Một số công thức biến đổi lượng giác

Câu 61 Trắc nghiệm

Tính \(B = \cos \dfrac{\pi }{{11}} + \cos \dfrac{{3\pi }}{{11}} + \cos \dfrac{{5\pi }}{{11}} + \cos \dfrac{{7\pi }}{{11}} + \cos \dfrac{{9\pi }}{{11}}\)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Với $k = 1,2,3,4,5$ ta có

\(\cos \dfrac{{\left( {2k - 1} \right)\pi }}{{11}}\sin \dfrac{\pi }{{11}} = \dfrac{1}{2}\left[ {\sin \dfrac{{2k\pi }}{{11}} - \sin \dfrac{{\left( {2k - 2} \right)\pi }}{{11}}} \right]\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow B.\sin \dfrac{\pi }{{11}} = \dfrac{1}{2}\left[ {\left( {\sin \dfrac{{2\pi }}{{11}} - \sin 0} \right) + \left( {\sin \dfrac{{4\pi }}{{11}} - \sin \dfrac{{2\pi }}{{11}}} \right) + ... + \left( {\sin \dfrac{{10\pi }}{{11}} - \sin \dfrac{{8\pi }}{{11}}} \right)} \right]\\ = \dfrac{1}{2}\sin \dfrac{{10\pi }}{{11}} = \dfrac{1}{2}\sin \dfrac{\pi }{{11}}\\ \Rightarrow B = \dfrac{1}{2}\end{array}\)

Câu 62 Trắc nghiệm

Biết rằng \({\sin ^4}x + {\cos ^4}x = m\cos 4x + n\left( {m,n \in \mathbb{Q}} \right)\). Tính tổng \(S = m + n\).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có \({\sin ^4}x + {\cos ^4}x\) \( = {\left( {{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x} \right)^2} - 2{\sin ^2}x{\cos ^2}x\) $ = 1 - 2{\left( {\sin x\cos x} \right)^2}$ \( = 1 - 2{\left( {\dfrac{1}{2}\sin 2x} \right)^2}\)

$ = 1 - 2.\dfrac{1}{4}{\sin ^2}2x = 1 - \dfrac{1}{2}{\sin ^2}2x$

\( = 1 - \dfrac{1}{2}.\dfrac{{1 - \cos 4x}}{2} \)$ = 1 - \dfrac{1}{4}\left( {1 - \cos 4x} \right) = 1 - \dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{4}\cos 4x$\(= \dfrac{1}{4}\cos 4x + \dfrac{3}{4}\)

\( \Rightarrow S = m + n = 1\)

Câu 63 Trắc nghiệm

Khi $\sin A = \dfrac{{\cos B + \cos C}}{{\sin B + \sin C}}$ thì tam giác $ABC$ là tam giác gì?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có:

$\dfrac{{\cos B + \cos C}}{{\sin B + \sin C}}$ $= \dfrac{{2\cos \dfrac{{B + C}}{2}.\cos \dfrac{{B - C}}{2}}}{{2\sin \dfrac{{B + C}}{2}.\cos \dfrac{{B - C}}{2}}}$ $= \dfrac{{\cos \dfrac{{B + C}}{2}}}{{\sin \dfrac{{B + C}}{2}}}$ $= \dfrac{{\cos \left( {\dfrac{\pi }{2} - \dfrac{A}{2}} \right)}}{{\sin \left( {\dfrac{\pi }{2} - \dfrac{A}{2}} \right)}} $ $= \dfrac{{\sin \dfrac{A}{2}}}{{\cos \dfrac{A}{2}}}$ $\Rightarrow \sin A = \dfrac{{\sin \dfrac{A}{2}}}{{\cos \dfrac{A}{2}}}$

$\Rightarrow 2\sin \dfrac{A}{2}\cos \dfrac{A}{2} = \dfrac{{\sin \dfrac{A}{2}}}{{\cos \dfrac{A}{2}}} $ $\Rightarrow 2{\cos ^2}\dfrac{A}{2} = 1$ $\Rightarrow \cos A = 0 \Rightarrow A = {90^0}$

Câu 64 Trắc nghiệm

Nếu $\sin \left( {2\alpha  + \beta } \right) = 3\sin \beta ;$ $\cos \alpha  \ne 0;$ $\cos \left( {\alpha  + \beta } \right) \ne 0$ thì $\tan \left( {\alpha  + \beta } \right)$ bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có:

$\sin \left( {2\alpha  + \beta } \right) = 3\sin \beta $ $ \Rightarrow \sin 2\alpha \cos \beta  + \cos 2\alpha \sin \beta  = 3\sin \beta $

$ \Rightarrow 2\sin \alpha \cos \alpha \cos \beta  + \left( {2{{\cos }^2}\alpha  - 1} \right)\sin \beta  = 3\sin \beta $

$ \Rightarrow 2\sin \alpha \cos \alpha \cos \beta  + 2{\cos ^2}\alpha \sin \beta  = 4\sin \beta $

$ \Rightarrow 2\cos \alpha \left( {\sin \alpha \cos \beta  + \sin \beta \cos \alpha } \right) = 4\sin \beta $

$ \Rightarrow \cos \alpha \sin \left( {\alpha  + \beta } \right) = 2\sin \beta $  

Lại có:

$\sin \left( {2\alpha  + \beta } \right) = 3\sin \beta $ $ \Rightarrow \sin 2\alpha \cos \beta  + \cos 2\alpha \sin \beta  = 3\sin \beta $

$ \Rightarrow 2\sin \alpha \cos \alpha \cos \beta  + \left( {1 - 2{{\sin }^2}\alpha } \right)\sin \beta  = 3\sin \beta $

$ \Rightarrow 2\sin \alpha \cos \alpha \cos \beta  - 2{\sin ^2}\alpha \sin \beta  = 2\sin \beta $

$ \Rightarrow 2\sin \alpha \left( {\cos \alpha \cos \beta  - \sin \beta \sin \alpha } \right) = 2\sin \beta $

$ \Rightarrow \sin \alpha \cos \left( {\alpha  + \beta } \right) = \sin \beta $

Từ đó suy ra  \(\dfrac{{\cos \alpha \sin \left( {\alpha  + \beta } \right)}}{{\sin \alpha \cos \left( {\alpha  + \beta } \right)}} = \dfrac{{2\sin \beta }}{{\sin \beta }}\) hay $\cot \alpha \tan \left( {\alpha  + \beta } \right) = 2$$ \Rightarrow \tan \left( {\alpha  + \beta } \right) = 2\tan \alpha $

Câu 65 Trắc nghiệm

Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức \({\sin ^6}\alpha  + {\cos ^6}\alpha \)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

$\begin{array}{l}A = {\sin ^6}\alpha  + {\cos ^6}\alpha  = {\left( {{{\sin }^2}\alpha  + {{\cos }^2}\alpha } \right)^3} - 3{\sin ^2}\alpha {\cos ^2}\alpha \left( {{{\sin }^2}\alpha  + {{\cos }^2}\alpha } \right)\\ = 1 - 3{\sin ^2}\alpha {\cos ^2}\alpha  = 1 - \dfrac{3}{4}{\sin ^2}2\alpha \end{array}$

Vì $0 \le {\sin ^2}2\alpha  \le 1 \Rightarrow A \ge \dfrac{1}{4}$ nên \(\min A = \dfrac{1}{4}\) khi ${\sin ^2}2\alpha  = 1$.

Câu 66 Trắc nghiệm

Cho \(\tan \alpha  + \cot \alpha  = m\left( {\left| m \right| \ge 2} \right)\). Tính theo $m$ giá trị của \(A = \left| {\tan \alpha  - \cot \alpha } \right|\)

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có:

\({\left( {\tan \alpha  + \cot \alpha } \right)^2}\) \( = {\tan ^2}\alpha  + {\cot ^2}\alpha  + 2\tan \alpha .\cot \alpha \) \( \Rightarrow {\tan ^2}\alpha  + {\cot ^2}\alpha  \) \(= {\left( {\tan \alpha  + \cot \alpha } \right)^2} - 2\tan \alpha \cot \alpha \) \( = {m^2} - 2\) (do \(\tan \alpha .\cot \alpha  = 1\))

Do đó:

 \({\left( {\tan \alpha  - \cot \alpha } \right)^2}\)\( = {\tan ^2}\alpha  + {\cot ^2}\alpha  - 2\tan \alpha \cot \alpha \)\( = {m^2} - 2 - 2 = {m^2} - 4\)

Vậy \(\left| {\tan \alpha  - \cot \alpha } \right| = \sqrt {{m^2} - 4} \)

Câu 67 Trắc nghiệm
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai?
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Trong các đáp án chỉ có đáp án C sai, công thức đúng: \(\tan \left( {\pi  + \alpha } \right) = \tan \alpha .\)

Câu 68 Trắc nghiệm
Cho \(\sin \alpha  + \cos \alpha  = \dfrac{3}{4},\dfrac{\pi }{2} < \alpha  < \pi .\) Tính \(\cos \alpha  - \sin \alpha .\)
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

\(\sin \alpha  + \cos \alpha  = \dfrac{3}{4} \Rightarrow \cos \alpha  = \dfrac{3}{4} - \sin \alpha .\)

Lại có: \({\sin ^2}\alpha  + {\cos ^2}\alpha  = 1\)

\( \Rightarrow {\sin ^2}\alpha  + {\left( {\dfrac{3}{4} - \sin \alpha } \right)^2} = 1 \Rightarrow 2{\sin ^2}\alpha  - \dfrac{3}{2}\sin \alpha  - \dfrac{7}{{16}} = 0\)

\( \Rightarrow \sin \alpha  = \dfrac{{3 + \sqrt {23} }}{8}\) (vì với \(\dfrac{\pi }{2} < \alpha  < \pi \) thì \(\sin \alpha  > 0)\).

\( \Rightarrow \cos \alpha  = \dfrac{3}{4} - \sin \alpha  = \dfrac{3}{4} - \dfrac{{3 + \sqrt {23} }}{8} = \dfrac{{3 - \sqrt {23} }}{8}\) \( \Rightarrow \cos \alpha  - \sin \alpha  =  - \dfrac{{\sqrt {23} }}{4}.\)

Câu 69 Trắc nghiệm
Cho hai góc lượng giác a,b \(\left( {0 < a,b < \dfrac{\pi }{2}} \right)\) thỏa mãn \(\tan a = \dfrac{1}{7};\tan b = \dfrac{3}{4}\). Tính \(a + b\).
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có: \(\tan \left( {a + b} \right) = \dfrac{{\tan a + \tan b}}{{1 - \tan a\tan b}} = \dfrac{{\dfrac{1}{7} + \dfrac{3}{4}}}{{1 - \dfrac{1}{7}.\dfrac{3}{4}}} = 1\)

\( \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}a + b = \dfrac{\pi }{4}\\a + b = \dfrac{{5\pi }}{4}\end{array} \right. \Rightarrow a + b = \dfrac{\pi }{4}\,\,\,\left( {do\,\,\,0 < a,\,\,b < \dfrac{\pi }{2} \Rightarrow 0 < a + b < \pi } \right)\)

Câu 70 Trắc nghiệm
Cho tam giác ABC có các góc thỏa mãn \(\sin A + \sin B = \cos A + \cos B\). Tính số đo góc C của tam giác ABC.
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

\(\sin A + \sin B = \cos A + \cos B \Leftrightarrow \sin \dfrac{{A + B}}{2}\cos \dfrac{{A - B}}{2} = \cos \dfrac{{A + B}}{2}\cos \dfrac{{A - B}}{2}\,\,\,\,\left( 1 \right)\)

TH1: \(\cos \dfrac{{A - B}}{2} = 0 \Rightarrow \dfrac{{A - B}}{2} = {90^o} \Rightarrow A - B = {180^o} = A + B + C \Leftrightarrow 2B + C = 0\) vô lý

TH2: \(\cos \dfrac{{A - B}}{2} \ne 0\)  khi đó  \(\left( 1 \right) \Leftrightarrow \sin \dfrac{{A + B}}{2} = \cos \dfrac{{A + B}}{2} \Leftrightarrow \sin \dfrac{{A + B}}{2} = \sin \dfrac{C}{2}\,\,\,\,\left( {do\,\,\,\dfrac{{A + B}}{2} + \dfrac{C}{2} = {{90}^o}} \right)\)

\( \Rightarrow \dfrac{{A + B}}{2} = \dfrac{C}{2} \Leftrightarrow A + B = C \Leftrightarrow {180^o} - C = C \Leftrightarrow 2C = {180^o} \Leftrightarrow C = {90^o}\)

Câu 71 Trắc nghiệm
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai ?
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có: \(\cos a - \cos b =  - 2\sin \dfrac{{a + b}}{2}\sin \dfrac{{a - b}}{2}\)

Vậy C sai.

Câu 72 Trắc nghiệm
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng ?
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có: \(\cos 2a = {\cos ^2}a - {\sin ^2}a\) \( = \left( {{{\cos }^2}a - {{\sin }^2}a} \right)\left( {{{\cos }^2}a + {{\sin }^2}a} \right)\)\( = {\cos ^4}a - {\sin ^4}a\)

Vậy B đúng.

Câu 73 Trắc nghiệm
Hệ thức nào sau đây là sai?
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có: \(\cos 2\alpha .\sin 5\alpha  = \dfrac{1}{2}\left[ {\sin 7\alpha  - \sin \left( { - 3\alpha } \right)} \right] = \dfrac{1}{2}\left( {\sin 7\alpha  + \sin 3\alpha } \right)\)

Vậy D sai.

Câu 74 Trắc nghiệm
Biết A, B, C là các góc trong của tam giác ABC. Khi đó:
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Biết A, B, C là các góc trong của tam giác ABC

\(\begin{array}{l} \Rightarrow A + B + C = {180^o} \Rightarrow \dfrac{{A + B}}{2} = {90^o} - \dfrac{C}{2}\\ \Rightarrow \cos \left( {\dfrac{{A + B}}{2}} \right) = \cos \left( {{{90}^o} - \dfrac{C}{2}} \right) = \sin \dfrac{C}{2}.\end{array}\)

Câu 75 Trắc nghiệm
Rút gọn biểu thức \(B = \tan \alpha \left( {\dfrac{{1 + {{\cos }^2}\alpha }}{{\sin \alpha }} - \sin \alpha } \right)\) được:
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

\(B = \tan \alpha \left( {\dfrac{{1 + {{\cos }^2}\alpha }}{{\sin \alpha }} - \sin \alpha } \right) \\= \dfrac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }}.\dfrac{{{{\cos }^2}\alpha  + {{\sin }^2}\alpha  + {{\cos }^2}\alpha  - {{\sin }^2}\alpha }}{{\sin \alpha }}\\ = \dfrac{{2{{\cos }^2}\alpha }}{{\cos \alpha }} = 2\cos \alpha \)

Câu 76 Trắc nghiệm
\(\sin 4x\cos 5x - \cos 4x\sin 5x\) có kết quả là:
Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

\(\sin 4x\cos 5x - \cos 4x\sin 5x = \sin \left( {4x - 5x} \right) = \sin \left( { - x} \right) =  - \sin x\)

Câu 77 Trắc nghiệm

Với giá trị nào của n thì đẳng thức sau luôn đúng?

\(\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\cos 12x} } }  = \cos \dfrac{x}{{2n}}\)\(\,\,0 < x < \dfrac{\pi }{{12}}\).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Ta có: \(0 < x < \dfrac{\pi }{{12}} \Rightarrow 0 < \dfrac{{3x}}{2} < 3x < 6x < \dfrac{\pi }{2} \Rightarrow 0 < \cos 6x < \cos 3x < \cos \dfrac{{3x}}{2} < 1\) (do hàm số \(y = \cos x\) là hàm số nghịch biến).

\(\begin{array}{l}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\cos 12x} } } \\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\left( {2{{\cos }^2}6x - 1} \right)} } } \\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + {{\cos }^2}6x - \dfrac{1}{2}} } } \\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {{{\cos }^2}6x} } } \\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\cos 6x} } \left( {do\cos 6x > 0} \right)\\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\left( {2{{\cos }^2}3x - 1} \right)} } \\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\sqrt {{{\cos }^2}3x} } \end{array}\)

\(\begin{array}{l} = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\cos 3x} \left( {do\cos 3x > 0} \right)\\ = \sqrt {\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2}\left( {2{{\cos }^2}\dfrac{{3x}}{2} - 1} \right)} \\ = \sqrt {{{\cos }^2}\dfrac{{3x}}{2}}  = \cos \dfrac{{3x}}{2}\left( {do\cos \dfrac{{3x}}{2} > 0} \right)\\ \Rightarrow \cos \dfrac{{3x}}{2} = \cos \dfrac{x}{{2n}}\left( 1 \right)\end{array}\)

 Để (1) luôn đúng \( \Rightarrow \dfrac{{3x}}{2} = \dfrac{x}{{2n}} \Leftrightarrow n = \dfrac{1}{3}\)