\cos 2x}} - 4 = \dfrac{2}{{{{\cos }^2}2x}}\)\( \Leftrightarrow 3{\tan ^2}2x - \tan 2x - 4 = 2\left( {1 + {{\tan }^2}2x} \right)\)\( \Leftrightarrow {\tan ^2}2x - \tan 2x - 6 = 0\) Đặt \(\tan 2x = t\). Khi đó phương trình trở thành ${t^2} - t - 6 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 3\\t = - 2\end{array} \right.$$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\tan 2x = 3\\\tan 2x = - 2\end{array} \right.$$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = \arctan 3 + k\pi \\2x = \arctan \left( { - 2} \right) + k\pi \end{array} \right.$$ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{1}{2}\arctan 3 + \dfrac{{k\pi }}{2}\\x = \dfrac{1}{2}\arctan \left( { - 2} \right) + \dfrac{{k\pi }}{2}\end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in Z} \right)$
Câu 22 :
Giải hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = \dfrac{{2\pi }}{3}\\\tan x.\tan y = 3\end{array} \right.\).
Đáp án : C Phương pháp giải :
Giải hệ phương trình bằng phương pháp thế: + Rút \(y\) theo \(x\) từ phương trình trên, thế xuống phương trình dưới. + Giải phương trình bằng cách sử dụng các công thức biến đổi lượng giác cơ bản. Sử dụng công thức \(\tan \left( {x - y} \right) = \dfrac{{\tan x - \tan y}}{{1 + \tan x.\tan y}}\) Giải phương trình cơ bản \(\tan x = \tan y \Leftrightarrow x = y + k\pi \) Lời giải chi tiết :
Điều kiện: \(\left\{ \begin{array}{l}x \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \\y \ne \dfrac{\pi }{2} + k\pi \end{array} \right.\) . Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = \dfrac{{2\pi }}{3}\\\tan x.\tan y = 3\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{y = \dfrac{{2\pi }}{3} - x}&{\left( 1 \right)}\\{\tan x.\tan \left( {\dfrac{{2\pi }}{3} - x} \right) = 3}&{\left( 2 \right)}\end{array}} \right.\) \(\left( 2 \right) \Leftrightarrow \tan x.\dfrac{{\tan \dfrac{{2\pi }}{3} - \tan x}}{{1 + \tan \dfrac{{2\pi }}{3}.\tan x}} = 3 \) \( \Leftrightarrow \tan x.\dfrac{{ - \sqrt 3 - \tan x}}{{1 - \sqrt 3 \tan x}} = 3\) \( \Rightarrow - \sqrt 3 \tan x - {\tan ^2}x = 3 - 3\sqrt 3 \tan x\) \( \Leftrightarrow {\tan ^2}x - 2\sqrt 3 \tan x + 3 = 0 \) Đặt \(\tan x = t\), phương trình trở thành \(\begin{array}{l}{t^2} - 2\sqrt 3 t + 3 = 0 \Leftrightarrow {\left( {t - \sqrt 3 } \right)^2} = 0\\ \Leftrightarrow t = \sqrt 3 \end{array}\) \(\Leftrightarrow \tan x = \sqrt 3 \Leftrightarrow x = \dfrac{\pi }{3} + k\pi \) Từ \(\left( 1 \right) \Leftrightarrow y = \dfrac{\pi }{3} - k\pi \).
Câu 23 :
Tìm m để bất phương trình \({\left( {3\sin x - 4\cos x} \right)^2} - 6\sin x + 8\cos x \ge 2m - 1\) đúng với mọi \(x \in \mathbb{R}\).
Đáp án : B Phương pháp giải :
Bất phương trình \(f\left( x \right) \ge m\) nghiệm đúng với mọi \(x \in D\) nếu và chỉ nếu \(m \le \mathop {\min }\limits_D f\left( x \right)\). Lời giải chi tiết :
Xét hàm số \(y = {\left( {3\sin x - 4\cos x} \right)^2} - 6\sin x + 8\cos x\)\( = {\left( {3\sin x - 4\cos x} \right)^2} - 2\left( {3\sin x - 4\cos x} \right)\) \( = {\left( {3\sin x - 4\cos x - 1} \right)^2} - 1 \Rightarrow y \ge - 1 \Rightarrow \min y = - 1\) vì \({\left( {3\sin x - 4\cos x - 1} \right)^2} \ge 0;\forall x \in \mathbb{R}\). Khi đó bất phương trình \(y \ge 2m - 1;\forall x \in \mathbb{R}\)\( \Leftrightarrow 2m - 1 \le \min y = - 1 \Leftrightarrow m \le 0\)
Câu 24 :
Số vị trí biểu diễn nghiệm của phương trình \(\sin x + \left( {\sqrt 3 - 2} \right)\cos x = 1\) trên đường tròn lượng giác là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Bước 1: Sử dụng phương pháp giải phương trình bậc nhất đối với \(\sin x\) và \(\cos x\):\(a.\sin x + b.\cos x = c\). +) Chia cả 2 vế cho \(\sqrt {{a^2} + {b^2}} \) +) Đặt \(\dfrac{a}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }} = \cos \alpha \); \(\dfrac{b}{{\sqrt {{a^2} + {b^2}} }} = \sin \alpha \) Bước 2: Giải phương trình lượng giác cơ bản +) Sử dụng công thức \(\sin x.\cos \alpha + \cos x.\sin \alpha = \sin \left( {x + \alpha } \right)\) \(\cos \alpha = \sin \left( {\dfrac{\pi }{2} - \alpha } \right)\) \(\sin x = \sin y \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = y + k2\pi \\x = \pi - y + k2\pi \end{array} \right.\) Lời giải chi tiết :
Bước 1: Với \(a = 1;b = \sqrt 3 - 2;c = 1\) ta có: \(\begin{array}{l}\sin x + \left( {\sqrt 3 - 2} \right)\cos x = 1\\ \Leftrightarrow \dfrac{1}{{\sqrt {8 - 4\sqrt 3 } }}\sin x + \dfrac{{\sqrt 3 - 2}}{{\sqrt {8 - 4\sqrt 3 } }}\cos x \\= \dfrac{1}{{\sqrt {8 - 4\sqrt 3 } }}\end{array}\) Đặt \(\dfrac{1}{{\sqrt {8 - 4\sqrt 3 } }} = \cos \alpha \Rightarrow \dfrac{{\sqrt 3 - 2}}{{\sqrt {8 - 4\sqrt 3 } }} = \sin \alpha \). Khi đó phương trình tương đương: $\sin x\cos \alpha + \cos x\sin \alpha = \cos \alpha$ Bước 2: \(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \sin \left( {x + \alpha } \right) = \sin \left( {\dfrac{\pi }{2} - \alpha } \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x + \alpha = \dfrac{\pi }{2} - \alpha + k2\pi \\x + \alpha = \dfrac{\pi }{2} + \alpha + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \dfrac{\pi }{2} - 2\alpha + k2\pi \\x = \dfrac{\pi }{2} + k2\pi \end{array} \right.\end{array}\) Vì \(\alpha \ne 0 \Rightarrow \) có 2 vị trí biểu diễn nghiệm của phương trình.
Câu 25 :
Phương trình \({\sin ^2}3x + \left( {{m^2} - 3} \right)\sin 3x + {m^2} - 4 = 0\) khi \(m = 1\) có nghiệm là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
- Thay \(m = 1\) vào phương trình, đặt \(\sin 3x = t\) và đặt điều kiện cho \(t\). - Giải phương trình bậc hai ẩn \(t\), kiểm tra điều kiện và giải phương trình tìm nghiệm \(x\). Lời giải chi tiết :
Khi \(m = 1\) phương trình có dạng: \({\sin ^2}3x - 2\sin 3x - 3 = 0\) Đặt \(\sin 3x = t\,\,\left( { - 1 \le t \le 1} \right)\) khi đó phương trình có dạng \({t^2} - 2t - 3 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = - 1\,\,\left( {tm} \right)\\t = 3\,\,\,\,\,\left( {ktm} \right)\end{array} \right.\) \(t = - 1 \Leftrightarrow \sin 3x = - 1 \Leftrightarrow 3x = - \dfrac{\pi }{2} + k2\pi \Leftrightarrow x = - \dfrac{\pi }{6} + \dfrac{{k2\pi }}{3}\,\,\,\left( {k \in Z} \right)\) |