\(\S2.\) GIÁ TRỊ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT GÓC LƯỢNG GIÁC

1. Giá trị lượng giác của một góc lượng giác

Trên đường tròn lượng giác, gọi \(M\) là điểm biểu diễn góc lượng giác có số đo \(\alpha\).

Image

Khi đó:

+) Tung độ \(y_M\) của \(M\) gọi là sin của \(\alpha\), kí hiệu \(\sin \alpha\).

+) Hoành độ \(x_M\) của \(M\) gọi là côsin của \(\alpha\), kí hiệu \(\cos \alpha\).

+) Nếu \(x_M \neq 0\) thì tỉ số \(\displaystyle\frac{y_M}{x_M}=\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}\) gọi là tan của \(\alpha\), kí hiệu \(\tan\alpha\).

+) Nếu \(y_M \neq 0\) thì tỉ số \(\displaystyle\frac{x_M}{y_M}=\displaystyle\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}\) gọi là côtang của \(\alpha\), kí hiệu \(\cot \alpha\).

Các giá trị \(\sin \alpha, \cos \alpha, \tan \alpha\) và \(\cot \alpha\) được gọi là các giá trị lượng giác của góc lượng giác \(\alpha\).

Chú ý.

+) Ta gọi trục hoành là trục côsin, còn trục tung là trục sin.

+) \(\sin \alpha\) và \(\cos \alpha\) xác định với mọi \(\alpha \in \mathbb{R}\);

+) \(\tan \alpha\) chỉ xác định với các góc \(\alpha \neq \displaystyle\frac{\pi}{2}+k \pi\) \((k \in \mathbb{Z})\);

+) \(\cot \alpha\) chỉ xác định với các góc \(\alpha \neq k \pi\) \((k \in \mathbb{Z})\).

+) Với mọi góc lượng giác \(\alpha\) và số nguyên \(k\), ta có

\[\sin (\alpha+k 2 \pi)=\sin \alpha ;\quad \tan (\alpha+k \pi)=\tan \alpha;\]

\[\cos (\alpha+k 2 \pi)=\cos \alpha ;\quad \cot (\alpha+k \pi)=\cot \alpha.\]

+) Bảng giá trị lượng giác của một số góc \(\alpha\) đặc biệt với \(0 \leq \alpha \leq \displaystyle\frac{\pi}{2}\) (hay \(0^{\circ} \leq \alpha \leq 90^{\circ}\)) như sau:

Độ \(0^\circ\) \(30^\circ\) \(45^\circ\) \(60^\circ\) \(90^\circ\)
rad \(0\) \(\dfrac{\pi}{6}\) \(\dfrac{\pi}{4}\) \(\dfrac{\pi}{3}\) \(\dfrac{\pi}{2}\)
\(\sin\alpha\) \(0\) \(\dfrac{1}{2}\) \(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\) \(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\) \(1\)
\(\cos\alpha\) \(1\) \(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\) \(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\) \(\dfrac{1}{2}\) \(0\)
\(\tan\alpha\) \(0\) \(\dfrac{\sqrt{3}}{3}\) \(1\) \(\sqrt{3}\) \(||\)
\(\cot\alpha\) \(||\) \(\sqrt{3}\) \(1\) \(\dfrac{\sqrt{3}}{3}\) \(0\)

2. Hệ thức cơ bản giữa các giá trị lượng giác của một góc lượng giác

+) \( \sin^2 x + \cos ^2 x =1 \).

+) \(1+\tan ^2 \alpha=\displaystyle\frac{1}{\cos ^2 \alpha}\) với \(\alpha \neq \displaystyle\frac{\pi}{2}+k \pi\), \(k \in \mathbb{Z}\).

+) \(\tan \alpha \cdot \cot \alpha=1\) với \(\alpha \neq k \displaystyle\frac{\pi}{2}\), \(k \in \mathbb{Z}\).

+) \(1+\cot ^2 \alpha=\displaystyle\frac{1}{\sin ^2 \alpha}\) với \(\alpha \neq k \pi\), \(k \in \mathbb{Z}\).

3. Giá trị lượng giác của các góc lượng giác có liên quan đặc biệt

a. Hai góc đối nhau: \(\alpha\) và \(-\alpha\)

Image

Các điểm biểu diễn của hai góc \(\alpha\) và \(-\alpha\) đối xứng qua trục \(Ox\), nên ta có.

+) \(\sin ( - \alpha) = -\sin \alpha\).

+) \(\cos (-\alpha) = \cos \alpha\).

+) \(\tan( - \alpha) = -\tan \alpha\).

+) \(\cot( - \alpha) = -\cot \alpha\).

b. Hai góc hơn kém nhau \(\pi\): \(\alpha\) và \(\alpha +\pi\)

Image

Các điểm biểu diễn của hai góc \(\alpha\) và \(\alpha+\pi\) đối xứng nhau qua gốc toạ độ \(O\), nên ta có.

+) \(\sin ( \alpha+\pi ) = -\sin \alpha\).

+) \(\cos( \alpha+\pi) = -\cos \alpha\).

+) \(\tan( \alpha+\pi) = \tan \alpha\).

+) \(\cot ( \alpha+\pi) = \cot \alpha\).

c. Hai góc bù nhau: \(\alpha\) và \(\pi-\alpha\)

Image

Các điểm biểu diễn của hai góc \(\alpha\) và \(\pi-\alpha\) đối xứng nhau qua truc \(Oy\), nên ta có.

+) \(\sin ( \pi - \alpha) = \sin \alpha\).

+) \(\cos (\pi - \alpha) = -\cos \alpha\).

+) \(\tan ( \pi - \alpha) = -\tan \alpha\).

+) \(\cot ( \pi - \alpha) = -\cot \alpha\).

d. Hai góc phụ nhau: \(\alpha\) và \(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\)

Image

Các điểm biểu diễn của hai góc \(\alpha\) và \(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\) đối xứng nhau qua đường phân giác \(d\) của góc \(xOy\) nên ta có.

+) \(\sin \left( \displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha \right) = \cos \alpha\).

+) \(\cos \left( \displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha \right) = \sin \alpha\).

+) \(\tan \left( \displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha \right) = \cot \alpha\).

+) \(\cot \left( \displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha \right) = \tan \alpha\).

Phần 1. Trắc nghiệm bốn lựa chọn

Dạng 1. Xác định dấu của các giá trị lượng giác

Dạng 2. Câu hỏi lí thuyết về mối quan hệ lượng giác của các góc có liên quan

Dạng 3. Câu hỏi lí thuyết về công thức lượng giác

Dạng 4. Tính giá trị lượng giác của một góc cụ thể

Dạng 5. Biết một giá trị lượng giác, tính các giá trị lượng giác còn lại

Dạng 6. Tính giá trị lượng giác của biểu thức có dạng đồng bậc

Dạng 7. Giá trị lượng giác của các góc trong tam giác

Dạng 8. Chứng minh, rút gọn

Dạng 1. Xác định dấu của các giá trị lượng giác

Câu 1:

Cho góc \(\alpha\) thỏa mãn \(\displaystyle\frac{\pi}{2}< \alpha< \pi\). Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

Đáp án: \(\cos \alpha< 0\)

Lời giải:

Vì \(\displaystyle\frac{\pi}{2}< \alpha< \pi\) (điểm biểu diễn thuộc góc lượng giác phần tư thứ II) nên \(\cos \alpha< 0\), \(\sin \alpha>0\), \(\tan \alpha< 0\) và \(\cot \alpha< 0\).

Câu 2:

Cho \( \pi< \alpha < \displaystyle\frac{3\pi}{2} \). Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng?

Đáp án: \( \cot(\pi-\alpha)< 0 \)

Lời giải:

\( \pi< \alpha < \displaystyle\frac{3\pi}{2}\Leftrightarrow 0>\pi -\alpha >-\displaystyle\frac{\pi}{2} \Rightarrow \cot (\pi -\alpha)< 0\).

Dạng 2. Câu hỏi lí thuyết về mối quan hệ lượng giác của các góc có liên quan

Câu 1:

Đơn giản biểu thức \(P=\cos\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}- x \right)-\sin x \), ta được

Đáp án: \(P=0\)

Lời giải:

Ta có

\(P=\cos\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-x \right)-\sin x =\sin x-\sin x=0.\)

Câu 2:

Đơn giản biểu thức \(A=\cos (\pi-\alpha)\), ta được

Đáp án: \(-\cos \alpha\)

Lời giải:

Ta có \( \cos (\pi-\alpha) =-\cos \alpha\).

Dạng 3. Câu hỏi lí thuyết về công thức lượng giác

Câu 1:

Với điều kiện có nghĩa, mệnh đề nào sau đây là đúng?

Đáp án: \(1+\cot^2\alpha=\displaystyle\frac{1}{\sin^2\alpha}\)

Lời giải:

Ta có \(1+\cot^2\alpha=\displaystyle\frac{1}{\sin^2\alpha}\).

Câu 2:

Cho \(\alpha\) là một góc lượng giác bất kỳ. Chọn công thức đúng trong các công thức sau

Đáp án: \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\)

Lời giải:

Công thức đúng là \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\).

Dạng 4. Tính giá trị lượng giác của một góc cụ thể

Câu 1:

Giá trị của \(\sin 720^{\circ}\) bằng

Đáp án: \(0\)

Lời giải:

Ta có \(\sin 720^{\circ}=\sin2.360^{\circ}=0\).

Câu 2:

Trên đường tròn lượng giác, gọi \(M\left(-\displaystyle\frac{1}{4} ; \displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\right)\) là điểm biểu diễn của góc \(\alpha\). Giá trị của \(\tan \alpha\) là

Đáp án: \(-\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{15}\)

Lời giải:

Do \(M\left(-\displaystyle\frac{1}{4} ; \displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\right)\) nằm trên đường tròn lượng giác nên

\(\begin{cases}\sin \alpha = -\displaystyle\frac{1}{4}\\ \cos \alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\end{cases}\Rightarrow\tan\alpha=-\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{15}\).

Dạng 5. Biết một giá trị lượng giác, tính các giá trị lượng giác còn lại

Câu 1:

Cho góc \( \alpha \) thỏa mãn \( \sin \alpha=\displaystyle\frac{12}{13} \) và \( \displaystyle\frac{\pi}{2} < \alpha < \pi \). Tính \( \cos \alpha \).

Đáp án: \( \cos \alpha =-\displaystyle\frac{5}{13} \)

Lời giải:

Ta có

\(\cos^2 \alpha=1-\sin^2 \alpha=1-\left(\displaystyle\frac{12}{13}\right)^2=\displaystyle\frac{25}{169}.\)

Vì \( \displaystyle\frac{\pi}{2} < \alpha < \pi \) nên \( \cos \alpha =-\displaystyle\frac{5}{13} \).

Câu 2:

Cho \(\cos a=\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{3}\) với \(\displaystyle\frac{3 \pi}{2} < a < 2 \pi\). Giá trị \(\tan a \) là

Đáp án: \(\displaystyle\frac{-2}{\sqrt{5}}\)

Lời giải:

Ta có \(\cos a=\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{3}\)

\(\Rightarrow \sin a=-\sqrt{1-\left(\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{3}\right)^2}\) \(=-\displaystyle\frac{2}{3}\quad\left(\text{vì }\displaystyle\frac{3\pi}{2} < \alpha < 2\pi\right)\).

\(\Rightarrow \tan \alpha=\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=\displaystyle\frac{-\displaystyle\frac{2}{3}}{\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{3}}=-\displaystyle\frac{2}{\sqrt{5}}\).

Dạng 6. Tính giá trị lượng giác của biểu thức có dạng đồng bậc

Câu 1:

Biết \(\tan x=2\) và \(M=\displaystyle\frac{2\sin ^2x+3\sin x \cos x+4\cos ^2x}{5\sin ^2x+6\cos ^2x}\). Giá trị của \(M\) bằng

Đáp án: \(\displaystyle\frac{9}{13} \)

Lời giải:

Ta có \(\cos^2 x=\displaystyle\frac{1}{1+\tan^2 x}=\displaystyle\frac{1}{5}\). Khi đó

\(M=\displaystyle\frac{2\sin ^2x+3\sin x \cos x+4\cos ^2x}{5\sin ^2x+6\cos ^2x}\)

\(=\displaystyle\frac{2\sin^2x+2\cos^2x+2\cos^2x+3\sin x\cos x}{5\sin^2 x+5\cos^2x+\cos^2x}\)

\(=\displaystyle\frac{2+2\cos^2x+3\sin x\cos x}{5+\cos^2x}\)

\(=\displaystyle\frac{2+\displaystyle\frac{2}{5}+\displaystyle\frac{6}{5}}{5+\displaystyle\frac{1}{5}}\) \(=\displaystyle\frac{9}{13}.\)

Câu 2:

Cho biết \(\tan x=5\). Tính giá trị của biểu thức \(Q=\displaystyle\frac{3\sin x-4\cos x}{\cos x+2\sin x}\).

Đáp án: \(Q=1\)

Lời giải:

Chia cả tử và mẫu của \(Q\) cho \(\cos x\) ta được

\(Q=\displaystyle\frac{3\cdot\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}-4\cdot\displaystyle\frac{\cos x}{\cos x}}{\displaystyle\frac{\cos x}{\cos x}+2\cdot\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}}\)

\(=\displaystyle\frac{3\cdot\tan x-4\cdot 1}{1+2\cdot\tan x}\)

\(=\displaystyle\frac{3\cdot 5-4}{1+2\cdot 5}=1.\)

Dạng 7. Giá trị lượng giác của các góc trong tam giác

Câu 1:

Biết \(A\), \(B\), \(C\) là ba góc của một tam giác. Khẳng định nào đúng?

Đáp án: \(\cos (A+B)=-\cos C\)

Lời giải:

Ta có

+) \(A+B=180-C\Rightarrow \sin(A+B)=\sin(180-C)=\sin C\).

+) \(A+B=180-C\Rightarrow \cos(A+B)=\cos(180-C)=-\cos C\).

+) \(\displaystyle\frac{A+B}{2}=90-\displaystyle\frac{C}{2}\)

\(\Rightarrow \sin \left(\displaystyle\frac{A+B}{2}\right)=\sin \left(90-\displaystyle\frac{C}{2}\right)\) \(=\sin \displaystyle\frac{C}{2}\).

Câu 2:

Cho \(A\), \(B\), \(C\) là ba góc của một tam giác. Hệ thức nào dưới đây sai?

Đáp án: \(\sin(A+C)=-\sin B\)

Lời giải:

Vì \(A\), \(B\), \(C\) là ba góc của một tam giác nên \(\widehat{A}+\widehat{B}+\widehat{C}=\pi\).

Suy ra

\(\displaystyle\frac{\widehat{A}+\widehat{B}+\widehat{C}}{2}=\displaystyle\frac{\pi}{2}\). Khi đó

+) \(\sin(A+C)= \sin(\pi-B)=\sin B\).

+) \(\cos(A+B)= \cos(\pi-C)=-\cos C\).

+) \(\cos(A+B+2C)=\cos(\pi+C)=-\cos C\).

+) \(\cos\displaystyle\frac{A+B}{2}=\cos\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\displaystyle\frac{C}{2}\right)=\sin\displaystyle\frac{C}{2}\).

Dạng 8. Chứng minh, rút gọn

Câu 1:

Biết \(\tan x=\displaystyle\frac{1}{3}\). Giá trị của biểu thức \(A=\displaystyle\frac{1}{\cos^{2}x-\sin x \cos x}\) bằng

Đáp án: \(\displaystyle\frac{5}{3}\)

Lời giải:

Do \(\tan x=\displaystyle\frac{1}{3}\) nên \(\cos x\neq 0\).

Ta có

\(A=\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{1}{\cos^{2} x}}{1-\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}}\) \(=\displaystyle\frac{1+\tan^{2}x}{1-\tan x}\) \(=\displaystyle\frac{1+\left(\displaystyle\frac{1}{3}\right)^{2}}{1-\displaystyle\frac{1}{3}}\) \(=\displaystyle\frac{5}{3}\).

Câu 2:

Với điều kiện biểu thức đã được xác định, rút gọn biểu thức \( P=\tan x+\displaystyle\frac{\cos x}{1+\sin x}\), ta được

Đáp án: \( P=\displaystyle\frac{1}{\cos x}\)

Lời giải:

#

Ta có

\(P=\frac{\sin x}{\cos x}+\frac{\cos x}{1+\sin x}\) \(=\frac{\sin x(1+\sin x)+\cos ^{2} x}{\cos x(1+\sin x)}\) \(=\frac{\sin x+\left(\sin ^{2} x+\cos ^{2} x\right)}{\cos x(1+\sin x)}\) \(=\frac{\sin x+1}{\cos x(1+\sin x)}\) \(=\frac{1}{\cos x}.\)

Phần 2. Trắc nghiệm đúng sai

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3.

Dạng 4.

Dạng 1.

Câu 1:

Cho \(0< \alpha< \displaystyle\frac{\pi}{2}\). Xét tính đúng sai của các mệnh đề sau

Đáp án:

  • \(A=\cos(\alpha+\pi)< 0\)
  • \(B=\tan(\alpha-\pi)>0\)

Lời giải:

a) Vì \(0< \alpha< \displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(\pi< \alpha+\pi< \displaystyle\frac{3\pi}{2}\Rightarrow \cos(\alpha+\pi)< 0\).

b) Vì \(0< \alpha< \displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(-\pi< \alpha-\pi< -\displaystyle\frac{\pi}{2}\Rightarrow \tan(\alpha-\pi)>0\).

c) Vì \(0< \alpha< \displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(\displaystyle\frac{2\pi}{5}< \alpha+\displaystyle\frac{2\pi}{5}< \displaystyle\frac{9\pi}{10}\Rightarrow \sin\left(\alpha+\displaystyle\frac{2\pi}{5}\right)>0\).

d) Vì \(0< \alpha< \displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(-\displaystyle\frac{3\pi}{8}< \alpha-\displaystyle\frac{3\pi}{8}< \displaystyle\frac{\pi}{8}\Rightarrow \cos\left(\alpha-\displaystyle\frac{3\pi}{8}\right)>0\).

Câu 2:

Cho \(0^{\circ}< \alpha< 90^{\circ}\). Xét tính đúng sai của các mệnh đề sau

Đáp án:

  • \(A=\sin(\alpha+90^{\circ})>0\)
  • \(B=\cos(\alpha-45^{\circ})>0\)
  • \(D=\cos(2\alpha+90^{\circ})< 0\)

Lời giải:

a) Ta có \(0^{\circ}< \alpha< 90^{\circ}\Rightarrow 90^{\circ}< \alpha+90^{\circ}< 180^{\circ}\)

\(\Rightarrow \sin\left(\alpha+90^{\circ}\right)>0\).

b) Ta có \(0^{\circ}< \alpha< 90^{\circ}\Rightarrow -45^{\circ}< \alpha-45^{\circ}< 45^{\circ}\)

\(\Rightarrow \cos\left(\alpha-45^{\circ}\right)>0\).

c) Ta có \(0^{\circ}< \alpha< 90^{\circ}\Rightarrow -90^{\circ}< -\alpha< 0^{\circ}\)

\(\Rightarrow 270^{\circ}+(-90^{\circ})< 270^{\circ}+(-\alpha)< 270^{\circ}+0^{\circ}\)

\(\Rightarrow 180^{\circ}< 270^{\circ}-\alpha< 270^{\circ}\)

\(\Rightarrow \tan(270^{\circ}-\alpha)>0\).

d) Ta có \(0^{\circ}< \alpha< 90^{\circ}\Rightarrow 90^{\circ}< 2\alpha+90^{\circ}< 270^{\circ}\)

\(\Rightarrow \cos(2\alpha+270^{\circ})< 0\).

Dạng 2.

Câu 1:

Cho \(\alpha=\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\) (\(k\in\mathbb{Z}\)). Xét tính đúng sai của các khẳng đinh sau

Đáp án:

  • \(\tan\alpha=\sqrt{3}\)

Lời giải:

a) Sai. Ta có \(\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\right)=\sin\displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\);

b) Sai. \(\cos\left(\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\right)=\cos\displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{1}{2}\);

c) Đúng. \(\tan \left(\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\right)=\tan\displaystyle\frac{\pi}{3}=\sqrt{3}\);

d) Sai. \(\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\right)=\cot\displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}\).

Câu 2:

Cho góc \(x\), biết \(\sin x=-\displaystyle\frac{3}{5}\) và \(\pi< x< \displaystyle\frac{3\pi}{2}\). Các khẳng định sau đúng hay sai?

Đáp án:

  • \(\cos x=-\displaystyle\frac{4}{5}\)
  • \(\tan x=\displaystyle\frac{3}{4}\)
  • \(\cot x=\displaystyle\frac{4}{3}\)

Lời giải:

a) Sai. Do \(\pi< x< \displaystyle\frac{3\pi}{2}\) nên \(\cos x< 0\).

b) Đúng. Ta có \(\sin^{2}x+\cos^{2}x=1\Rightarrow \cos^{2}x=1-\sin^{2}x=1-\displaystyle\frac{9}{25}=\displaystyle\frac{16}{25}\).

\(\Rightarrow \cos x=-\displaystyle\frac{4}{5}\) (vì \(\cos x< 0\)).

c) Đúng. \(\tan x=\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}=\displaystyle\frac{3}{4}\).

d) Đúng. \(\cot x=\displaystyle\frac{\cos x}{\sin x}=\displaystyle\frac{4}{3}\).

Câu 3:

Cho góc \(\alpha=-\displaystyle\frac{\pi}{4}+(2k+1)\pi\) (\(k\in\mathbb{Z}\)). Xét tính đúng sai của các khẳng định sau

Đáp án:

  • \(\sin\alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\)
  • \(\tan \alpha=-1\)
  • \(\cot\alpha=-1\)

Lời giải:

a) Đúng. Ta có

\begin{eqnarray*}\sin\left[-\displaystyle\frac{\pi}{4}+(2k+1)\pi\right]&=&\sin\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}+2k\pi+\pi\right)\\&=&\sin\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}+\pi\right)=-\sin\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=\sin\displaystyle\frac{\pi}{4}=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}.\end{eqnarray*}

b) Sai. Ta có

\begin{eqnarray*}\cos\left[-\displaystyle\frac{\pi}{4}+(2k+1)\pi\right]&=&\cos\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}+2k\pi+\pi\right)\\&=&\cos\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}+\pi\right)=-\cos\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=-\cos\displaystyle\frac{\pi}{4}=-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\end{eqnarray*}

c) Đúng. Ta có

\begin{eqnarray*}\tan\left[-\displaystyle\frac{\pi}{4}+(2k+1)\pi\right]=\tan\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=-\tan\displaystyle\frac{\pi}{4}=-1\end{eqnarray*}

d) Đúng. Ta có

\begin{eqnarray*}\cot\left[-\displaystyle\frac{\pi}{4}+(2k+1)\pi\right]=\cot\left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=-\cot\displaystyle\frac{\pi}{4}=-1.\end{eqnarray*}

Câu 4:

Cho góc \(x\), biết \(\cos x=\displaystyle\frac{1}{4}\) và \(0< x< \displaystyle\frac{\pi}{2}\). Xét tính đúng sai của các khẳng định sau

Đáp án:

  • \(\tan x=\sqrt{15}\)

Lời giải:

a) Sai. Do \(0< x< \displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(\sin x>0\).

b) Sai. Ta có \(\sin^{2}x+\cos{2}x=1\Rightarrow \sin^{2}x=1-\cos^{2}x=1-\displaystyle\frac{1}{16}=\displaystyle\frac{15}{16}\).

\(\Rightarrow \sin x=\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\);

c) Đúng. \(\tan x=\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}=\sqrt{15}\);

d) Sai. \(\cot x=\displaystyle\frac{\cos x}{\sin x}=\displaystyle\frac{1}{\sqrt{15}}\).

Dạng 3.

Câu 1:

Cho \(\triangle ABC\). Xét tính đúng, sai của các mệnh đề sau.

Đáp án:

  • \(\sin \left(\displaystyle\frac{A+B}{2}\right)=\cos \displaystyle\frac{C}{2}\)

Lời giải:

Trong \(\triangle ABC\) có \(\widehat{A}+\widehat{B}+\widehat{C}=180^\circ \Leftrightarrow \begin{cases}\widehat{A}+\widehat{B}=180^\circ-\widehat{C}\\ \displaystyle\frac{\widehat{A}+\widehat{B}}{2}=90^\circ-\displaystyle\frac{\widehat{C}}{2}.\end{cases}\)

Khi đó ta có

a) \(\sin (A+B)=\sin (180^\circ-C)=\sin C\).

b) \(\sin \left(\displaystyle\frac{A+B}{2}\right)=\sin \left(90^\circ-\displaystyle\frac{C}{2}\right)=\cos \displaystyle\frac{C}{2}\).

c) \(\cos (A+B)=\cos (180^\circ-C)=-\cos C\).

d) \(\tan (A+B)=\tan (180^\circ-C)=-\tan C\).

Câu 2:

Cho \(\tan\alpha=2\). Xét tính đúng, sai của các khẳng định sau.

Đáp án:

  • \(\tan (-\alpha)=-2\)
  • \(\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)=2\)
  • \(\cot(\pi+\alpha)=\displaystyle\frac12\)

Lời giải:

a) Sai. Ta có \(\tan (\pi-\alpha)=-\tan\alpha=-2\).

b) Đúng. Ta có \(\tan (-\alpha)=-\tan\alpha=-2\).

c) Đúng. Ta có \(\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)=\tan \alpha=2\).

d) Đúng. Ta có \(\cot(\pi+\alpha)=\cot \alpha=\displaystyle\frac{1}{\tan\alpha}=\displaystyle\frac12\).

Câu 3:

Cho \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\). Xét tính đúng, sai của các khẳng định sau đây.

Đáp án:

  • \(\sin \alpha>0\)
  • \(\cos \alpha<0\)
  • \(\tan\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)<0\)

Lời giải:

a) Nếu \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) thì \(\sin\alpha>0\).

b) Nếu \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) thì \(\cos\alpha <0\).

c) Ta có \(\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}+\alpha\right)=\tan(-\alpha)=-\tan\alpha\).

Nếu \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) thì \(\tan\alpha <0\), suy ra \(-\tan\alpha>0\). Do đó \(\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}+\alpha\right)>0\).

d) Ta có \(\tan\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)=\cot\alpha\).

Nếu \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) thì \(\cot\alpha <0\). Do đó \(\tan\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)<0\).

Câu 4:

Cho góc \(\alpha\) thỏa mãn \(\sin\alpha=\displaystyle\frac{3}{5}\), \(\cos\alpha=-\displaystyle\frac{4}{5}\). Đặt \(A=\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)+\sin(\pi+\alpha)\);\break \(B=\cos(\pi-\alpha)+\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)\). Khi đó

Đáp án:

  • \(A=\cos\alpha-\sin\alpha\)
  • \(A-B=-\displaystyle\frac{29}{20}\)

Lời giải:

a) Ta có \(A=\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)+\sin(\pi+\alpha)=\cos\alpha-\sin\alpha=-\displaystyle\frac{4}{5}-\displaystyle\frac{3}{5}=-\displaystyle\frac{7}{5}\).

b) Ta có \(B=\cos(\pi-\alpha)+\cot\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)=-\cos\alpha+\tan\alpha=-\cos\alpha+\displaystyle\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=\displaystyle\frac{4}{5}+\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{3}{5}}{-\displaystyle\frac{4}{5}}=\displaystyle\frac{1}{20}\).

c) \(A+B=-\displaystyle\frac{7}{5}+\displaystyle\frac{1}{20}=-\displaystyle\frac{27}{20}\).

d) \(A-B=-\displaystyle\frac{7}{5}-\displaystyle\frac{1}{20}=-\displaystyle\frac{29}{20}\).

Câu 5:

Mỗi khẳng định sau đúng hay sai?

Đáp án:

  • \(\cos\left(-\displaystyle\frac{2024\pi}{9}-x\right)=\cos\left(\displaystyle\frac{8\pi}{9}+x\right)\)
  • \(\tan\left(\displaystyle\frac{2023\pi}{2}+2\alpha\right)=-\cot2\alpha\)

Lời giải:

Ta có

a) \(\sin\left(\displaystyle\frac{2024\pi}{3}-x\right)=\sin\left(288\pi+\pi+\displaystyle\frac{\pi}{7}-x\right)=\sin\left(\pi+\displaystyle\frac{\pi}{7}-x\right)=-\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{7}-x\right)\).

b) \(\cos\left(-\displaystyle\frac{2024\pi}{9}-x\right)=\cos\left(-224\pi-\displaystyle\frac{8\pi}{9}-x\right)=\cos\left(-\displaystyle\frac{8\pi}{9}-x\right)=\cos\left(\displaystyle\frac{8\pi}{9}+x\right)\).

c) \(\tan\left(\displaystyle\frac{2023\pi}{2}+2\alpha\right)=\tan\left(1011\pi+\displaystyle\frac{\pi}{2}+2\alpha\right)=\tan\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}+2\alpha\right)=-\cot2\alpha\).

d) \(\cot\left(\alpha+\displaystyle\frac{2024\pi}{13}\right)=\cot\left(\displaystyle\frac{9\pi}{13}+\alpha\right)=\cot\left[\pi-\left(\displaystyle\frac{4\pi}{13}-\alpha\right)\right]=-\cot\left(\displaystyle\frac{4\pi}{13}-\alpha\right)\).

Câu 6:

Cho tam giác \(ABC\). Mỗi khẳng định sau đúng hay sai?

Đáp án:

  • \(\cos\displaystyle\frac{A+B}{2}=\sin\displaystyle\frac{C}{2}\)
  • \(\sin(A+B)=\sin C\)

Lời giải:

a) Sai. Ta có \(\cos A=\sin B\) là khẳng định sai.

b) Sai. Ta có \(\tan A=\cot\left(B+\displaystyle\frac{C}{2}\right)\) là khẳng định sai vì hai góc \(\widehat{A}\) và \(\widehat{B}+\displaystyle\frac{\widehat{C}}{2}\) không liên quan đến nhau.

c) Đúng. Vì \(\widehat{A}+\widehat{B}+\widehat{C}=180^\circ\) nên \(\cos\left(\displaystyle\frac{A+B}{2}\right)=\sin \displaystyle\frac{C}{2}\).

d) Đúng. Vì \(\widehat{A}+\widehat{B}+\widehat{C}=180^\circ\) nên \(\sin(A+B)=\sin C\).

Câu 7:

Cho góc \(\alpha\) thỏa mãn \(\cos\alpha=\displaystyle\frac{3}{5}\) và \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\). Xét tính đúng-sai của các phát biểu sau:

Đáp án:

  • \(\tan\alpha<0\)
  • \(\sin\alpha=-\displaystyle\frac{4}{5}\)

Lời giải:

a) Vì \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) nên \(\sin\alpha<0\). Do đó \(\sin\alpha>0\) nên là sai.

b) Vì \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) nên \(\tan\alpha<0\). Do đó \(\tan\alpha<0\) là đúng.

c) Vì \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) nên \(\sin\alpha=-\sqrt{1-\cos^2\alpha}=-\displaystyle\frac{4}{5}\). Do đó \(\sin\alpha=-\displaystyle\frac{4}{5}\) là đúng.

d) Vì \(\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)-\sin (-\alpha)=\cos\alpha+\sin\alpha=-\displaystyle\frac{1}{5}\). Do đó \(\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)-\sin (-\alpha)=\displaystyle\frac{7}{5}\) là sai.

Câu 8:

Cho \(\sin\alpha=\displaystyle\frac{2}{3},\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\). Xét tính đúng, sai của các mệnh đề sau.

Đáp án:

  • \(\cos\alpha<0\)
  • \(\cos\alpha=\displaystyle\frac{-\sqrt{5}}{3}\)

Lời giải:

a) Đúng.

Vì \(\alpha\) nằm ở góc phần tư thứ hai của đường tròn lượng giác nên \(\cos\alpha<0\).

b) Sai.

Ta có \(\sin(\pi-\alpha)=\sin\alpha=\displaystyle\frac23\).

c) Đúng.

Vì \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\) nên \(\cos\alpha=\pm\sqrt{1-\sin^2\alpha}=\sqrt{1-\displaystyle\frac{4}{9}}=\displaystyle\frac{\pm\sqrt{5}}{3}\) mà \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) nên \(\cos\alpha<0\), suy ra \(\cos\alpha=\displaystyle\frac{-\sqrt{5}}{3}\).

d) Sai.

Vì \(\sin\left(\displaystyle\frac{5\pi}{2}-\alpha\right)=\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha+2\pi\right)=\sin\left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\alpha\right)=\cos\alpha\) mà \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) nên \(\cos\alpha<0\) mà \(\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{3}>0\) nên mệnh đề sai.

Dạng 4.

Câu 1:

Xét tính đúng sai của các đẳng thức lượng giác sau.

Đáp án:

  • \(\sin^2x+\cos^2 x=1\)
  • \((\sin x-\cos x)^2=1-2\sin x\cos x\)

Lời giải:

a) Đúng. Ta có \(\sin^2x+\cos^2 x=1\).

b) Sai. Ta có \((\sin x+\cos x)^2=\sin^2x+2\sin x\cos x+\cos^2x\).

c) Đúng. Ta có \((\sin x-\cos x)^2=\sin^2x-2\sin x\cos x+\cos^2 x=(\sin^2 x+\cos^2 x)-2\sin x\cos x=1-2\sin x\cos x\).

d) Sai. Ta có \(\left(\sin x+\cos x\right)^2+\left(\sin x-\cos x\right)^2=\sin^2x+2\sin x\cos x+\cos^2x+\sin^2x-2\sin x\cos x+\cos^2x=2\left(\sin^2x+\cos^2x\right)=2\).

Câu 2:

Cho góc lượng giác \(x\) sao cho các biểu thức đều có nghĩa. Mỗi đẳng thức sau đúng hay sai?

Đáp án:

  • \(\sin^2x+\cos^2x=1\)
  • \(\tan x\cdot\cot x=1\)

Lời giải:

a) Đúng. Ta có \(\sin^2x+\cos^2x=1\).

b) Sai. Ta có \(\displaystyle\frac{1}{\cos^2x}=1+\tan^2x\).

c) Sai. Ta có \(\displaystyle\frac{1}{\sin^2x}=1+\cot^2x\).

d) Đúng. Ta có \(\tan x\cdot\cot x=1\).

Câu 3:

Cho góc \(x\) sao cho \(\tan x\) xác định. Xét tính đúng, sai của các khẳng định sau

Đáp án:

  • \(\tan^2 x=\displaystyle\frac{\sin^2 x}{\cos^2 x}\)
  • \(\tan^2x-\sin^2x=\tan^2x\cdot\sin^2x\)

Lời giải:

a) Sai. Ta có \(\tan x=\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}\).

b) Đúng. Ta có \(\tan^2 x=\left(\displaystyle\frac{\sin x}{\cos x}\right)^2=\displaystyle\frac{\sin^2 x}{\cos^2 x}\).

c) Sai. Ta có \(1+\tan^2 x=\displaystyle\frac{1}{\cos^2 x}\). Suy ra \(\displaystyle\frac{1}{\cos^2 x}-1=\tan^2 x\).

d) Đúng. Ta có \(\tan^2x-\sin^2x=\displaystyle\frac{\sin^2 x}{\cos^2 x}-\sin^2x=\sin^2x\left(\displaystyle\frac{1}{\cos^2 x}-1\right)=\sin^2x\cdot\tan^2x\).

Câu 4:

Cho góc \(x\) bất kỳ và biểu thức \(A=2\cos^4x-\sin^4x+\sin^2x\cos^2x+3\sin^2x\). Xét tính đúng, sai của các khẳng định sau

Đáp án:

  • \(\sin^2 x+\cos ^2 x=1\)
  • \(\cos^4 x-\sin^4 x=\cos^2x-\sin^2x\)
  • \(A=2\)

Lời giải:

a) Đúng. Ta có \(\sin^2 x+\cos ^2 x=1\).

b) Đúng. Ta có \(\cos^4 x-\sin^4x=(\cos^2 x-\sin^2x)(\cos^2 x+\sin^2x)=\cos^2 x-\sin^2x\).

c) Sai. Ta có

\begin{eqnarray*}A&=&2\cos^4x-\sin^4x+\sin^2x\cos^2x+3\sin^2x\\&=&\cos^4x-\sin^4x+\cos^2x\left(\cos^2x+\sin^2x\right)+3\sin^2x\\&=&\cos^2x-\sin^2x+\cos^2x+3\sin^2x\\&=&2\cos^2x+2\sin^2x.\end{eqnarray*}

d) Đúng. Ta có \(A=2\cos^2x+2\sin^2x=2(\cos^2 x+\sin^2x)=2\).

Câu 5:

Xét tính đúng sai của các đẳng thức lượng giác sau (giả sử các biểu thức lượng giác đó đều xác định).

Đáp án:

  • \(\tan ^2 \alpha+\cos ^2 \alpha-1=\sin^2\alpha \left(\displaystyle\frac{1}{\cos^2\alpha}-1 \right)\)
  • \(\displaystyle\frac{\tan ^2 \alpha+\cos ^2 \alpha-1}{\cot ^2 \alpha+\sin ^2 \alpha-1}=\tan ^6 \alpha\)

Lời giải:

a) Sai. Ta có \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\) nên \(\cos^2\alpha-1=-\sin^2\alpha\).

b) Đúng. Ta có \(\tan ^2 \alpha+\cos ^2 \alpha-1=\tan^2\alpha-\sin^2\alpha=\displaystyle\frac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}-\sin^2\alpha=\sin^2\alpha \left(\displaystyle\frac{1}{\cos^2\alpha}-1 \right)\).

c) Sai. Ta có \(\displaystyle\frac{1}{\cos^2\alpha}-1=\tan^2\alpha\).

d) Đúng. Ta có

\(\tan ^2 \alpha+\cos ^2 \alpha-1=\sin^2\alpha \left(\displaystyle\frac{1}{\cos^2\alpha}-1 \right)=\sin^2\alpha \cdot\tan^2\alpha\).\\

Tương tự, ta có \(\cot ^2 \alpha+\sin ^2 \alpha-1=\cot^2\alpha -\cos^2\alpha =\cos^2\alpha\left(\displaystyle\frac{1}{\sin^2\alpha}-1\right)=\cos^2\alpha\cdot \cot^2\alpha\).\\

Do đó

\(\displaystyle\frac{\tan ^2 \alpha+\cos ^2 \alpha-1}{\cot ^2 \alpha+\sin ^2 \alpha-1}= \displaystyle\frac{\sin^2\alpha \cdot\tan^2\alpha}{\cos^2\alpha\cdot \cot^2\alpha}=\tan^2\alpha \cdot \displaystyle\frac{\tan^2\alpha}{\cot^2\alpha}=\tan ^6 \alpha\).

Câu 6:

Mỗi khẳng định sau đúng hay sai?

Đáp án:

  • Nếu \(\sin x+\cos x=m\) thì \(\sin x\cdot \cos x=\displaystyle\frac{m^2-1}{2}\)
  • Nếu \(\sin x-\cos x=m\) thì \(\sin x\cdot \cos x=\displaystyle\frac{1-m^2}{2}\)
  • Nếu \(\tan x+\cot x=m\) thì \(\tan^2x+\cot^2x=m^2-2\)
  • Nếu \(\tan x-\cot x=m\) thì \(\tan^2x+\cot^2x=m^2+2\)

Lời giải:

Ta có

a) \(\sin x+\cos x=m\Rightarrow (\sin x+\cos x)^2=m^2\Leftrightarrow \sin x\cos x=\displaystyle\frac{m^2-1}{2}\).

b) \(\sin x-\cos x=m\Rightarrow (\sin x-\cos x)^2=m^2\Leftrightarrow \sin x\cos x=\displaystyle\frac{1-m^2}{2}\).

c) \(\tan x+\cot x=m\Rightarrow (\tan x+\cot x)^2=m^2\Leftrightarrow \tan^2x+\cot^2x=m^2-2\).

d) \(\tan x-\cot x=m\Rightarrow (\tan x-\cot x)^2=m^2\Leftrightarrow \tan^2x+\cot^2x=m^2+2\).

Câu 7:

Cho \(\tan x=-2\). Đặt \(A_1=\displaystyle\frac{5\cot x+4\tan x}{5\cot x-4\tan x}\) và \(A_2=\displaystyle\frac{2\sin x+\cos x}{\cos x-3\sin x}\). Xét tính đúng sai của các khẳng định sau

Đáp án:

  • \(\cot x=-\displaystyle\frac{1}{2}\)
  • \(A_1=-\displaystyle\frac{21}{11}\)

Lời giải:

a) Đúng. Ta có \(\tan x=-2\Rightarrow \cot x=-\displaystyle\frac{1}{2}\).

b) Sai. Vì \(\tan x=-2\) nên \(\cos x\ne 0\).

c) Đúng. \(A_1=\displaystyle\frac{-\displaystyle\frac{5}{2}+4\cdot(-2)}{-\displaystyle\frac{5}{2}-4\cdot (-2)}=-\displaystyle\frac{21}{11}\).

d) Sai. Chia cả tử và mẫu của biểu thức \(A_2\) cho \(\cos x\), ta được

\[A_2=\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{2\sin x}{\cos x}+\displaystyle\frac{\cos x}{\cos x}}{\displaystyle\frac{\cos x}{\cos x}-\displaystyle\frac{3\sin x}{\cos x}}=\displaystyle\frac{2\tan x+1}{1-3\tan x}=\displaystyle\frac{2\cdot(-2)+1}{1-3\cdot(-2)}=-\displaystyle\frac{3}{7}.\]

Câu 8:

Cho \(\cot x=2\). Tính được các biểu thức \(B_1=\displaystyle\frac{2\sin x+3\cos x}{3\sin x-2\cos x}\), \(B_2=\displaystyle\frac{2}{\cos^{2}x-\sin x\cos x}\), khi đó

Đáp án:

  • \(\sin x\ne 0\)
  • \(B_1=-8\)

Lời giải:

a) Đúng. Vì \(\cot x=2\) nên \(\sin x\ne 0\).

b) Đúng. Chia cả tử và mẫu của biểu thức \(B_1\) cho \(\sin x\), ta được

\[B_1=\displaystyle\frac{2\displaystyle\frac{\sin x}{\sin x}+3\displaystyle\frac{\cos x}{\sin x}}{3\displaystyle\frac{\sin x}{\sin x}-2\displaystyle\frac{\cos x}{\sin x}}=\displaystyle\frac{2+3\cot x}{3-2\cot x}=\displaystyle\frac{2+3\cdot 2}{3-2\cdot 2}=-8.\]

c) Sai. Chia cả tử và mẫu của biểu thức \(B_2\) cho \(\sin^{2}x\), ta được

\[B_2=\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{2}{\sin^{2}x}}{\displaystyle\frac{\cos^{2}x}{\sin^{2}x}-\displaystyle\frac{\sin x\cdot \cos x}{\sin^{2}x}}=\displaystyle\frac{2\left(1+\cot^{2}x\right)}{\cot^2 x-\cot x}=\displaystyle\frac{2(1+2^2)}{2^2-2}=5.\]

d) Sai. \(B_1+B_2=-8+5=-3\).

Phần 3. Tự luận

Bài tập cơ bản

Bài tập nâng cao

Ứng dụng thực tế

Bài tập cơ bản

Câu 1:

Cho góc lượng giác có số đo bằng \(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\).

a) Xác định điểm \(M\) trên đường tròn lượng giác biểu diễn góc lượng giác đã cho.

b) Tính các giá trị lượng giác của góc lượng giác đã cho.

a) Điểm \(M\) trên đường tròn lượng giác biểu diễn góc lượng giác có số đo là \(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\) được xác định trong hình bên.

Image

b) Ta có

\(\cos\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=\displaystyle\frac{1}{2}\); \(\sin\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=-\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\);

\(\tan\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=\displaystyle\frac{\sin\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)}{\cos\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)}=-\sqrt{3}\); \(\cot\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=\displaystyle\frac{\cos\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)}{\sin\left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)}=-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{3}}\).

Câu 2:

Tìm các giá trị lượng giác của góc lượng giác \(\alpha =120^\circ\).

Lấy điểm \(M\) trên đường tròn lượng giác sao cho \((OA,OM)=\alpha=120^\circ\) (hình bên). Gọi \(H\), \(K\) lần lượt là hình chiếu của điểm \(M\) trên các trục \(Ox\), \(Oy\).

Khi đó, ta có \(\widehat{AOM}=120^\circ\), suy ra \(\widehat{BOM}=\widehat{KOM}=30^\circ\).

Image

Theo hệ thức trong tam giác vuông \(KOM\), ta có

\(OK=OM\cdot \cos \widehat{KOM}=\cos 30^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\)

\(MK=OM\cdot \sin \widehat{KOM}=\sin 30^\circ=\displaystyle\frac{1}{2}.\)

Do đó, \(M\left(-\displaystyle\frac{1}{2};\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\right)\).

Vậy \(\sin 120^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\); \(\cos 120^\circ=-\displaystyle\frac{1}{2}\); \(\tan 120^\circ=\displaystyle\frac{\sin 120^\circ}{\cos 120^\circ}=-\sqrt{3}\); \(\cot 120^\circ=\displaystyle\frac{\cos 120^\circ}{\sin 120^\circ}=-\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}\).

Câu 3:

Tìm các giá trị lượng giác của góc lượng giác \(\beta =-\displaystyle\frac{\pi}{4}\).

Lấy điểm \(M\) trên đường tròn lượng giác sao cho \((OA,OM)=\alpha=-\displaystyle\frac{\pi}{4}=-45^\circ\) (hình bên). Gọi \(H\), \(K\) lần lượt là hình chiếu của điểm \(M\) trên các trục \(Ox\), \(Oy\).

Khi đó, ta có \(\widehat{AOM}=45^\circ\), suy ra \(\widehat{B'OM}=\widehat{KOM}=45^\circ\).

Image

Theo hệ thức trong tam giác vuông \(KOM\), ta có

\(OK=OM\cdot \cos \widehat{KOM}=\cos 45^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}.\)

\(MK=OM\cdot \sin \widehat{KOM}=\sin 45^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}.\)

Do đó, \(M\left(-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2};\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\right)\).

Vậy \(\sin \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\); \(\cos \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\); \(\tan \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=\displaystyle\frac{\sin \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)}{\cos \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)}=-1\); \(\cot \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=\displaystyle\frac{\cos \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)}{\sin \left(-\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)}=-1\).

Câu 4:

Tính các giá trị lượng giác của các góc

a) \(\displaystyle\frac{13 \pi}{3}\);

b) \(-45^\circ\).

a) Vì \(\displaystyle\frac{13 \pi}{3}=\displaystyle\frac{\pi}{3}+4 \pi\) nên

\(\begin{array}{ll}\sin \displaystyle\frac{13 \pi}{3}=\sin \displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}; & \cos \displaystyle\frac{13 \pi}{3}=\cos \displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{1}{2}; \\ \tan \displaystyle\frac{13 \pi}{3}=\displaystyle\frac{\sin \displaystyle\frac{13 \pi}{3}}{\cos \displaystyle\frac{13 \pi}{3}}=\sqrt{3}; & \cot \displaystyle\frac{13 \pi}{3}=\displaystyle\frac{\cos \displaystyle\frac{13 \pi}{3}}{\sin \displaystyle\frac{13 \pi}{3}}=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}.\end{array}\)

b) Vì điểm biểu diễn của góc \(-45^\circ\) và góc \(45^\circ\) trên đường tròn lượng giác đối xứng nhau qua trục hoành nên chúng có cùng hoành độ và tung độ đối nhau. Do đó ta có

\(\begin{array}{ll}\sin \left(-45^\circ\right)=-\sin 45^\circ=\displaystyle\frac{-\sqrt{2}}{2} ; & \cos \left(-45^\circ\right)=\cos 45^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}; \\ \tan \left(-45^\circ\right)=\displaystyle\frac{\sin \left(-45^\circ\right)}{\cos \left(-45^\circ\right)}=-1 ; & \cot \left(-45^\circ\right)=\displaystyle\frac{\cos \left(-45^\circ\right)}{\sin \left(-45^\circ\right)}=-1.\end{array}\)

Câu 5:

Tính giá trị của biểu thức \(Q=\tan^2 \displaystyle\frac{\pi}{3}+\sin^2\displaystyle\frac{\pi}{4}+\cot \displaystyle\frac{\pi}{4}+\cos \displaystyle\frac{\pi}{2}\).

Ta có

\begin{eqnarray*}P&=&\tan^2 \displaystyle\frac{\pi}{3}+\sin^2\displaystyle\frac{\pi}{4}+\cot \displaystyle\frac{\pi}{4}+\cos \displaystyle\frac{\pi}{2}\\ &=&(\sqrt{3})^2+\left(\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^2+1+0\\ &=&\displaystyle\frac{9}{2}.\end{eqnarray*}

Câu 6:

Tính giá trị của biếu thức \(P=\cos^2\displaystyle\frac{\pi}{3}+\tan\displaystyle\frac{\pi}{4}+\cot^2\displaystyle\frac{\pi}{6}+\sin\displaystyle\frac{\pi}{2}\).

Ta có

\begin{eqnarray*}P&=& \cos^2 \displaystyle\frac{\pi}{3}+\tan \displaystyle\frac{\pi}{4}+\cot^2\displaystyle\frac{\pi}{6}+\sin \displaystyle\frac{\pi}{2}\\ &=&\left(\displaystyle\frac{1}{2}\right)^2+1+\left(\sqrt{3}\right)^2+1=\displaystyle\frac{21}{4}.\end{eqnarray*}

Câu 7:

Tính các giá trị lượng giác (nếu có) của mỗi góc sau

a) \(\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\));

b) \(k\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\));

c) \(\displaystyle\frac{\pi}{2}+k\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\));

d) \(\displaystyle\frac{\pi}{4}+k\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\)).

a) Xét \(\alpha=\displaystyle\frac{\pi}{3}+k2\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\)), ta có

+) \(\sin \alpha=\sin \displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\);

+) \(\cos \alpha=\cos \displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{1}{2}\);

+) \(\tan \alpha=\tan \displaystyle\frac{\pi}{3}=\sqrt{3}\);

+) \(\cot \alpha=\tan \displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}\).

b) Xét \(\alpha=k\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\)), ta có

+) \(\sin \alpha=0\);

+) \(\cos \alpha=(-1)^k\);

+) \(\tan \alpha=0\);

+) \(\cot \alpha\) không xác định.

c) Xét \(\alpha=\displaystyle\frac{\pi}{2}+k\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\)), ta có

+) \(\sin \alpha=(-1)^k\);

+) \(\cos \alpha=0\);

+) \(\cot \alpha=0\);

+) \(\tan \alpha\) không xác định.

d) Xét \(\alpha=\displaystyle\frac{\pi}{4}+k\pi\) (\(k\in \mathbb{Z}\)), ta có

+) \(\sin \alpha=(-1)^k\cdot \displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

+) \(\cos \alpha=(-1)^k\cdot \displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

+) \(\tan \alpha=1\);

+) \(\cot \alpha=1\).

Câu 8:

Tính các giá trị lượng giác của mỗi góc sau: \(225^\circ\); \(-225^\circ\); \(-1~035^\circ\); \(\displaystyle\frac{5\pi}{3}\); \(\displaystyle\frac{19\pi}{2}\); \(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\).

+) \(\sin 225^\circ=\sin (45^\circ+180^\circ)=-\sin 45^\circ=-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\cos 225^\circ=\cos (45^\circ+180^\circ)=-\cos 45^\circ=-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\tan 225^\circ=\displaystyle\frac{\sin 225^\circ}{\cos 225^\circ}=1\);

\(\cot 225^\circ=\displaystyle\frac{\cos 225^\circ}{\sin 225^\circ}=1\).

+) \(\sin (-225^\circ)=\sin (-45^\circ+180^\circ)=-\sin (-45^\circ)=\sin 45^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\cos (-225^\circ)=\cos (-45^\circ+180^\circ)=-\cos (-45^\circ)=-\cos 45^\circ=-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\tan (-225^\circ)=\displaystyle\frac{\sin (-225^\circ)}{\cos (-225^\circ)}=-1\);

\(\cot (-225^\circ)=\displaystyle\frac{\cos (-225^\circ)}{\sin (-225^\circ)}=-1\).

+) \(\sin (-1~035^\circ)=\sin (45^\circ -3\cdot 360^\circ)=\sin 45^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\cos (-1~035^\circ)=\cos (45^\circ -3\cdot 360^\circ)=\cos 45^\circ=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\tan (-1~035^\circ)=\displaystyle\frac{\sin (-1~035^\circ)}{\cos (-1~035^\circ)}=1\);

\(\cot (-1~035^\circ)=\displaystyle\frac{\cos (-1~035^\circ)}{\sin (-1~035^\circ)}=1\);

+) \(\sin \displaystyle\frac{5\pi}{3}=\sin \left(2\pi-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=\sin \left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=-\sin \displaystyle\frac{\pi}{3}=-\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{2}\);

\(\cos \displaystyle\frac{5\pi}{3}=\cos \left(2\pi-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=\cos \left(-\displaystyle\frac{\pi}{3}\right)=\cos \displaystyle\frac{\pi}{3}=\displaystyle\frac{1}{2}\);

\(\tan \displaystyle\frac{5\pi}{3}=\displaystyle\frac{\sin \displaystyle\frac{5\pi}{3}}{\cos \displaystyle\frac{5\pi}{3}}=-\sqrt{3}\);

\(\cot \displaystyle\frac{5\pi}{3}=\displaystyle\frac{\cos \displaystyle\frac{5\pi}{3}}{\sin \displaystyle\frac{5\pi}{3}}=-\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}\).

+) \(\sin \displaystyle\frac{19\pi}{2}=\sin \left(10\pi-\displaystyle\frac{\pi}{2}\right)=\sin \left(-\displaystyle\frac{\pi}{2}\right)=-\sin \displaystyle\frac{\pi}{2}=-1\);

\(\cos \displaystyle\frac{19\pi}{2}=\cos \left(10\pi-\displaystyle\frac{\pi}{2}\right)=\cos \left(-\displaystyle\frac{\pi}{2}\right)=\cos \displaystyle\frac{\pi}{2}=0\);

\(\cot \displaystyle\frac{19\pi}{2}=\displaystyle\frac{\cos \displaystyle\frac{19\pi}{2}}{\sin \displaystyle\frac{19\pi}{2}}=0\).

+) \(\sin \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)=\sin \left(\displaystyle\frac{\pi}{4}-40\pi\right)=\sin \displaystyle\frac{\pi}{4}=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\cos \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)=\cos \left(\displaystyle\frac{\pi}{4}-40\pi\right)=\cos \displaystyle\frac{\pi}{4}=\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

\(\tan \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)=\displaystyle\frac{\sin \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)}{\cos \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)}=1\);

\(\cot \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)=\displaystyle\frac{\cos \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)}{\sin \left(-\displaystyle\frac{159\pi}{4}\right)}=1\).

Câu 9:

Xét dấu các giá trị lượng giác của góc lượng giác \(\alpha=-\displaystyle\frac{3\pi}{4}\).

Do \(-\pi<-\displaystyle\frac{3\pi}{4}<-\displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(\sin \left(-\displaystyle\frac{3\pi}{4}\right)<0\); \(\cos \left(-\displaystyle\frac{3\pi}{4}\right)<0\); \(\tan \left(-\displaystyle\frac{3\pi}{4}\right)>0\); \(\cot \left(-\displaystyle\frac{3\pi}{4}\right)>0\).

Câu 10:

Xét dấu các giá trị lượng giác của góc lượng giác \(\alpha=\displaystyle\frac{5\pi}{6}\).

Do \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\displaystyle\frac{5\pi}{6}<\pi\) nên \(\sin \left(\displaystyle\frac{5\pi}{6}\right)>0\); \(\cos \left(\displaystyle\frac{5\pi}{6}\right)<0\); \(\tan \left(\displaystyle\frac{5\pi}{6}\right)<0\); \(\cot \left(\displaystyle\frac{5\pi}{6}\right)<0\).

Câu 11:

Cho \(\cos \alpha=\displaystyle\frac{3}{4}\) với \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\). Tính các giá trị lượng giác còn lại của góc \(\alpha\).

Image

Ta có \(\sin ^2 \alpha=1-\cos ^2 \alpha=\displaystyle\frac{7}{16}\).

Do đó \(\sin \alpha=-\displaystyle\frac{\sqrt{7}}{4}\) hoặc \(\sin \alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{7}}{4}\).

Vì \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) nên điểm biểu diễn của góc \(\alpha\) trên đường tròn lượng giác thuộc góc phần tư thứ \(IV\) (Hình 6), do đó \(\sin \alpha < 0\).

Suy ra \(\sin \alpha=-\displaystyle\frac{\sqrt{7}}{4}\).

Do đó \(\tan \alpha=\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=-\displaystyle\frac{\sqrt{7}}{3}\) và \(\cot \alpha=\displaystyle\frac{1}{\tan \alpha}=-\displaystyle\frac{3 \sqrt{7}}{7}\).

Câu 12:

Cho góc lượng giác \(\alpha\) sao cho \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) và \(\tan \alpha=-2\). Tính \(\cos \alpha\), \(\sin \alpha\).

Do \(\tan \alpha=-2\) nên \(\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=-2\), suy ra \(\sin \alpha=-2\cos \alpha\).

Vì \(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1\) nên \(\cos^2\alpha+(-2\cos\alpha)^2=1\), suy ra \(\cos^2 \alpha=\displaystyle\frac{1}{5}\).

Do \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) nên \(\cos \alpha>0\).

Từ đó ta có \(\cos \alpha=\sqrt{\displaystyle\frac{1}{5}}=\displaystyle\frac{1}{\sqrt{5}}\), suy ra \(\sin \alpha=-2\cdot \displaystyle\frac{1}{\sqrt{5}}=-\displaystyle\frac{2}{\sqrt{5}}\).

Câu 13:

Cho góc lượng giác \(\alpha\) sao cho \(\pi<\alpha<\displaystyle\frac{3\pi}{2}\) và \(\sin \alpha=-\displaystyle\frac{4}{5}\). Tìm \(\cos \alpha\).

Vì \(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1\) nên \(\cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha=1-\left(-\displaystyle\frac{4}{5}\right)^2=\displaystyle\frac{9}{25}\).

Do \(\pi<\alpha<\displaystyle\frac{3\pi}{2}\) nên \(\cos \alpha<0\).

Từ đó ta có \(\cos \alpha=-\sqrt{\displaystyle\frac{9}{25}}=-\displaystyle\frac{3}{4}\).

Câu 14:

Tính các giá trị lượng giác của góc \(\alpha\), biết

a) \(\cos\alpha=\displaystyle\frac{1}{5}\) và \(0<\alpha<\displaystyle\frac{\pi}{2}\);

b) \(\sin\alpha=\displaystyle\frac{2}{5}\) và \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\);

c) \(\tan\alpha=\sqrt{5}\) và \(\pi<\alpha<\displaystyle\frac{3\pi}{2}\);

d) \(\cot\alpha=-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}}\) và \(\displaystyle\frac{3\pi}{2}<\alpha<2\pi\).

a) Ta có \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\Rightarrow \sin^2\alpha=1-\cos^2\alpha\) \(\Leftrightarrow \sin\alpha=\sqrt{1-\cos^2\alpha}\) hoặc \(\sin\alpha=-\sqrt{1-\cos^2\alpha}.\)

Vì \(0<\alpha<\displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(\sin\alpha>0\), suy ra \(\sin\alpha=\sqrt{1-\cos^2\alpha}\)

\(\Rightarrow\sin\alpha=\sqrt{1-\left(\displaystyle\frac{1}{5}\right)^2}=\sqrt{\displaystyle\frac{24}{25}}=\displaystyle\frac{2\sqrt{6}}{5}\).

Mà \(\tan\alpha=\displaystyle\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\) nên \(\tan\alpha=\displaystyle\frac{2\sqrt{6}}{5}:\displaystyle\frac{1}{5}=2\sqrt{6}\) và \(\cot\alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{6}}{12}\).

b) Ta có \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\Rightarrow \cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha\) \(\Leftrightarrow \cos\alpha=\sqrt{1-\sin^2\alpha}\) hoặc \(\cos\alpha=-\sqrt{1-\sin^2\alpha}.\)

Vì \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) nên \(\cos\alpha<0\), suy ra \(\cos\alpha=-\sqrt{1-\sin^2\alpha}\)

\(\Rightarrow\cos\alpha=-\sqrt{1-\left(\displaystyle\frac{2}{5}\right)^2}=-\sqrt{\displaystyle\frac{21}{25}}=-\displaystyle\frac{\sqrt{21}}{5}\).

Mà \(\tan\alpha=\displaystyle\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\) nên \(\tan\alpha=\displaystyle\frac{2}{5}:\left(-\displaystyle\frac{\sqrt{21}}{5}\right)=-\displaystyle\frac{2\sqrt{21}}{21}\) và \(\cot\alpha=-\displaystyle\frac{\sqrt{21}}{2}\).

c) Vì \(\pi<\alpha<\displaystyle\frac{3\pi}{2}\) nên \(\cos\alpha<0\), do đó từ công thức:

\(1+\tan^2\alpha=\displaystyle\frac{1}{\cos^2\alpha}\), suy ra \(\cos^2\alpha=\displaystyle\frac{1}{1+\tan^2\alpha}\).

\(\Rightarrow\cos\alpha=-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1+\tan^2\alpha}}=-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1+(\sqrt{5})^2}}=-\displaystyle\frac{\sqrt{6}}{6}\);

\(\cot\alpha=\displaystyle\frac{1}{\tan\alpha}=\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{5}\) và \(\sin\alpha=\tan\alpha\cdot\cos\alpha=-\displaystyle\frac{\sqrt{30}}{6}\).

d) Vì \(\displaystyle\frac{3\pi}{2}<\alpha<2\pi\) nên \(\sin\alpha<0\), do đó từ công thức:

\(1+\cot^2\alpha=\displaystyle\frac{1}{\sin^2\alpha}\), suy ra \(\sin^2\alpha=\displaystyle\frac{1}{1+\cot^2\alpha}\).

\(\Rightarrow\sin\alpha=-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1+\cot^2\alpha}}=-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1+\left(-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2}}=-\displaystyle\frac{\sqrt{6}}{3}\);

\(\tan\alpha=\displaystyle\frac{1}{\cot\alpha}=-\sqrt{2}\) và \(\cos\alpha=\cot\alpha\cdot\sin\alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}\).

Câu 15:

Tính các giá trị lượng giác của góc \(\alpha\) trong mỗi trường hợp sau

a) \(\sin \alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\) với \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\);

b) \(\cos \alpha=-\displaystyle\frac{2}{3}\) với \(-\pi<\alpha<0\);

c) \(\tan \alpha=3\) với \(-\pi<\alpha<0\);

d) \(\cot \alpha=-2\) với \(0<\alpha<\pi\).

a) Xét \(\sin \alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\) với \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\);

Vì \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\) nên \(\cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha=1-\left(\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{4}\right)^2=\displaystyle\frac{1}{16}\).

Do \(\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<\pi\) nên \(\cos \alpha<0\).

Từ đó ta có \(\cos \alpha=-\sqrt{\displaystyle\frac{1}{16}}=-\displaystyle\frac{1}{4}\).

Ta có \(\tan \alpha=\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=-\sqrt{15}\); \(\cot \alpha=\displaystyle\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}=-\displaystyle\frac{\sqrt{15}}{15}\).

b) Xét \(\cos \alpha=-\displaystyle\frac{2}{3}\) với \(-\pi<\alpha<0\);

Vì \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\) nên \(\sin^2\alpha=1-\cos^2\alpha=1-\left(-\displaystyle\frac{2}{3}\right)^2=\displaystyle\frac{5}{9}\).

Do \(-\pi<\alpha<0\) nên \(\sin \alpha<0\).

Từ đó ta có \(\sin \alpha=-\sqrt{\displaystyle\frac{5}{9}}=-\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{3}\).

Ta có \(\tan \alpha=\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=-\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{2}\); \(\cot \alpha=\displaystyle\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}=-\displaystyle\frac{2\sqrt{5}}{5}\).

c) Xét \(\tan \alpha=3\) với \(-\pi<\alpha<0\);

Ta có \(\cot \alpha=\displaystyle\frac{1}{3}\).

Do \(\tan \alpha=3\) nên \(\displaystyle\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=3\), suy ra \(\sin \alpha=3\cos \alpha\).

Vì \(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1\) nên \(\cos^2\alpha+(3\cos\alpha)^2=1\), suy ra \(\cos^2 \alpha=\displaystyle\frac{1}{10}\).

+) Do \(-\displaystyle\frac{\pi}{2}<\alpha<0\) nên \(\cos \alpha>0\).

Từ đó ta có \(\cos \alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{10}\).

+) Do \(-\pi<\alpha<-\displaystyle\frac{\pi}{2}\) nên \(\cos \alpha<0\).

Từ đó ta có \(\cos \alpha=-\displaystyle\frac{\sqrt{10}}{10}\).

d) Xét \(\cot \alpha=-2\) với \(0<\alpha<\pi\);

Ta có \(\tan \alpha=-\displaystyle\frac{1}{2}\).

Do \(\cot \alpha=-2\) nên \(\displaystyle\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}=-2\), suy ra \(\cos \alpha=-2\sin \alpha\).

Vì \(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1\) nên \((-2\sin \alpha)^2+\sin^2\alpha=1\), suy ra \(\sin^2 \alpha=\displaystyle\frac{1}{5}\).

Do \(0<\alpha<\pi\) nên \(\sin \alpha>0\).

Từ đó ta có \(\sin \alpha=\displaystyle\frac{\sqrt{5}}{5}\).

Câu 16:

Tính

a) \(\sin \displaystyle\frac{13\pi}{4}\);

b) \(\sin \displaystyle\frac{\pi}{10}-\cos \displaystyle\frac{2\pi}{5}\).

a) Ta có

\(\sin \displaystyle\frac{13\pi}{4}=\sin \left(3\pi+\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)\) \(=\sin \left(\pi+\displaystyle\frac{\pi}{4}\right)=-\sin \displaystyle\frac{\pi}{4}=-\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}\);

b) Ta có

\(\sin \displaystyle\frac{\pi}{10}-\cos \displaystyle\frac{2\pi}{5}=\sin \displaystyle\frac{\pi}{10}-\sin \left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\displaystyle\frac{2\pi}{5}\right)\) \(=\sin \displaystyle\frac{\pi}{10}-\sin \displaystyle\frac{\pi}{10}=0\).

Câu 17:

Tính

a) \(\cos^2 \displaystyle\frac{\pi}{8}+\cos^2 \displaystyle\frac{3\pi}{8}\).

b) \(\tan 1^\circ\cdot \tan 2^\circ\cdot \tan 45^\circ\cdot \tan 88^\circ\cdot \tan 89^\circ\).

a) Ta có

\(\cos^2 \displaystyle\frac{\pi}{8}+\cos^2 \displaystyle\frac{3\pi}{8} =\cos^2 \displaystyle\frac{\pi}{8}+\cos^2 \left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\displaystyle\frac{\pi}{8}\right)\) \(=\cos^2 \displaystyle\frac{\pi}{8}+\sin^2 \displaystyle\frac{\pi}{8}=1.\)

b) Ta có

\begin{eqnarray*}& &\tan 1^\circ\cdot \tan 2^\circ\cdot \tan 45^\circ\cdot \tan 88^\circ\cdot \tan 89^\circ\\ &=&\tan 1^\circ\cdot \tan 2^\circ\cdot \tan 45^\circ\cdot \tan (90^\circ-2^\circ)\cdot \tan (90^\circ-1^\circ)\\ &=&\tan 1^\circ\cdot \tan 2^\circ\cdot \tan 45^\circ\cdot \cot 2^\circ\cdot \cot 1^\circ\\ &=&\tan 1^\circ\cdot \cot 1^\circ\cdot \tan 2^\circ\cdot \cot 2^\circ\cdot \tan 45^\circ\\ &=&\tan 45^\circ=1.\end{eqnarray*}

Câu 18:

a) Biểu diễn \(\sin \displaystyle\frac{61\pi}{8}\) qua giá trị lượng giác có số đo từ \(0\) đến \(\displaystyle\frac{\pi}{4}\).

b) Biểu diễn \(\tan 258^\circ\) qua giá trị lượng giác có số đo từ \(0^\circ\) đến \(45^\circ\).

a) \(\sin \displaystyle\frac{61 \pi}{8}=\sin \left(8 \pi-\displaystyle\frac{3 \pi}{8}\right)=\sin \left(-\displaystyle\frac{3 \pi}{8}\right)\) \(=-\sin \displaystyle\frac{3 \pi}{8}=-\cos \left(\displaystyle\frac{\pi}{2}-\displaystyle\frac{3 \pi}{8}\right)=-\cos \displaystyle\frac{\pi}{8}\);

b) \(\tan 258^\circ =\tan \left(180^\circ +78^\circ \right)=\tan 78^\circ\) \(=\cot \left(90^\circ -12^\circ \right)=\cot 12^\circ\).

Câu 19:

Chứng minh các đẳng thức:

a) \(\cos^4\alpha-\sin^4\alpha=2\cos^2\alpha-1\);

b) \(\displaystyle\frac{\cos^2\alpha+\tan^2\alpha-1}{\sin^2\alpha}=\tan^2\alpha\).

a) Ta có

\begin{eqnarray*}\cos^4\alpha-\sin^4\alpha&=& \left(\cos^2\alpha-\sin^2\alpha\right)\left(\cos^2\alpha+\sin^2\alpha\right)\\ &= & \cos^2\alpha-\left(1-\sin^2\alpha\right)\\ &= & 2\cos^2\alpha-1.\end{eqnarray*}

b) Ta có

\begin{eqnarray*}\displaystyle\frac{\cos^2\alpha+\tan^2\alpha-1}{\sin^2\alpha}&=& \displaystyle\frac{\cos^2\alpha-1}{\sin^2\alpha}+\displaystyle\frac{\tan^2\alpha}{\sin^2\alpha}\\ &= & \displaystyle\frac{-\sin^2\alpha}{\sin^2\alpha}+\displaystyle\frac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}\cdot\displaystyle\frac{1}{\sin^2\alpha}\\ &= & \displaystyle\frac{1}{\cos^2\alpha}-1\\ &=&\displaystyle\frac{1-\cos^2\alpha}{\cos^2\alpha}\\ &=&\displaystyle\frac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}=\tan^2\alpha.\end{eqnarray*}

Bài tập nâng cao

Ứng dụng thực tế

Câu 1:

Khi một tia sáng truyền từ không khí vào mặt nước thì một phần tia sáng bị phản xạ trên bề mặt, phần còn lại bị khúc xạ như hình bên. Góc tới \(i\) liên hệ với góc khúc xạ \(r\) bởi Định luật khúc xạ ánh sáng

\(\displaystyle\frac{\sin i}{\sin r}=\displaystyle\frac{n_2}{n_1}.\) Ở đây, \(n_1\) và \(n_2\) tương ứng với chiết suất của môi trường \(1\) (không khí) và môi trường \(2\) (nước). Cho biết góc tới \(i=50^\circ\), hãy tính góc khúc xạ, biết rằng chiết suất của không khí bằng \(1\) còn chiết suất của nước là \(1{,}33\).

Image

Ta có \(\displaystyle\frac{\sin i}{\sin r}=\displaystyle\frac{n_2}{n_1}\Leftrightarrow \displaystyle\frac{\sin 50^\circ}{\sin r}\) \(=\displaystyle\frac{1{,}33}{1}\Leftrightarrow \sin r=\displaystyle\frac{\sin 50^\circ}{1{,}33}\Rightarrow r\approx 35{,}17^\circ\).

Câu 2:

Khi xe đạp di chuyển, van \(V\) của bánh xe quay quanh trục \(O\) theo chiều kim đồng hồ với tốc độ góc không đổi là \(11\) rad/s (hình bên). Ban đầu van nằm ở vị trí \(A\). Hỏi sau một phút di chuyển, khoảng cách từ van đến mặt đất là bao nhiêu, biết bán kính \(OA=58\) cm? Giả sử độ dày của lốp xe không đáng kể. Kết quả làm tròn đến hàng phần mười.

Image

Image

Sau một phút quay được \(660\) rad.

Khoảng cách từ \(V\) đến mặt đất là

\(OA-VV'=OA-OA\sin 660=58-58\sin 660 \approx 42{,}8\) cm.

Câu 3:

Thanh \(OM\) quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục \(O\) của nó trên một mặt phẳng thẳng đứng và in bóng vuông góc xuống mặt đất như Hình 12. Vị trí ban đầu của thanh là \(OA\). Hỏi độ dài bóng \(O'M'\) của \(OM\) khi thanh quay được \(3\displaystyle\frac{1}{10}\) vòng là bao nhiêu, biết độ dài thanh \(OM\) là \(15\) cm? Kết quả làm tròn đến hàng phần mười.

Image

Gắn hệ trục toạ độ \(Oxy\) như hình vẽ.

Image

Khi thanh quay \(3\) vòng thì trở về vị trí ban đầu \(OA\).

Quay thêm \(\displaystyle\frac{1}{10}\) vòng thì ta được \(\widehat{AOM}=\displaystyle\frac{360^\circ}{10}=36^\circ\).

Khi đó, \(O'M'=OP=15\cdot \cos 36^\circ \approx 12{,}1\) cm.