Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 29 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
29
Dung lượng
304,19 KB
Nội dung
tai lieu, luan van1 of 98 MỤC LỤC A ĐẶT VẤN ĐỀ B NỘI DUNG I Nhận dạng nhân tử chung dựa vào đẳng thức II Phương trình bậc sin x , cos x 11 Phương trình chứa sin x cos x 11 Phương trình khơng chứa sin x cos x 15 III Nhẩm nghiệm đặc biệt để xác định nhân tử chung 17 IV Sử dụng công thức đặc biệt 19 Dạng 1: Đưa phương trình dạng cos A cos B sin A sin B 19 Dạng 2: Đưa phương trình bậc hàm số lượng giác 22 V Thay số đẳng thức lượng giác 25 C KẾT LUẬN 28 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 document, khoa luan1 of 98 tai lieu, luan van2 of 98 A ĐẶT VẤN ĐỀ Phương trình lượng giác vấn đề quan trọng quen thuộc chương trình tốn học bậc THPT đề thi tuyển sinh đại học Việc giải thành thạo phương trình lượng giác trở thành nhiệm vụ mong muốn học sinh Tuy nhiên, phong phú cơng thức lượng giác gây khó khăn cho học sinh việc định hướng lời giải Nếu định hướng khơng tốt dẫn đến biến đổi vịng vo, khơng giải lời giải dài dịng, khơng đẹp Cản trở phần làm nản chí em học sinh Một số em sợ học xác định bỏ phần phương trình lượng giác Với mong muốn giúp học sinh khắc phục khó khăn này, tơi viết sáng kiến kinh nghiệm “Một số định hướng giải phương trình lượng giác” Bài viết đưa số định hướng biến đổi phương trình dựa dấu hiệu đặc biệt Nhờ học sinh nhanh chóng tìm lời giải toán, tiết kiệm thời gian, tự tin trước phương trình lượng giác Nội dung sáng kiến gồm nội dung sau: I Nhận dạng nhân tử chung dựa vào đẳng thức II Phương trình bậc sin x , cos x III Nhẩm nghiệm đặc biệt để xác định nhân tử chung IV Sử dụng công thức đặc biệt V Thay số đẳng thức lượng giác Mỗi nội dung trình bày cơng phu Dấu hiệu phương pháp đưa cách đầy đủ cụ thể Các ví dụ cho nội dung phong phú, đa dạng, có phân tích định hướng thể rõ ràng phương pháp áp dụng có lời giải chi tiết document, khoa luan2 of 98 tai lieu, luan van3 of 98 Tuy cố gắng, mong muốn viết có chất lượng tốt hạn chế thời gian nên khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận góp ý chân thành bạn đồng nghiệp cấp để viết hoàn thiện Vĩnh Yên, ngày 20 tháng năm 2016 Phan Trọng Vĩ document, khoa luan3 of 98 tai lieu, luan van4 of 98 B NỘI DUNG I Nhận dạng nhân tử chung dựa vào đẳng thức Khi phương trình lượng giác xuất biểu thức có dấu hiệu nhân tử chung nhận dạng ta biến đổi hướng dễ dàng giải Việc phát nhân tử chung đòi hỏi phải nắm đẳng thức Sau số đẳng thức quen thuộc: Nhân tử sin x cos x : cos x cos x sin x (cos x sin x)(cos x sin x) sin x (sin x cos x) tan x cos x sin x cos x cot x sin x cos x sin x sin x cos x sin x cos x 4 4 Nhân tử sin x cos x : cos x cos x sin x (cos x sin x)(cos x sin x) sin x (sin x cos x) tan x cos x sin x cos x cot x sin x cos x sin x sin x cos x sin x cos x 4 4 Nhân tử sin x : cos x (1 sin x)(1 sin x) Nhân tử cos x : sin x (1 cos x)(1 cos x) document, khoa luan4 of 98 tai lieu, luan van5 of 98 Nhân tử 2sin x : 4cos x 4sin x (1 2sin x)(1 2sin x) cos3 x cos x (4cos x 3) cos x(1 2sin x)(1 2sin x) Nhân tử 2cos x : 4sin x 4cos x (1 2cos x)(1 2cos x) sin x sin x(3 4sin x) sin x(2cos x 1)(2cos x 1) Một số đẳng thức khác: cot x tan x 2cot x tan x cot x sin x cos3 x sin x (cos x sin x)(1 2sin x) cos3 x sin x (cos x sin x )(1 2sin x) Để thấy rõ tầm quan trọng lợi ích đẳng thức ta xem vài ví dụ Ví dụ 1.1(ĐH 2007 – KA) Giải phương trình: (1 sin x)cos x (1 cos x)sin x sin x (1.1) Phân tích: Khai triển vế trái phương trình thấy đối xứng với sin x,cos x nên xuất nhân tử sin x cos x Vế phải sin x (sin x cos x) chứa nhân tử sin x cos x Vì ta có lời giải Giải: Pt 1.1 sin x cos x sin x cos x(sin x cos x) (sin x cos x)2 (sin x cos x)(1 sin x cos x sin x cos x) (sin x cos x)(1 sin x)(1 cos x) document, khoa luan5 of 98 tai lieu, luan van6 of 98 k x sin x cos x sin x x k 2 cos x x k 2 (k ) Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.2(ĐH 2005 – KB) Giải phương trình: sin x cos x sin x cos x (1.2) Phân tích: Vì phương trình xuất sin x cos x,1 sin x,cos x nên dễ dàng nhận thấy nhân tử làsin x cos x Giải: pt(1.2) sin x cos x (sin x cos x)2 cos x sin x sin x cos x (sin x cos x) (cos x sin x)(cos x sin x) (sin x cos x)(1 sin x cos x cos x sin x) (sin x cos x)(1 2cos x) sin x cos x x k (k ) cos x x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.3 Giải phương trình: 5 x 4(sin x cos x) sin x 4sin (1.3) Phân tích: Pt(1.3) 2sin x cos x 4cos x 4(sin x cos x) Vậy phương trình chứa nhân tử sin x cos x document, khoa luan6 of 98 tai lieu, luan van7 of 98 Giải: Pt(1.3) 2sin x cos x 4cos x 4(sin x cos x) 2sin x(cos x sin x) 4(cos x sin x) 4(sin x cos x) 4sin x cos x(cos x sin x)(cos x sin x) 4(cos x sin x )(cos x sin x) 4(sin x cos x) (sin x cos x) sin x cos x(cos x sin x) cos x sin x 1 (1.3.1) sin x cos x sin x cos x(cos x sin x) cos x sin x (1.3.2) Giải (1.3.1): sin x cos x x k , k Giải (1.3.2): Đặt t cos x sin x cos x , t Phương trình 4 (1.3.2) trở thành: 1 t2 t t t 3t t x k 2 (k ) Với t cos x x k 2 4 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.4(ĐH 2003 – KA) Giải phương trình: cot x cos x sin x sin x (1.4) tan x Phân tích: Phương trình có chứa cot x 1, cos x nên ta nghĩ đến nhân tử chung sin x cos x Giải: ĐKXĐ: x k , x k document, khoa luan7 of 98 tai lieu, luan van8 of 98 cos x sin x cos x(cos x sin x) sin x sin x cos x Pt(1.4) sin x sin x cos x cos x sin x cos x(cos x sin x)(cos x sin x) sin x(sin x cos x) sin x sin x cos x (cos x sin x)(1 sin x cos x sin x) cos x sin x x k , k (tm) cos x 1 sin x 0 sin x cos x (vn) Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.5(ĐH 2008 – KD) Giải phương trình: 2sin x(1 cos x) sin x 2cos x (1.5) Phân tích: Phương trình xuất sin x, cos x, cos x sin x nên dễ thấy phương trình có nhân tử cos x sin x Giải: Pt(1.5) 2sin x 2cos x 2sin x(cos x sin x) 2sin x cos x 2(sin x cos x) 2sin x(cos x sin x)(cos x sin x) (sin x cos x) (sin x cos x)(2 2sin x cos x 2sin x sin x cos x) (sin x cos x)(2sin x cos x 2cos x sin x cos x) (sin x cos x) (2cos x 1) x k sin x cos x (k ) cos x x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.6 Giải phương trình: cos x cos x sin x document, khoa luan8 of 98 (1.6) tai lieu, luan van9 of 98 Phân tích: Phương trình chứa sin x , tức chứa sin x (1 cos x)(1 cos x) Như nhân tử phương trình cos x Giải: Pt(1.6) cos x(cos x 1) sin x(1 cos x) cos x(cos x 1) sin x(1 cos x)(1 cos x) (cos x 1)(cos x sin x sin x cos x) (1.6.1) cos x 1 cos x sin x sin x cos x (1.6.2) Giải (1.6.1): cos x 1 x k 2 , k Giải (1.6.2): Đặt t sin x cos x cos x , t Phương trình 4 (1.6.2) trở thành: t ( l ) t 2t t (tm) 1 1 x arccos Với t cos x k 2 , k 4 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.7 Giải phương trình: cos x(cos x 1) 2(1 sin x) sin x cos x (1.7) Phân tích: Nhìn vào phương trình dựa vào đẳng thức dễ dàng suy sin x nhân tử chung Giải: ĐKXĐ: x document, khoa luan9 of 98 k , k tai lieu, luan van10 of 98 Pt(1.7) (1 sin x)(1 sin x)(cos x 1) 2(1 sin x)(sin x cos x) (1 sin x)(cos x sin x cos x sin x 2sin x 2cos x) (1 sin x)(cos x sin x cos x sin x 1) (1 sin x) (cos x 1) x k 2 sin x 1 (k ) cos x 1 x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 1.8 Giải phương trình: 4cos x (2sin x 1)(2sin x 1) (1.8) Phân tích: Trong phương trình có 4cos x tức chứa nhân tử 2sin x Giải: Pt(1.8) 4sin x (2sin x 1)(2sin x 1) (1 2sin x)(1 2sin x) (2sin x 1)(2sin x 1) (1 2sin x)(sin x 2sin x cos x) sin x(1 2sin x)(1 2cos x) x k sin x x k 2 sin x (k ) 5 k 2 x cos x x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm document, khoa luan10 of 98 10 tai lieu, luan van15 of 98 (2cos x 1)(2sin x sin x 2) cos x 2 x k 2 , k 2sin x sin x (vn) Ví dụ 2.7 Giải phương trình: sin x 3sin x 2cos x 3sin x 3cos x (2.7) Giải: Pt(2.7) 3sin x 4sin x 6sin x cos x 2sin x 3sin x 3cos x 4sin x 2sin x 6sin x 3cos x(2sin x 1) (2sin x 1)(2sin x 3) 3cos x(2sin x 1) (2sin x 1)(2sin x 3cos x 3) sin x (2.7.1) 2cos x 3cos x (2.7.2) k 2 x ( k ) Giải (2.7.1): sin x x k 2 x k 2 cos x Giải (2.7.2): 2cos x 3cos x (k ) cos x x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm Phương trình khơng chứa sin x cos x : Đối với loại phương trình ta biến đổi dạng A2 B Ví dụ 2.8 Giải phương trình: cos x 4cos x 2sin x (2.6) Giải: document, khoa luan15 of 98 15 tai lieu, luan van16 of 98 Ta có: cos x 4cos x 2sin x cos x sin x 4cos x 2sin x cos x 4cos x sin x 2sin x sin x cos x (vn) (cos x 2) (sin x 1)2 sin x cos x 1 x k 2 (k ) sin x 4 x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 2.9 Giải phương trình: cos x 2cos x tan x (2.7) Giải: ĐKXĐ: cos x 0, tan x Khi đó: cos x 2cos x cos x sin x 6cos x 4sin x tan x cos x 6cos x sin x 4sin x cos x sin x (vn) (cos x 3) (sin x 2) sin x cos x x k 2 sin x (k ) x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm document, khoa luan16 of 98 16 tai lieu, luan van17 of 98 III Nhẩm nghiệm đặc biệt để xác định nhân tử chung Trong số phương trình, việc xác định nhân tử chung khó khăn Khi ta nhẩm số nghiệm đặc biệt để xác định nhân tử chung Từ định hướng rõ ràng cách biến đổi phương trình Ta thực hiên theo bước sau: Bước 1: Nhẩm nghiệm đặc biệt Bước 2: Kiểm tra giá trị đặc biệt tương ứng với nghiệm tìm bước Từ xác định nhân tử chung Bước 3: Nhóm theo nhân tử xác định Ví dụ 3.1 Giải phương trình: cos3 x cos x sin x sin x 5cos x (3.1) Bước 1: Nhập vào máy tính cầm tay phương trình trên: cos3alpha x cos 2alpha x sin 2alpha x sin alpha x 5cosalpha x alpha Dùng lệnh shift solve, hình xuất X ? Ta nhập giá trị, ấn = chờ kết Hoặc dùng lệnh Calc để thử số giá trị đặc biệt Kết x 120 Bước 2: Các giá trị đặc biệt tương ứng là: + x 120 nhân tử 2cos x + x 60 nhân tử 2sin x 4sin x + x 60 nhân tử tan x tan x Phương trình có nghiệm x 120, tức có nhân tử 2cos x Nhóm làm xuất hiên nhân tử tìm Dễ thấy sin x sin x sin x(2cos x 1) nên phần lại phương trình ta đưa bậc cos x , chác chắn có nhân tử 2cos x Giải: document, khoa luan17 of 98 17 tai lieu, luan van18 of 98 Pt(3.1) 4cos x 3cos x 2cos 2sin x cos x sin x 5cos x 4cos3 x 2cos x 8cos x sin x(2cos x 1) (2cos x 1)(2cos x 4) sin x(2cos x 1) (2cos x 1)(2cos x sin x 4) cos x 2 x k 2 , k 2sin x sin x (vn) Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 3.2 Giải phương trình: sin x 3sin x 2cos x 3sin x 3cos x (3.2) Phân tích: Nhẩm nghiệm thấy phương trình có hai nghiệm đặc biệt 30,150 nên có nhân tử 2sin x Giải: Pt(3.2) 3sin x 4sin x 6sin x cos x 2sin x 3sin x 3cos x 4sin x 2sin x 6sin x 3cos x(2sin x 1) (2sin x 1)(2sin x 3) 3cos x(2sin x 1) (2sin x 1)(2sin x 3cos x 3) sin x (3.2.1) 2cos x 3cos x (3.2.2) k 2 x Giải (3.2.1): sin x ( k ) x 5 k 2 x k 2 cos x Giải (3.2.2): 2cos x 3cos x (k ) cos x x k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm document, khoa luan18 of 98 18 tai lieu, luan van19 of 98 IV Sử dụng công thức đặc biệt Một số công thức thường dùng: sin x cos x 2sin x 2cos x 3 6 sin x cos x 2sin x 2cos x 3 6 sin x cos x 2sin x 2cos x 6 3 sin x cos x 2sin x 2cos x 6 3 Dấu hiệu nhân dạng phương trình giải theo phương pháp phương trình có chứa số là: Hai hướng biến đổi phương trình loại + Đưa phương trình dạng cos A cos B sin A sin B + Đưa phương trình bậc hàm số lượng giác Dạng 1: Đưa phương trình dạng cos A cos B sin A sin B Ví dụ 4.1 Giải phương trình: 4sin x 3 cos x 2cos x (4.1) Giải: Ta có: Pt(4.1) 2(1 cos x) cos x cos x 2 cos x cos( x ) cos x cos( x ) sin x 2 6 document, khoa luan19 of 98 19 tai lieu, luan van20 of 98 7 x x k x k 2 6 (k ) x x k 2 x k 18 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 4.2 Giải phương trình: 2cos 2x cos 4x 4cos x 4 (4.2) Giải: Ta có: Pt(4.2) cos 4x cos 4x 2(1 cos 2x) 2 sin 4x cos 4x 2cos 2x cos 4x cos 2x 6 4x 2x k2 x 12 k (k ) 4x 2x k2 x k 36 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 4.3 Giải phương trình: 2cos3 x.cos x 3(1 sin x) 2 2 cos x 4 (4.3) Giải: ĐKXĐ: x document, khoa luan20 of 98 k , k Khi đó: 20 tai lieu, luan van21 of 98 Pt(4.3) cos x cos x sin x 1 cos x sin x cos x ( sin x cos x) sin x sin x sin x sin 2 x 6 6 6 6 x 2 x k 2 x 18 k (k ) x x k 2 x k 6 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 4.4 Giải phương trình: 2cos2 x 2cos x 4sin x cos x sin 3x cos x (4.4) Giải: Ta có: Pt(4.4) 2cos x 2cos x 8sin x cos3 x sin x cos x 4sin 3x sin x 8sin x cos3 x sin x cos x x k sin x cos3 x cos x 2cos3 x sin x cos x 6 x k x k (k ) 12 x k 24 Vậy phương trình có họ nghiệm document, khoa luan21 of 98 21 tai lieu, luan van22 of 98 Dạng 2: Đưa phương trình bậc hàm số lượng giác Ví dụ 4.5 Giải phương trình: sin x cos x cos 2x sin 2x Giải: Ta có: 1 3 Pt(4.5) sin x cos x sin x cos x 2 2 sin x cos x 3 6 2sin x cos x cos x 6 6 6 2 k x cos x x k 2 (k ) 12 sin x 17 6 x k 2 12 Vậy phương trình có họ nghiệm Nhận xét: Biểu thức hàm số lượng giác x nhóm với x nhóm với , x gắn với 2 , x gắn với để sử dụng công thức nhân đôi đưa 3 phương bậc hàm số lượng giác Ví dụ 4.6 Giải phương trình: 3(sin2x +sinx)+ cos2x -cosx =2 document, khoa luan22 of 98 (4.6) 22 tai lieu, luan van23 of 98 Giải: Ta có: Pt(4.6) sin x cos x sin x cos x 3 sin x cos x sin x cos x 2 2 cos x sin x 3 6 2sin x sin x 6 0 k x sin x x k 2 (k ) x sin x k 2 6 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 4.7 Giải phương trình: cos 2x sin 2x cos x 4sin x Giải: Ta có: Pt(4.7) cos 2x sin 2x cos x sin x 2 cos 2 2 cos 2x sin sin 2x sin cos x cos sin x 3 3 2 2 cos 2x 4sin x 4sin x 8sin x 3 3 3 document, khoa luan23 of 98 23 tai lieu, luan van24 of 98 x k2 sin x (vn) (k ) x k2 sin x Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 4.8 Giải phương trình: 3cos x sin x 3(cos x sin x) (4.8) Giải: Pt(4.8) sin x 3cos2 x 3cos x sin x sin(2 x ) cos( x ) cos x 2sin x 6 x k cos x x k 2 sin x 6 x k 2 ( k ) Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 4.9 Giải phương trình: 1 sin x 2sin x sin x 3cos x (4.9) Giải: Pt(4.9) 3sin x cos x sin x 3 cos x cos x sin x 3( cos x sin x) cos x 3cos x 3 6 document, khoa luan24 of 98 24 tai lieu, luan van25 of 98 2cos x 3cos x 6 6 5 x k 2 cos x 1 x k 2 k cos x 6 x 5 k 2 Vậy phương trình có họ nghiệm V Thay số đẳng thức lượng giác Trong nhiều toán thay khéo léo số giá trị lượng giác hay biểu thức lượng giác cho cách giải ngắn gọn Sau ta xét vài ví dụ Ví dụ 5.1 Giải phương trình: cos x sin x cos x cos x sin x cos x (5.1) Giải : Đk : x k , k Khi : Pt(5.1) document, khoa luan25 of 98 3cos x cos x sin x sin x cos x sin x 2cos x cos x sin x cos x sin x cos x cos x cos x sin x 6 cos x sin x 2cos x cos x cos x 25 tai lieu, luan van26 of 98 x k (k ) x k 2 x k 2 18 Vậy phương trình có họ nghiệm Ví dụ 5.2 Giải phương trình : 2(cos x sin x) cos x sin x (5.2) x 2cos( ) Giải: 5 k 2 , k Khi Đk: x x Pt(5.2) 2cos x 2sin x 2cos cos x sin x 2 3 x 3cos x sin x 2cos cos x sin x 2 3 x cos x sin x cos x sin x 2cos cos x sin x 2 3 cos x sin x cos x x cos x sin x 2cos x 2 3 cos x cos 2 x k x k 4 4 x k (k ) Vậy phương trình có họ nghiệm document, khoa luan26 of 98 26 tai lieu, luan van27 of 98 Ví dụ 5.3 Giải phương trình: 4sin x sin x 1 2cos x 6 6 (5.3) Giải : Pt(5.3) 4sin x sin x 1 2cos x 2cos 6 6 sin x cos x 1 sin x sin x 6 3 6 6 sin x 2sin x sin x 6 x sin x k 0 6 sin x x k 2 (k ) 6 x k 2 sin x 6 Vậy phương trình có họ nghiệm document, khoa luan27 of 98 27 tai lieu, luan van28 of 98 C KẾT LUẬN Báo cáo sáng kiến kinh nghiệm trình bày cách logic, cụ thể khoa học “Một số định hướng giải phương trình lượng giác” đem lại ý nghĩa thiết thực cho việc dạy học tốn bậc trung học phổ thơng Cụ thể là: Báo cáo đưa dấu hiệu đặc biệt phương trình lượng giác giúp học sinh định hướng lời giải Báo cáo đề cập đến năm gợi ý định hướng biến đổi phương trình lượng giác Mỗi dạng đưa phương pháp, ví dụ có lời giải chi tiết Báo phân tích dấu hiệu qua ví dụ Do đó, học sinh tự học tự tin trước tốn khó Qua việc áp dụng sáng kiến vào dạy học nhiều năm, nhận thấy gợi ý thật bổ ích Từ việc áp dụng định hướng biến đổi phương trình lượng giác, học sinh khơng cịn sợ mà cịn xem phương trình lượng giác phần gỡ điểm đề thi Do em thấy yêu hứng thú học toán XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Vĩnh yên, ngày 20 tháng năm 2016 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Phan Trọng Vĩ document, khoa luan28 of 98 28 tai lieu, luan van29 of 98 D TÀI LIỆU THAM KHẢO Đại số giải tích 11 nâng cao- NXB Giáo dục – 2011- Nhiều tác giả - 227 trang Lượng giác - Đẳng thức Phương trình Tập - NXB Giáo dục - Nguyễn Vũ Lương (chủ biên), Nguyễn Hữu Độ, Phạm Văn Hùng, Nguyễn Ngọc Thắng Phương trình lượng giác – NXB Giáo dục – Trần Phương Đề thi thử đại học trường THPT nước document, khoa luan29 of 98 29 ... phương trình giải theo phương pháp phương trình có chứa số là: Hai hướng biến đổi phương trình loại + Đưa phương trình dạng cos A cos B sin A sin B + Đưa phương trình bậc hàm số lượng giác. .. sinh Một số em sợ học xác định bỏ phần phương trình lượng giác Với mong muốn giúp học sinh khắc phục khó khăn này, tơi viết sáng kiến kinh nghiệm ? ?Một số định hướng giải phương trình lượng giác? ??... Vậy phương trình có họ nghiệm V Thay số đẳng thức lượng giác Trong nhiều toán thay khéo léo số giá trị lượng giác hay biểu thức lượng giác cho cách giải ngắn gọn Sau ta xét vài ví dụ Ví dụ 5.1 Giải