Giải SGK Toán 11 trang 40 Cánh Diều tập 1

Bài 1 trang 40 SGK Toán 11 tập 1 - Cánh Diều

Giải phương trình:

a)     \(\sin \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) =  - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

b)     \(\sin \left( {3x + \frac{\pi }{4}} \right) =  - \frac{1}{2}\)

c)     \(\cos \left( {\frac{x}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

d)     \(2\cos 3x + 5 = 3\)

e)     \(3\tan x =  - \sqrt 3 \)

g)      \(\cot x - 3 = \sqrt 3 \left( {1 - \cot x} \right)\)

Phương pháp:

Dựa vào kiến thức giải phương trình để làm bài

Lời giải:

a)     \(\sin \left( {2x - \frac{\pi }{3}} \right) =  - \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x - \frac{\pi }{3} =  - \frac{\pi }{3} + k2\pi \\2x - \frac{\pi }{3} = \pi  + \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = k2\pi \\2x = \frac{{5\pi }}{3} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = k\pi \\x = \frac{{5\pi }}{6} + k\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\end{array}\)

Vậy phương trình có nghiệm là: \(x \in \left\{ {k\pi ;\frac{{5\pi }}{6} + k\pi } \right\}\)

b)     \(\sin \left( {3x + \frac{\pi }{4}} \right) =  - \frac{1}{2}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x + \frac{\pi }{4} =  - \frac{\pi }{6} + k2\pi \\3x + \frac{\pi }{4} = \frac{{7\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x =  - \frac{{5\pi }}{{12}} + k2\pi \\3x = \frac{{11\pi }}{{12}} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x =  - \frac{{5\pi }}{{36}} + k\frac{{2\pi }}{3}\\x = \frac{{11\pi }}{{36}} + k\frac{{2\pi }}{3}\end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\end{array}\)

c)     \(\cos \left( {\frac{x}{2} + \frac{\pi }{4}} \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{2}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{x}{2} + \frac{\pi }{4} = \frac{\pi }{6} + k2\pi \\\frac{x}{2} + \frac{\pi }{4} =  - \frac{\pi }{6} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{x}{2} =  - \frac{\pi }{{12}} + k2\pi \\\frac{x}{2} =  - \frac{{5\pi }}{{12}} + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x =  - \frac{\pi }{6} + k4\pi \\x =  - \frac{{5\pi }}{6} + k4\pi \end{array} \right.\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\end{array}\)

d)     \(2\cos 3x + 5 = 3\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \cos 3x =  - 1\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}3x = \pi  + k2\pi \\3x =  - \pi  + k2\pi \end{array} \right.\,\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \frac{\pi }{3} + k\frac{{2\pi }}{3}\\x = \frac{{ - \pi }}{3} + k\frac{{2\pi }}{3}\end{array} \right.\,\,\,\,\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\end{array}\)

e)      

\(\begin{array}{l}3\tan x =  - \sqrt 3 \\ \Leftrightarrow \tan x = \frac{{ - \sqrt 3 }}{3}\\ \Leftrightarrow \tan x = \tan \left( { - \frac{\pi }{6}} \right)\\ \Leftrightarrow x =  - \frac{\pi }{6} + k\pi \end{array}\)

g)

\(\begin{array}{l}\cot x - 3 = \sqrt 3 \left( {1 - \cot x} \right)\\ \Leftrightarrow \cot x - 3 = \sqrt 3  - \sqrt 3 \cot x\\ \Leftrightarrow \cot x + \sqrt 3 \cot x = \sqrt 3  + 3\\ \Leftrightarrow (1 + \sqrt 3 )\cot x = \sqrt 3  + 3\\ \Leftrightarrow \cot x = \sqrt 3 \\ \Leftrightarrow \cot x = \cot \frac{\pi }{6}\\ \Leftrightarrow x = \frac{\pi }{6} + k\pi \end{array}\)

Bài 2 trang 40 SGK Toán 11 tập 1 - Cánh Diều

Giải phương trình

a)     \(\sin \left( {2x + \frac{\pi }{4}} \right) = \sin x\)

b)     \(\sin 2x = \cos 3x\)

c)     \({\cos ^2}2x = {\cos ^2}\left( {x + \frac{\pi }{6}} \right)\)

Phương pháp:

Sử dụng các công thức tổng quát để giải phương trình sin, cos

Lời giải:

Bài 3 trang 40 SGK Toán 11 tập 1 - Cánh Diều

Dùng đồ thị hàm số y = sinx, y = cosx để xác định số nghiệm của phương trình:

a)     \(3\sin x + 2 = 0\) trên đoạn \(\left( { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right)\)

b)     \(\cos x = 0\) trên đoạn \(\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]\)

Phương pháp:

Dựa vào cách vẽ đồ thị đã học để xác định

Lời giải:

a)     Vẽ đồ thị:

\(3\sin x + 2 = 0\) trên đoạn \(\left( { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right)\) có 5 nghiệm

b)     Vẽ đồ thị:

\(\cos x = 0\) trên đoạn \(\left[ { - \frac{{5\pi }}{2};\frac{{5\pi }}{2}} \right]\) có 6 nghiệm 

Bài 4 trang 40 SGK Toán 11 tập 1 - Cánh Diều

Số giờ có ánh sáng mặt trời của một thành phố A ở vĩ độ \(40^\circ \) Bắc trong ngày thứ t của một năm không nhuận được cho bởi hàm số:\(d\left( t \right) = 3\sin \left[ {\frac{\pi }{{182}}\left( {t - 80} \right)} \right] + 12\) với \(t \in \mathbb{Z}\,\,v\`a \,\,0 < t \le 365\)

a)     Thành phố A có đúng 12 giờ có ánh sáng mặt trời vào ngày nào trong năm?

b)     Vào ngày nào trong năm thì thành phố A có đúng 9 giờ có ảnh sáng mặt trời?

c)     Vào ngày nào trong năm thì thành phố A có đúng 15 giờ có ánh sáng mặt trời?

Phương pháp:

Sử dụng công thức tổng quát để giải phương trình hàm số sin

Lời giải:

Bài 5 trang 40 SGK Toán 11 tập 1 - Cánh Diều

Hội Lim (tỉnh Bắc Ninh) được tổ chức vào mùa xuân thường có trò chơi đánh đu. Khi người chơi đu nhún đều, cây đu sẽ đưa người chơi đu dao động quanh vị trí cân bằng (Hình 39). Nghiên cứu trò chơi này, người ta thấy khoảng cách h (m) từ vị trí người chơi đu đến vị trí cân bằng được biểu diễn qua thời gian t (s) (với \(t \ge 0\)) bởi hệ thức \(h = \left| d \right|\) với \(d = 3\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right]\), trong đó ta quy ước d > 0 khi vị trí cân bằng ở phía sau lưng người chơi đu và d < 0 trong trường hợp ngược lại. Vào thời gian t nào thì khoảng cách h là 3m; 0m?

Phương pháp:

Sử dụng công thức tổng quát để giải phương trình hàm số cos.

Lời giải:

+) Khi khoảng cách từ người chơi đu đến vị trí cân bằng là 3m thì h = 3.

Khi đó

 \(\begin{array}{l}3 = \left| d \right| = \left| {3\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right]} \right|\\ \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}3\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = 3\\3\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] =  - 3\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = 1\\\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] =  - 1\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = \cos 0\\\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = \cos \pi \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right) = k2\pi \\\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right) = \pi  + k2\pi \end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = \frac{{6k + 1}}{2}\\t = 3k + 2\end{array} \right.;k \in Z\end{array}\)

+) Khi khoảng cách từ người chơi đu đến vị trí cân bằng là 0m thì h = 0.

Khi đó

\(\begin{array}{l}0 = \left| d \right| = \left| {3\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right]} \right|\\ \Rightarrow 3\cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \cos \left[ {\frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right)} \right] = \cos \frac{\pi }{2}\\ \Leftrightarrow \frac{\pi }{3}\left( {2t - 1} \right) = \frac{\pi }{2} + k\pi \\ \Leftrightarrow t = \frac{5}{4} + \frac{{3k}}{2};k \in Z\end{array}\)

Sachbaitap.com