Bài 1:
1) Giải phương trình $\sin3x = 1$
Điều kiện xác định: $3x$ thuộc miền giá trị của hàm sin, tức là $-\frac{\pi}{2} + k2\pi \leq 3x \leq \frac{\pi}{2} + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\sin3x = 1 \Leftrightarrow 3x = \frac{\pi}{2} + k2\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi}{6} + \frac{k2\pi}{3}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$x = \frac{\pi}{6} + \frac{k2\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}$
2) Giải phương trình $\sqrt{2}\sin x + 1 = 0$
Điều kiện xác định: $x$ thuộc miền giá trị của hàm sin, tức là $-\frac{\pi}{2} + k2\pi \leq x \leq \frac{\pi}{2} + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\sqrt{2}\sin x + 1 = 0 \Leftrightarrow \sin x = -\frac{1}{\sqrt{2}} \Leftrightarrow \sin x = -\frac{\sqrt{2}}{2}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$x = -\frac{\pi}{4} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{5\pi}{4} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}$
3) Giải phương trình $\sqrt{2}\sin(3x - \frac{\pi}{6}) - 1 = 0$
Điều kiện xác định: $3x - \frac{\pi}{6}$ thuộc miền giá trị của hàm sin, tức là $-\frac{\pi}{2} + k2\pi \leq 3x - \frac{\pi}{6} \leq \frac{\pi}{2} + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\sqrt{2}\sin(3x - \frac{\pi}{6}) - 1 = 0 \Leftrightarrow \sin(3x - \frac{\pi}{6}) = \frac{1}{\sqrt{2}} \Leftrightarrow \sin(3x - \frac{\pi}{6}) = \frac{\sqrt{2}}{2}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$3x - \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{4} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 3x - \frac{\pi}{6} = \frac{3\pi}{4} + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = \frac{\pi}{12} + \frac{k2\pi}{3} \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{11\pi}{36} + \frac{k2\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}$
4) Giải phương trình $\sin2x = \frac{1}{4}$
Điều kiện xác định: $2x$ thuộc miền giá trị của hàm sin, tức là $-\frac{\pi}{2} + k2\pi \leq 2x \leq \frac{\pi}{2} + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\sin2x = \frac{1}{4}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$2x = \arcsin(\frac{1}{4}) + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 2x = \pi - \arcsin(\frac{1}{4}) + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = \frac{1}{2}\arcsin(\frac{1}{4}) + k\pi \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{\pi}{2} - \frac{1}{2}\arcsin(\frac{1}{4}) + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}$
5) Giải phương trình $\sin(3x - 1) = -\frac{3}{4}$
Điều kiện xác định: $3x - 1$ thuộc miền giá trị của hàm sin, tức là $-\frac{\pi}{2} + k2\pi \leq 3x - 1 \leq \frac{\pi}{2} + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\sin(3x - 1) = -\frac{3}{4}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$3x - 1 = \arcsin(-\frac{3}{4}) + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 3x - 1 = \pi - \arcsin(-\frac{3}{4}) + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = \frac{1}{3} + \frac{1}{3}\arcsin(-\frac{3}{4}) + \frac{k2\pi}{3} \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{1}{3} + \frac{\pi}{3} - \frac{1}{3}\arcsin(-\frac{3}{4}) + \frac{k2\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}$
6) Giải phương trình $2\cos2x + 1 = 0$
Điều kiện xác định: $2x$ thuộc miền giá trị của hàm cos, tức là $-\pi + k2\pi \leq 2x \leq \pi + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$2\cos2x + 1 = 0 \Leftrightarrow \cos2x = -\frac{1}{2}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$2x = \frac{2\pi}{3} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 2x = \frac{4\pi}{3} + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = \frac{\pi}{3} + k\pi \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{2\pi}{3} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}$
7) Giải phương trình $12\cos(3x - 15^\circ) = 1$
Điều kiện xác định: $3x - 15^\circ$ thuộc miền giá trị của hàm cos, tức là $-\pi + k2\pi \leq 3x - 15^\circ \leq \pi + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$12\cos(3x - 15^\circ) = 1 \Leftrightarrow \cos(3x - 15^\circ) = \frac{1}{12}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$3x - 15^\circ = \arccos(\frac{1}{12}) + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 3x - 15^\circ = -\arccos(\frac{1}{12}) + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = 5^\circ + \frac{1}{3}\arccos(\frac{1}{12}) + \frac{k2\pi}{3} \quad \text{hoặc} \quad x = 5^\circ - \frac{1}{3}\arccos(\frac{1}{12}) + \frac{k2\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}$
8) Giải phương trình $\cos2x = \cos\frac{\pi}{6}$
Điều kiện xác định: $2x$ thuộc miền giá trị của hàm cos, tức là $-\pi + k2\pi \leq 2x \leq \pi + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\cos2x = \cos\frac{\pi}{6} \Leftrightarrow 2x = \frac{\pi}{6} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 2x = -\frac{\pi}{6} + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = \frac{\pi}{12} + k\pi \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{\pi}{12} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}$
9) Giải phương trình $\cos3x = \frac{1}{3}$
Điều kiện xác định: $3x$ thuộc miền giá trị của hàm cos, tức là $-\pi + k2\pi \leq 3x \leq \pi + k2\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\cos3x = \frac{1}{3}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$3x = \arccos(\frac{1}{3}) + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 3x = -\arccos(\frac{1}{3}) + k2\pi$
$\Leftrightarrow x = \frac{1}{3}\arccos(\frac{1}{3}) + \frac{k2\pi}{3} \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{1}{3}\arccos(\frac{1}{3}) + \frac{k2\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}$
10) Giải phương trình $\tan2x - \sqrt{3} = 0$
Điều kiện xác định: $2x \neq \frac{\pi}{2} + k\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\tan2x - \sqrt{3} = 0 \Leftrightarrow \tan2x = \sqrt{3}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$2x = \frac{\pi}{3} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi}{6} + \frac{k\pi}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}$
11) Giải phương trình $\tan x + 1 = 0$
Điều kiện xác định: $x \neq \frac{\pi}{2} + k\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\tan x + 1 = 0 \Leftrightarrow \tan x = -1$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$x = -\frac{\pi}{4} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}$
12) Giải phương trình $\cot2x - \sqrt{3} = 0$
Điều kiện xác định: $2x \neq k\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\cot2x - \sqrt{3} = 0 \Leftrightarrow \cot2x = \sqrt{3}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$2x = \frac{\pi}{3} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{\pi}{6} + \frac{k\pi}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}$
13) Giải phương trình $2\tan(2x - 1) + \sqrt{3} = 0$
Điều kiện xác định: $2x - 1 \neq \frac{\pi}{2} + k\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$2\tan(2x - 1) + \sqrt{3} = 0 \Leftrightarrow \tan(2x - 1) = -\frac{\sqrt{3}}{2}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$2x - 1 = -\frac{\pi}{3} + k\pi \Leftrightarrow x = \frac{1}{2} - \frac{\pi}{6} + \frac{k\pi}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}$
14) Giải phương trình $\cot(x + 2) = -\sqrt{3}$
Điều kiện xác định: $x + 2 \neq k\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\cot(x + 2) = -\sqrt{3}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$x + 2 = -\frac{\pi}{3} + k\pi \Leftrightarrow x = -2 - \frac{\pi}{3} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}$
15) Giải phương trình $\cot(3x - 15^\circ) = \sqrt{3}$
Điều kiện xác định: $3x - 15^\circ \neq k\pi$, với $k$ là số nguyên.
Ta có:
$\cot(3x - 15^\circ) = \sqrt{3}$
Vậy nghiệm của phương trình là:
$3x - 15^\circ = \frac{\pi}{3} + k\pi \Leftrightarrow x = 5^\circ + \frac{\pi}{9} + \frac{k\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}$
Bài 2:
1) \( \sin\left(\frac{\pi}{6} + 2x\right) = -1 \)
Điều kiện xác định:
\[ -\frac{\pi}{4} < x < 2\pi \]
Ta biết rằng \(\sin(\theta) = -1\) khi \(\theta = -\frac{\pi}{2} + k2\pi\), với \(k\) là số nguyên.
Do đó:
\[ \frac{\pi}{6} + 2x = -\frac{\pi}{2} + k2\pi \]
\[ 2x = -\frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{6} + k2\pi \]
\[ 2x = -\frac{2\pi}{3} + k2\pi \]
\[ x = -\frac{\pi}{3} + k\pi \]
Bây giờ ta kiểm tra các giá trị \(x\) trong khoảng \((- \frac{\pi}{4}; 2\pi)\):
- Khi \(k = 0\):
\[ x = -\frac{\pi}{3} \]
\( -\frac{\pi}{4} < -\frac{\pi}{3} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 1\):
\[ x = -\frac{\pi}{3} + \pi = \frac{2\pi}{3} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{2\pi}{3} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 2\):
\[ x = -\frac{\pi}{3} + 2\pi = \frac{5\pi}{3} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{5\pi}{3} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 3\):
\[ x = -\frac{\pi}{3} + 3\pi = \frac{8\pi}{3} \]
\( \frac{8\pi}{3} > 2\pi \) (không thỏa mãn)
Vậy các nghiệm của phương trình trong khoảng \((- \frac{\pi}{4}; 2\pi)\) là:
\[ x = -\frac{\pi}{3}, \frac{2\pi}{3}, \frac{5\pi}{3} \]
2) \( \cos\left(2x + \frac{\pi}{3}\right) = \cos\left(x - \frac{\pi}{3}\right) \)
Điều kiện xác định:
\[ -\frac{\pi}{4} < x < 2\pi \]
Ta biết rằng \(\cos(A) = \cos(B)\) khi \(A = B + k2\pi\) hoặc \(A = -B + k2\pi\), với \(k\) là số nguyên.
Do đó:
\[ 2x + \frac{\pi}{3} = x - \frac{\pi}{3} + k2\pi \]
\[ x = -\frac{2\pi}{3} + k2\pi \]
Hoặc:
\[ 2x + \frac{\pi}{3} = -\left(x - \frac{\pi}{3}\right) + k2\pi \]
\[ 2x + \frac{\pi}{3} = -x + \frac{\pi}{3} + k2\pi \]
\[ 3x = k2\pi \]
\[ x = \frac{k2\pi}{3} \]
Bây giờ ta kiểm tra các giá trị \(x\) trong khoảng \((- \frac{\pi}{4}; 2\pi)\):
- Khi \(k = 0\):
\[ x = 0 \]
\( -\frac{\pi}{4} < 0 < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 1\):
\[ x = \frac{2\pi}{3} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{2\pi}{3} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 2\):
\[ x = \frac{4\pi}{3} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{4\pi}{3} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 3\):
\[ x = 2\pi \]
\( 2\pi = 2\pi \) (thỏa mãn)
Vậy các nghiệm của phương trình trong khoảng \((- \frac{\pi}{4}; 2\pi)\) là:
\[ x = 0, \frac{2\pi}{3}, \frac{4\pi}{3}, 2\pi \]
3) \( \tan\left(3x - \frac{\pi}{4}\right) = \tan\left(x + \frac{\pi}{6}\right) \)
Điều kiện xác định:
\[ -\frac{\pi}{4} < x < 2\pi \]
Ta biết rằng \(\tan(A) = \tan(B)\) khi \(A = B + k\pi\), với \(k\) là số nguyên.
Do đó:
\[ 3x - \frac{\pi}{4} = x + \frac{\pi}{6} + k\pi \]
\[ 2x = \frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{6} + k\pi \]
\[ 2x = \frac{5\pi}{12} + k\pi \]
\[ x = \frac{5\pi}{24} + \frac{k\pi}{2} \]
Bây giờ ta kiểm tra các giá trị \(x\) trong khoảng \((- \frac{\pi}{4}; 2\pi)\):
- Khi \(k = 0\):
\[ x = \frac{5\pi}{24} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{5\pi}{24} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 1\):
\[ x = \frac{5\pi}{24} + \frac{\pi}{2} = \frac{17\pi}{24} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{17\pi}{24} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 2\):
\[ x = \frac{5\pi}{24} + \pi = \frac{29\pi}{24} \]
\( -\frac{\pi}{4} < \frac{29\pi}{24} < 2\pi \) (thỏa mãn)
- Khi \(k = 3\):
\[ x = \frac{5\pi}{24} + \frac{3\pi}{2} = \frac{41\pi}{24} \]
\( \frac{41\pi}{24} > 2\pi \) (không thỏa mãn)
Vậy các nghiệm của phương trình trong khoảng \((- \frac{\pi}{4}; 2\pi)\) là:
\[ x = \frac{5\pi}{24}, \frac{17\pi}{24}, \frac{29\pi}{24} \]
Bài 3:
Bài 1: \( \cot\left(-x + \frac{3\pi}{4}\right) = 0 \)
Điều kiện xác định:
\[ -x + \frac{3\pi}{4} \neq k\pi \quad \text{với mọi } k \in \mathbb{Z} \]
\[ -x \neq k\pi - \frac{3\pi}{4} \]
\[ x \neq \frac{3\pi}{4} - k\pi \]
Giải phương trình:
\[ \cot\left(-x + \frac{3\pi}{4}\right) = 0 \]
\[ -x + \frac{3\pi}{4} = \frac{\pi}{2} + k\pi \]
\[ -x = \frac{\pi}{2} + k\pi - \frac{3\pi}{4} \]
\[ -x = -\frac{\pi}{4} + k\pi \]
\[ x = \frac{\pi}{4} - k\pi \]
Kiểm tra các giá trị \( x \) trong khoảng \([- \pi; \pi]\):
- Khi \( k = 0 \): \( x = \frac{\pi}{4} \)
- Khi \( k = 1 \): \( x = \frac{\pi}{4} - \pi = -\frac{3\pi}{4} \)
- Khi \( k = -1 \): \( x = \frac{\pi}{4} + \pi = \frac{5\pi}{4} \) (không nằm trong khoảng \([- \pi; \pi]\))
Vậy các nghiệm của phương trình là:
\[ x = \frac{\pi}{4} \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{3\pi}{4} \]
Bài 2: \( 2\sin\left(x + \frac{\pi}{6}\right) = \sqrt{2} \)
Điều kiện xác định:
\[ x + \frac{\pi}{6} \] không cần thêm điều kiện vì \(\sin\) luôn xác định.
Giải phương trình:
\[ 2\sin\left(x + \frac{\pi}{6}\right) = \sqrt{2} \]
\[ \sin\left(x + \frac{\pi}{6}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2} \]
Các giá trị của \(\sin\) bằng \(\frac{\sqrt{2}}{2}\) là:
\[ x + \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{4} + 2k\pi \quad \text{hoặc} \quad x + \frac{\pi}{6} = \frac{3\pi}{4} + 2k\pi \]
Giải từng trường hợp:
1. \( x + \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{4} + 2k\pi \)
\[ x = \frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ x = \frac{3\pi}{12} - \frac{2\pi}{12} + 2k\pi \]
\[ x = \frac{\pi}{12} + 2k\pi \]
2. \( x + \frac{\pi}{6} = \frac{3\pi}{4} + 2k\pi \)
\[ x = \frac{3\pi}{4} - \frac{\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ x = \frac{9\pi}{12} - \frac{2\pi}{12} + 2k\pi \]
\[ x = \frac{7\pi}{12} + 2k\pi \]
Kiểm tra các giá trị \( x \) trong khoảng \([- \pi; \pi]\):
- Khi \( k = 0 \): \( x = \frac{\pi}{12} \) hoặc \( x = \frac{7\pi}{12} \)
- Khi \( k = -1 \): \( x = \frac{\pi}{12} - 2\pi = -\frac{23\pi}{12} \) (không nằm trong khoảng \([- \pi; \pi]\))
- Khi \( k = 1 \): \( x = \frac{\pi}{12} + 2\pi = \frac{25\pi}{12} \) (không nằm trong khoảng \([- \pi; \pi]\))
Vậy các nghiệm của phương trình là:
\[ x = \frac{\pi}{12} \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{7\pi}{12} \]
\( \tan(-x) = \tan(2x + 1) \)
Điều kiện xác định:
\[ -x \neq \frac{\pi}{2} + k\pi \quad \text{và} \quad 2x + 1 \neq \frac{\pi}{2} + k\pi \]
\[ x \neq -\frac{\pi}{2} - k\pi \quad \text{và} \quad 2x \neq \frac{\pi}{2} - 1 + k\pi \]
\[ x \neq -\frac{\pi}{2} - k\pi \quad \text{và} \quad x \neq \frac{\pi}{4} - \frac{1}{2} + \frac{k\pi}{2} \]
Giải phương trình:
\[ \tan(-x) = \tan(2x + 1) \]
\[ -x = 2x + 1 + k\pi \]
\[ -3x = 1 + k\pi \]
\[ x = -\frac{1 + k\pi}{3} \]
Kiểm tra các giá trị \( x \) trong khoảng \([- \pi; \pi]\):
- Khi \( k = 0 \): \( x = -\frac{1}{3} \)
- Khi \( k = 1 \): \( x = -\frac{1 + \pi}{3} \approx -1.05 \) (nằm trong khoảng \([- \pi; \pi]\))
- Khi \( k = -1 \): \( x = -\frac{1 - \pi}{3} \approx 0.71 \) (nằm trong khoảng \([- \pi; \pi]\))
Vậy các nghiệm của phương trình là:
\[ x = -\frac{1}{3} \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{1 + \pi}{3} \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{1 - \pi}{3} \]
Bài 3:
Chúng ta sẽ giải từng phương trình lượng giác một cách chi tiết.
Phương trình 1: \(\sin x = 0\)
Phương trình \(\sin x = 0\) có nghiệm là:
\[ x = k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Phương trình 2: \(2\sin 2x + 1 = 0\)
Đầu tiên, ta đưa phương trình về dạng đơn giản hơn:
\[ 2\sin 2x + 1 = 0 \]
\[ \Rightarrow \sin 2x = -\frac{1}{2}. \]
Nghiệm của phương trình \(\sin 2x = -\frac{1}{2}\) là:
\[ 2x = -\frac{\pi}{6} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad 2x = \pi + \frac{\pi}{6} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Từ đó, ta có:
\[ x = -\frac{\pi}{12} + k\pi \quad \text{hoặc} \quad x = \frac{7\pi}{12} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Phương trình 3: \(2\cos x - 1 = 0\)
Đưa về dạng đơn giản:
\[ 2\cos x - 1 = 0 \]
\[ \Rightarrow \cos x = \frac{1}{2}. \]
Nghiệm của phương trình \(\cos x = \frac{1}{2}\) là:
\[ x = \frac{\pi}{3} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{\pi}{3} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Phương trình 4: \(2\cos x - \sqrt{2} = 0\)
Đưa về dạng đơn giản:
\[ 2\cos x - \sqrt{2} = 0 \]
\[ \Rightarrow \cos x = \frac{\sqrt{2}}{2}. \]
Nghiệm của phương trình \(\cos x = \frac{\sqrt{2}}{2}\) là:
\[ x = \frac{\pi}{4} + k2\pi \quad \text{hoặc} \quad x = -\frac{\pi}{4} + k2\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Phương trình 5: \(\sqrt{3}\tan 2x - 3 = 0\)
Đưa về dạng đơn giản:
\[ \sqrt{3}\tan 2x - 3 = 0 \]
\[ \Rightarrow \tan 2x = \sqrt{3}. \]
Nghiệm của phương trình \(\tan 2x = \sqrt{3}\) là:
\[ 2x = \frac{\pi}{3} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Từ đó, ta có:
\[ x = \frac{\pi}{6} + \frac{k\pi}{2}, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Phương trình 6: \(\sqrt{3} + 3\tan x = 0\)
Đưa về dạng đơn giản:
\[ \sqrt{3} + 3\tan x = 0 \]
\[ \Rightarrow \tan x = -\frac{\sqrt{3}}{3}. \]
Nghiệm của phương trình \(\tan x = -\frac{\sqrt{3}}{3}\) là:
\[ x = -\frac{\pi}{6} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Phương trình 7: \(\cot(3x - 1) = -\sqrt{3}\)
Đưa về dạng đơn giản:
\[ \cot(3x - 1) = -\sqrt{3}. \]
Nghiệm của phương trình \(\cot \theta = -\sqrt{3}\) là:
\[ \theta = \frac{2\pi}{3} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Với \(\theta = 3x - 1\), ta có:
\[ 3x - 1 = \frac{2\pi}{3} + k\pi \]
\[ \Rightarrow 3x = \frac{2\pi}{3} + 1 + k\pi \]
\[ \Rightarrow x = \frac{2\pi}{9} + \frac{1}{3} + \frac{k\pi}{3}, \quad k \in \mathbb{Z}. \]
Trên đây là các nghiệm của từng phương trình lượng giác đã cho.
Bài 4:
Để giải các phương trình lượng giác này, chúng ta sẽ lần lượt giải từng phương trình theo yêu cầu của đề bài.
a) Phương trình \(\sin(3x+\frac{\pi}{3})=-\frac{\sqrt{3}}{2}\) trên \((0;\frac{\pi}{2})\)
Ta có:
\[
\sin(3x+\frac{\pi}{3}) = -\frac{\sqrt{3}}{2}
\]
Giá trị \(-\frac{\sqrt{3}}{2}\) của hàm số sin đạt được khi góc bằng \(-\frac{\pi}{3} + 2k\pi\) hoặc \(-\frac{2\pi}{3} + 2k\pi\), với \(k \in \mathbb{Z}\).
Do đó, ta có:
\[
3x + \frac{\pi}{3} = -\frac{\pi}{3} + 2k\pi \quad \text{hoặc} \quad 3x + \frac{\pi}{3} = -\frac{2\pi}{3} + 2k\pi
\]
Giải phương trình thứ nhất:
\[
3x = -\frac{2\pi}{3} + 2k\pi
\]
\[
x = -\frac{2\pi}{9} + \frac{2k\pi}{3}
\]
Giải phương trình thứ hai:
\[
3x = -\pi + 2k\pi
\]
\[
x = -\frac{\pi}{3} + \frac{2k\pi}{3}
\]
Xét điều kiện \(x \in (0; \frac{\pi}{2})\), ta tìm giá trị \(k\) phù hợp.
- Với \(x = -\frac{2\pi}{9} + \frac{2k\pi}{3}\), ta cần:
\[
0 < -\frac{2\pi}{9} + \frac{2k\pi}{3} < \frac{\pi}{2}
\]
- Với \(x = -\frac{\pi}{3} + \frac{2k\pi}{3}\), ta cần:
\[
0 < -\frac{\pi}{3} + \frac{2k\pi}{3} < \frac{\pi}{2}
\]
Sau khi thử các giá trị \(k\), ta thấy không có giá trị nào thỏa mãn điều kiện \(x \in (0; \frac{\pi}{2})\). Vậy phương trình không có nghiệm trong khoảng này.
b) Phương trình \(\sin x = \frac{1}{2}\) trên \([-2\pi, 2\pi]\)
Ta có:
\[
\sin x = \frac{1}{2}
\]
Giá trị \(\frac{1}{2}\) của hàm số sin đạt được khi góc bằng \(\frac{\pi}{6} + 2k\pi\) hoặc \(\frac{5\pi}{6} + 2k\pi\), với \(k \in \mathbb{Z}\).
Xét điều kiện \(x \in [-2\pi, 2\pi]\), ta tìm giá trị \(k\) phù hợp.
- Với \(x = \frac{\pi}{6} + 2k\pi\), ta có:
\[
x = \frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{6} + 2\pi, \frac{\pi}{6} - 2\pi
\]
Tương ứng: \(x = \frac{\pi}{6}, \frac{13\pi}{6}, -\frac{11\pi}{6}\).
- Với \(x = \frac{5\pi}{6} + 2k\pi\), ta có:
\[
x = \frac{5\pi}{6}, \frac{5\pi}{6} + 2\pi, \frac{5\pi}{6} - 2\pi
\]
Tương ứng: \(x = \frac{5\pi}{6}, \frac{17\pi}{6}, -\frac{7\pi}{6}\).
Vậy các nghiệm của phương trình là: \(x = \frac{\pi}{6}, \frac{5\pi}{6}, \frac{13\pi}{6}, \frac{17\pi}{6}, -\frac{11\pi}{6}, -\frac{7\pi}{6}\).
c) Phương trình \(\sin(x+\frac{\pi}{4})=1\) trên \([\pi;2\pi]\)
Ta có:
\[
\sin(x+\frac{\pi}{4}) = 1
\]
Giá trị \(1\) của hàm số sin đạt được khi góc bằng \(\frac{\pi}{2} + 2k\pi\), với \(k \in \mathbb{Z}\).
Do đó:
\[
x + \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{2} + 2k\pi
\]
\[
x = \frac{\pi}{4} + 2k\pi
\]
Xét điều kiện \(x \in [\pi, 2\pi]\), ta tìm giá trị \(k\) phù hợp.
- Với \(x = \frac{\pi}{4} + 2k\pi\), ta cần:
\[
\pi \leq \frac{\pi}{4} + 2k\pi \leq 2\pi
\]
Sau khi thử các giá trị \(k\), ta thấy không có giá trị nào thỏa mãn điều kiện \(x \in [\pi, 2\pi]\). Vậy phương trình không có nghiệm trong khoảng này.
d) Phương trình \(4\sin^2(2x)-1=0\) trên \((- \frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2})\)
Ta có:
\[
4\sin^2(2x) - 1 = 0
\]
\[
\sin^2(2x) = \frac{1}{4}
\]
\[
\sin(2x) = \pm \frac{1}{2}
\]
Giá trị \(\frac{1}{2}\) của hàm số sin đạt được khi góc bằng \(\frac{\pi}{6} + 2k\pi\) hoặc \(\frac{5\pi}{6} + 2k\pi\), với \(k \in \mathbb{Z}\).
Giá trị \(-\frac{1}{2}\) của hàm số sin đạt được khi góc bằng \(-\frac{\pi}{6} + 2k\pi\) hoặc \(-\frac{5\pi}{6} + 2k\pi\), với \(k \in \mathbb{Z}\).
Do đó, ta có:
\[
2x = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{hoặc} \quad 2x = \frac{5\pi}{6} + 2k\pi
\]
\[
2x = -\frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{hoặc} \quad 2x = -\frac{5\pi}{6} + 2k\pi
\]
Giải các phương trình trên:
\[
x = \frac{\pi}{12} + k\pi, \quad x = \frac{5\pi}{12} + k\pi
\]
\[
x = -\frac{\pi}{12} + k\pi, \quad x = -\frac{5\pi}{12} + k\pi
\]
Xét điều kiện \(x \in (-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2})\), ta tìm giá trị \(k\) phù hợp.
- Với \(x = \frac{\pi}{12} + k\pi\), ta có:
\[
x = \frac{\pi}{12}, -\frac{11\pi}{12}
\]
- Với \(x = \frac{5\pi}{12} + k\pi\), ta có:
\[
x = \frac{5\pi}{12}, -\frac{7\pi}{12}
\]
- Với \(x = -\frac{\pi}{12} + k\pi\), ta có:
\[
x = -\frac{\pi}{12}, \frac{11\pi}{12}
\]
- Với \(x = -\frac{5\pi}{12} + k\pi\), ta có:
\[
x = -\frac{5\pi}{12}, \frac{7\pi}{12}
\]
Vậy các nghiệm của phương trình là: \(x = \frac{\pi}{12}, \frac{5\pi}{12}, -\frac{\pi}{12}, -\frac{5\pi}{12}\).
e) Phương trình \(\sqrt{2}\cos(x+\frac{\pi}{3})=1\) trên \([0,2\pi]\)
Ta có:
\[
\sqrt{2}\cos(x+\frac{\pi}{3}) = 1
\]
\[
\cos(x+\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{\sqrt{2}}
\]
Giá trị \(\frac{1}{\sqrt{2}}\) của hàm số cos đạt được khi góc bằng \(\frac{\pi}{4} + 2k\pi\) hoặc \(-\frac{\pi}{4} + 2k\pi\), với \(k \in \mathbb{Z}\).
Do đó:
\[
x + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{4} + 2k\pi \quad \text{hoặc} \quad x + \frac{\pi}{3} = -\frac{\pi}{4} + 2k\pi
\]
Giải các phương trình trên:
\[
x = \frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{3} + 2k\pi, \quad x = -\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{3} + 2k\pi
\]
\[
x = \frac{\pi}{12} + 2k\pi, \quad x = -\frac{7\pi}{12} + 2k\pi
\]
Xét điều kiện \(x \in [0, 2\pi]\), ta tìm giá trị \(k\) phù hợp.
- Với \(x = \frac{\pi}{12} + 2k\pi\), ta có:
\[
x = \frac{\pi}{12}
\]
- Với \(x = -\frac{7\pi}{12} + 2k\pi\), ta có:
\[
x = \frac{17\pi}{12}
\]
Vậy các nghiệm của phương trình là: \(x = \frac{\pi}{12}, \frac{17\pi}{12}\).
Tổng kết
- a) Không có nghiệm.
- b) Nghiệm: \(x = \frac{\pi}{6}, \frac{5\pi}{6}, \frac{13\pi}{6}, \frac{17\pi}{6}, -\frac{11\pi}{6}, -\frac{7\pi}{6}\).
- c) Không có nghiệm.
- d) Nghiệm: \(x = \frac{\pi}{12}, \frac{5\pi}{12}, -\frac{\pi}{12}, -\frac{5\pi}{12}\).
- e) Nghiệm: \(x = \frac{\pi}{12}, \frac{17\pi}{12}\).