Sách bài tập Toán 11 Bài 3 (Chân trời sáng tạo): Các công thức lượng giác

Với giải sách bài tập Toán 11 Bài 3: Các công thức lượng giác sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập trong SBT Toán 11 Bài 3.

1 1,024 01/11/2024


Giải SBT Toán 11 Bài 3: Các công thức lượng giác

Bài 1 trang 19 SBT Toán 11 Tập 1: Không dùng máy tính cầm tay. Tính giá trị của các biểu thức sau:

a) sin19π24cos37π24;

b) cos41π12cos13π12;

c) tanπ7+tan3π281+tan6π7tan3π28.

Lời giải:

a) sin19π24cos37π24 =12sin19π2437π24+sin19π24+37π24

=12sin3π4+sin7π3=12sin3π4+sinπ3

=1222+32=324.

b)

cos41π12cos13π12=2sin41π12+13π122sin41π1213π122

=2sin9π4sin7π6

=2sinπ4sinπ6=22212=22.

c) tanπ7+tan3π281+tan6π7tan3π28=tanπ7+tan3π281+tanππ7tan3π28=tanπ7+tan3π281tanπ7tan3π28

=tanπ7+3π28=tanπ4=1.

Bài 2 trang 19 SBT Toán 11 Tập 1: Cho cosα=1161π2<α<0, tính giá trị của các biểu thức sau:

a) sinπ6α;

b) cotα+π4;

c) cos2α+π3;

d) tan3π42α.

Lời giải:

a) Vì π2<α<0 nên sinα < 0.

Do đó, sinα=1cos2α=111612=6061.

Suy ra

sinπ6α=sinπ6cosαcosπ6sinα=121161326061=11+603122.

b) Ta có tanα=sinαcosα=60611161=6011.

Do đó cotα+π4=1tanα+π4=1tanαtanπ4tanα+tanπ4=1601116011+1=7149.

c) Ta có: cos2α=2cos2α1=2116121=34793721

sin2α=2sinαcosα=260611161=13203721.

Suy ra:

cos2α+π3=cos2αcosπ3sin2αsinπ3=34793721121320372132

=3479+132037442

d) Ta có tan2α=sin2αcos2α=1320372134793721=13203479.

Suy ra: tan3π42α=tan3π4tan2α1+tan3π4tan2α=1132034791+113203479=47992159.

Bài 3 trang 19 SBT Toán 11 Tập 1: Rút gọn các biểu thức sau:

a) sinxcos5x ‒ cosxsin5x;

b) sin3xcos2x+sinxcos6xsin4x;

c) cosxcos2x+cos3xsinxsin2x+sin3x;

d) 2sinx+ycosx+y+cosxytany.

Lời giải:

a) sinxcos5x ‒ cosxsin5x = sinxcosx(cos4x ‒ sin4x)

=12sin2xcos2xsin2xcos2x+sin2x

=12sin2xcos2x=14sin4x.

b) sin3xcos2x+sinxcos6xsin4x=12sinx+sin5x+12sin5x+sin7xsin4x

=sinx+sin5xsin5x+sin7x2sin4x=sinx+sin7x2sin4x

=2sin4xcos3x2sin4x=cos3x.

c) cosxcos2x+cos3xsinxsin2x+sin3x=cosx+cos3xcos2xsinx+sin3xsin2x

=2cos2xcosxcos2x2sin2xcosxsin2x

=cos2x2cosx1sin2x2cosx1=cos2xsin2x=cot2x.

d) 2sinx+ycosx+y+cosxytany =2sinxcosy+cosxsiny2cosxcosytany

=sinxcosx+sinycosytany=tanx+tanytany=tanx.

Bài 4 trang 19 SBT Toán 11 Tập 1: Chứng minh các đẳng thức lượng giác sau:

a) 4cosxcosπ3xcosπ3+x=cos3x;

b) sin2xcosx1+cosx1+cos2x=tanx2;

c) sinx(1 + 2cos2x + 2cos4x + 2cos6x) = sin7x;

d) sin23xsin2xcos23xcos2x=8cos2x.

Lời giải:

a) 4cosxcosπ3xcosπ3+x =2cosxcos2x+cos2π3

=2cosxcos2x+2cosxcos2π3

=cosx+cos3x+2cosx12

=cosx+cos3xcosx=cos3x.

b) sin2xcosx1+cosx1+cos2x=2sinxcosxcosx1+2cos2x211+2cos2x1

=2sinxcos2x4cos2x2cos2x

=sinx2cos2x2=2sinx2cosx22cos2x2=sinx2cosx2=tanx2.

c) sinx(1 + 2cos2x + 2cos4x + 2cos6x)

= sinx + 2sinxcos2x + 2sinxcos4x + 2sinxcos6x

= sinx + [sin(‒x) + sin3x] + [sin(‒3x) + sin5x] + [sin(‒5x) + sin7x]

= sinx + (‒sinx + sin3x) + (‒sin3x + sin5x) + (‒sin5x + sin7x)

= sin7x.

d)

sin23xsin2xcos23xcos2x=sin23xcos2xcos23xsin2xsin2xcos2x=(sin3xcosx)2(cos3xsinx)2sin2xcos2x

=sin3xcosx+cos3xsinxsin3xcosxcos3xsinx14sin22x

=4sin4xsin2xsin22x=42sin2xcos2xsin2xsin22x

=8sin22xcos2xsin22x=8cos2x.

Bài 5 trang 20 SBT Toán 11 Tập 1: Chứng minh rằng giá trị của biểu thức sau không phụ thuộc vào giá trị của biến x:

a) sin2x+cosπ3-xcosπ3+x;

b) cosxπ3cosx+π4+cosx+π6cosx+3π4.

Lời giải:

a) sin2x+cosπ3xcosπ3+x=sin2x+12cos2x+cos2π3

=sin2x+1212sin2x12=sin2x+12122sin2x=sin2x+14sin2x=14.

Vậy giá trị của biểu thức sin2x+cosπ3xcosπ3+x không phụ thuộc vào giá trị của x.

b) cosxπ3cosx+π4+cosx+π6cosx+3π4

=12cos7π12+cos2xπ12+12cos7π12+cos2x+11π12

=12cos2xπ12+cos2xπ12+π+cos7π12

=12cos2xπ12cos2xπ12+cos7π12=cos7π12.

Vậy giá trị của biểu thức cosxπ3cosx+π4+cosx+π6cosx+3π4 không phụ thuộc vào giá trị của x.

Bài 6 trang 20 SBT Toán 11 Tập 1: Cho tam giác ABC, chứng minh rằng:

a) cosAcosB ‒ sinAsinB + cosC = 0;

b) cosB2sinC2+sinB2cosC2=cosA2.

Lời giải:

Kí hiệu A = A^, B = B^, C = C^.

Vì tổng số đo ba góc của một tam giác bằng 180° nên A + B + C = 180°.

Suy ra A+B+C2=90, hay B2+C2=90A2.

a) cosAcosB ‒ sinAsinB + cosC

= cos(A + B) + cosC

= cos(180° ‒ C) + cosC

= ‒cosC + cosC = 0.

b)

cosB2sinC2+sinB2cosC2=sinB2+C2=sin90°A2=cosA2.

Bài 7 trang 20 SBT Toán 11 Tập 1: Cho sinα + cosα = m. Tìm m để sin2α=34.

Lời giải:

Ta có sinα+cosα=222sinα+22cosα=2sinα+π4

1sinα+π41 nên 2sinα+cosα2.

Suy ra 2m2

Ta lại có (sinα+cosα)2=sin2α+2sinαcosα+cos2α=1+sin2α

Suy ra sin2α=(sinα+cosα)21=m21

Khi đó, sin2α=34 hay m21=34, do đó m2 = 14

Suy ra m=12 hoặc m=12(thoả mãn điều kiện).

Vậy m=12 hoặc m=12

Bài 8 trang 20 SBT Toán 11 Tập 1: Cho sinα =35, cosβ=1213 và 0° < α, β < 90°. Tính giá trị của biểu thức sin(α + β) và cos(α ‒ β).

Lời giải:

0° < α < 90° nên cosα > 0. Do đó, cosα=1sin2α=1352=45.

0° < β < 90° nên sinβ > 0. Do đó, sinβ=1cos2β=112132=513.

Khi đó,

sinα+β=sinαcosβ+cosαsinβ=351213+45513=5665

cosαβ=cosαcosβ+sinαsinβ=451213+35513=6365

Bài 9 trang 20 SBT Toán 11 Tập 1: Không sử dụng máy tính cầm tay, tính giá trị của các biểu thức sau:

a) sin6°cos12°cos24°cos48°;

b) cos68°cos78° + cos22°cos12° + cos190°.

Lời giải:

a) Đặt A = sin6°cos12°cos24°cos48°. Ta có:

cos6°.A = cos6°. sin6°cos12°cos24°cos48°

=12sin12cos12cos24cos48

=14sin24°cos24°cos48°=18sin48°cos48°=116sin96°=116cos6°

Suy ra A=116.

b) cos68°cos78° + cos22°cos12° + cos190°

= cos(90° ‒ 22°)cos(90° ‒ 12°) + cos22°cos12° + cos(180° + 10°)

= sin22°sin12° + cos22°cos12° - cos10°

= (cos22°cos12° + sin22°sin12°) cos10°

= cos(22° ‒ 12°) cos10°

= cos10° ‒ cos10° = 0.

Bài 10 trang 20 SBT Toán 11 Tập 1: Phương trình dao động điều hòa của một vật tại thời điểm t giây được cho bởi công thức x(t) = Acos(ωt + φ), trong đó x(t) (cm) là li độ của một vật tại thời điểm t giây, A là biên độ dao động (A > 0) và φ ∈ [‒π; π] là pha ban đầu của dao động.

Xét hai dao động điều hòa có phương trình lần lượt là:

x1(t)=3cosπ4t+π3 (cm) và x2(t)=3cosπ4tπ6(cm).

a) Xác định phương trình dao động tổng hợp x(t) = x1(t) + x2(t).

b) Tìm biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp trên.

Lời giải:

a) Ta có:

x(t) = x1(t) + x2(t) = 3cosπ4t+π3+3cosπ4tπ6

= 3cosπ4t+π3+cosπ4tπ6

= 32cosπ4t+π3+π4tπ62cosπ4t+π3π4tπ62

= 6cosπ2t+π62cosπ22=6cosπ4t+π12cosπ4

= 6cosπ4t+π1222=32cosπ4t+π12.

Vậy phương trình của dao động tổng hợp là xt=32cosπ4t+π12.

b) Dao động tổng hợp trên có biên độ là A=32 cm và pha ban đầu là φ=π12.

Lý thuyết Các công thức lượng giác

1. Công thức cộng

sin(a+b)=sinacosb+cosasinbsin(ab)=sinacosbcosasinbcos(a+b)=cosacosbsinasinbcos(ab)=cosacosb+sinasinbtan(a+b)=tana+tanb1tanatanbtan(ab)=tanatanb1+tanatanb

2. Công thức nhân đôi

sin2a=2sinacosacos2a=cos2asin2a=2cos2a1=12sin2atan2a=2tana1tan2a

Suy ra, công thức hạ bậc:

sin2a=1cos2a2,cos2a=1+cos2a2

3. Công thức biến đổi tích thành tổng

cosacosb=12[cos(a+b)+cos(ab)]sinasinb=12[cos(ab)cos(a+b)]sinacosb=12[sin(a+b)+sin(ab)]

4. Công thức biến đổi tổng thành tích

cosa+cosb=2cosa+b2cosab2cosacosb=2sina+b2sinab2sina+sinb=2sina+b2cosab2sinasinb=2cosa+b2sinab2

Lý thuyết Các công thức lượng giác – Toán 11 Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Xem thêm lời giải SBT Toán lớp 11 bộ sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 1: Góc lượng giác

Bài 2: Giá trị lượng giác của một góc lượng giác

Bài 4: Hàm số lượng giác và đồ thị

Bài 5: Phương trình lượng giác cơ bản

Bài tập cuối chương 1 trang 32

1 1,024 01/11/2024


Xem thêm các chương trình khác: