Quay lại danh sách
MATHKhối 1123/05/2025

Số nghiệm phương trình lượng giác cơ bản

TÀI LIỆU HỌC TẬP: SỐ NGHIỆM PHƯƠNG TRÌNH LƯỢNG GIÁC CƠ BẢN

I. PHƯƠNG TRÌNH sin⁡x=a\sin x = a

1. Điều kiện có nghiệm:

Phương trình sin⁡x=a\sin x = a có nghiệm khi và chỉ khi ∣a∣≤1|a| \le 1.

2. Số nghiệm trên khoảng (đoạn) cho trước:

2.1. Phương pháp chung:

  • Bước 1: Giải phương trình sin⁡x=a\sin x = a để tìm nghiệm tổng quát:

    • Nếu a∈[−1;1]a \in [-1; 1], nghiệm là:

      x=arcsin⁡a+k2π,k∈Zx=π−arcsin⁡a+k2π,k∈Z\begin{aligned} &x = \arcsin a + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z} \\ &x = \pi - \arcsin a + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z} \end{aligned}
    • Trường hợp đặc biệt:

      • sin⁡x=0⇔x=kπ,k∈Z\sin x = 0 \Leftrightarrow x = k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
      • sin⁡x=1⇔x=π2+k2π,k∈Z\sin x = 1 \Leftrightarrow x = \frac{\pi}{2} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
      • sin⁡x=−1⇔x=−π2+k2π,k∈Z\sin x = -1 \Leftrightarrow x = -\frac{\pi}{2} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
  • Bước 2: Xác định khoảng (đoạn) đang xét, ví dụ: (x1;x2)(x_1; x_2) hoặc [x1;x2][x_1; x_2].

  • Bước 3: Thay nghiệm tổng quát vào bất phương trình (hoặc hệ bất phương trình) xác định khoảng (đoạn) đó, từ đó tìm các giá trị nguyên của kk.

    • Ví dụ: Tìm số nghiệm của phương trình sin⁡x=a\sin x = a trên khoảng (x1;x2)(x_1; x_2). Ta giải các bất phương trình:

      x1<arcsin⁡a+k2π<x2x1<π−arcsin⁡a+k2π<x2\begin{aligned} &x_1 < \arcsin a + k2\pi < x_2 \\ &x_1 < \pi - \arcsin a + k2\pi < x_2 \end{aligned}

      Tìm các giá trị nguyên của kk thỏa mãn.

  • Bước 4: Đếm số giá trị nguyên của kk tìm được. Số lượng giá trị kk chính là số nghiệm của phương trình trên khoảng (đoạn) đang xét.

2.2. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Tìm số nghiệm của phương trình sin⁡x=12\sin x = \frac{1}{2} trên khoảng (0;5π)(0; 5\pi).

  • Bước 1: Giải phương trình sin⁡x=12\sin x = \frac{1}{2}:

    x=π6+k2π,k∈Zx=5π6+k2π,k∈Z\begin{aligned} &x = \frac{\pi}{6} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z} \\ &x = \frac{5\pi}{6} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z} \end{aligned}
  • Bước 2: Xét khoảng (0;5π)(0; 5\pi).

  • Bước 3: Giải bất phương trình:

    • 0<π6+k2π<5π⇔−112<k<2912⇒k∈{0,1,2}0 < \frac{\pi}{6} + k2\pi < 5\pi \Leftrightarrow -\frac{1}{12} < k < \frac{29}{12} \Rightarrow k \in \{0, 1, 2\}
    • 0<5π6+k2π<5π⇔−512<k<2512⇒k∈{0,1,2}0 < \frac{5\pi}{6} + k2\pi < 5\pi \Leftrightarrow -\frac{5}{12} < k < \frac{25}{12} \Rightarrow k \in \{0, 1, 2\}
  • Bước 4: Tổng cộng có 6 giá trị của kk, vậy phương trình có 6 nghiệm trên khoảng (0;5π)(0; 5\pi).

II. PHƯƠNG TRÌNH cos⁡x=a\cos x = a

1. Điều kiện có nghiệm:

Phương trình cos⁡x=a\cos x = a có nghiệm khi và chỉ khi ∣a∣≤1|a| \le 1.

2. Số nghiệm trên khoảng (đoạn) cho trước:

2.1. Phương pháp chung: Tương tự như phương trình sin⁡x=a\sin x = a.

  • Bước 1: Giải phương trình cos⁡x=a\cos x = a để tìm nghiệm tổng quát:

    • Nếu a∈[−1;1]a \in [-1; 1], nghiệm là:

      x=±arccos⁡a+k2π,k∈Zx = \pm \arccos a + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
    • Trường hợp đặc biệt:

      • cos⁡x=0⇔x=π2+kπ,k∈Z\cos x = 0 \Leftrightarrow x = \frac{\pi}{2} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
      • cos⁡x=1⇔x=k2π,k∈Z\cos x = 1 \Leftrightarrow x = k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
      • cos⁡x=−1⇔x=π+k2π,k∈Z\cos x = -1 \Leftrightarrow x = \pi + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
  • Bước 2: Xác định khoảng (đoạn) đang xét.

  • Bước 3: Thay nghiệm tổng quát vào bất phương trình (hoặc hệ bất phương trình) xác định khoảng (đoạn) đó, từ đó tìm các giá trị nguyên của kk.

  • Bước 4: Đếm số giá trị nguyên của kk tìm được.

2.2. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 2: Tìm số nghiệm của phương trình cos⁡x=32\cos x = \frac{\sqrt{3}}{2} trên đoạn [−π;3π][-\pi; 3\pi].

  • Bước 1: Giải phương trình cos⁡x=32\cos x = \frac{\sqrt{3}}{2}:

    x=±π6+k2π,k∈Zx = \pm \frac{\pi}{6} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
  • Bước 2: Xét đoạn [−π;3π][-\pi; 3\pi].

  • Bước 3: Giải bất phương trình:

    • −π≤π6+k2π≤3π⇔−712≤k≤1712⇒k∈{0,1}-\pi \le \frac{\pi}{6} + k2\pi \le 3\pi \Leftrightarrow -\frac{7}{12} \le k \le \frac{17}{12} \Rightarrow k \in \{0, 1\}
    • −π≤−π6+k2π≤3π⇔−512≤k≤1912⇒k∈{0,1}-\pi \le -\frac{\pi}{6} + k2\pi \le 3\pi \Leftrightarrow -\frac{5}{12} \le k \le \frac{19}{12} \Rightarrow k \in \{0, 1\}
  • Bước 4: Tổng cộng có 4 giá trị của kk, vậy phương trình có 4 nghiệm trên đoạn [−π;3π][-\pi; 3\pi].

III. BÀI TẬP VẬN DỤNG

  1. Tìm số nghiệm của phương trình sin⁡x=−12\sin x = -\frac{1}{2} trên khoảng (−π;2π)(-\pi; 2\pi).
  2. Tìm số nghiệm của phương trình cos⁡x=22\cos x = \frac{\sqrt{2}}{2} trên đoạn [0;4π][0; 4\pi].
  3. Tìm số nghiệm của phương trình sin⁡x=1\sin x = 1 trên khoảng (−2π;3π)(-2\pi; 3\pi).
  4. Tìm số nghiệm của phương trình cos⁡x=−1\cos x = -1 trên đoạn [−π;2π][-\pi; 2\pi].
  5. Tìm số nghiệm của phương trình sin⁡x=13\sin x = \frac{1}{3} trên khoảng (0;3π)(0; 3\pi).
  6. Tìm số nghiệm của phương trình cos⁡x=−25\cos x = -\frac{2}{5} trên đoạn [−π2;5π2][-\frac{\pi}{2}; \frac{5\pi}{2}].
  7. Tìm số nghiệm của phương trình sin⁡(2x)=32\sin(2x) = \frac{\sqrt{3}}{2} trên khoảng (0;π)(0; \pi).
  8. Tìm số nghiệm của phương trình cos⁡(x+π4)=0\cos(x + \frac{\pi}{4}) = 0 trên đoạn [−π;π][-\pi; \pi].

Chúc các bạn học tốt!

Cần thêm bí kíp?

Khám phá hàng trăm thủ thuật học tập hiệu quả khác.

Xem tất cả thủ thuật