Cách giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx - Toán 11
Phương trình lượng giác - Từ điển môn Toán 11 Cách giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx - Toán 11
Cách giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
1. Dạng phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
2. Phương pháp giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
3. Ví dụ minh hoạ giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
1. Dạng phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
\(a\left( {{{\tan }^2}x + {{\cot }^2}x} \right) + b\left( {\tan x \pm \cot x} \right) + c = 0\).
2. Phương pháp giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
Đặt \(t = \tan x \pm \cot x = \frac{{\sin x}}{{\cos x}} \pm \frac{{\cos x}}{{\sin x}} = \left\langle {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{1}{{\sin x\cos x}} = \frac{2}{{\sin 2x}}}\\{\frac{{{{\sin }^2}x - {{\cos }^2}x}}{{\sin x\cos x}} = - \frac{{\cos 2x}}{{\sin 2x}}}\end{array}} \right.\)
Lại có \({t^2} = {\tan ^2}x + {\cot ^2}x \pm 2 \Rightarrow {\tan ^2}x + {\cot ^2}x = {t^2} \mp 2\).
Thay vào phương trình ẩn t, tìm t rồi suy ra x.
3. Ví dụ minh hoạ giải phương trình lượng giác đối xứng chứa tanx, cotx
Giải phương trình:
a) \((\tan x + 7)\tan x + (\cot x + 7)\cot x + 14 = 0\);
b) \(\sqrt 3 ({\tan ^2}x + {\cot ^2}x) + 2(\sqrt 3 - 1)(\tan x - \cot x) - 4 - 2\sqrt 3 = 0\).
Giải:
a) Điều kiện: \(\left\{ \begin{array}{l}\sin x \ne 0\\\cos x \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \sin 2x \ne 0 \Leftrightarrow x \ne \frac{{k\pi }}{2}\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).
\((\tan x + 7)\tan x + (\cot x + 7)\cot x + 14 = 0\)
\( \Leftrightarrow ({\tan ^2}x + {\cot ^2}x) + 7(\tan x + \cot x) + 14 = 0\).
Đặt \(\tan x + \cot x = t\), \(\left| t \right| \ge 2\), suy ra \({\tan ^2}x + {\cot ^2}x = {t^2} - 2\).
Khi đó, phương trình có dạng \({t^2} - 2 + 7t + 14 = 0\)
\( \Leftrightarrow {t^2} + 7t + 12 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = - 3\\t = - 4\end{array} \right.\)
+ Với t = -3, ta có:
\(\tan x + \cot x = - 3 \Leftrightarrow \tan x + \frac{1}{{\tan x}} = - 3 \Leftrightarrow {\tan ^2}x + 3\tan x + 1 = 0\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\tan x = \frac{{ - 3 - \sqrt 5 }}{2} = \tan \alpha \\\tan x = \frac{{ - 3 + \sqrt 5 }}{2} = \tan \beta \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k\pi \\x = \beta + k\pi \end{array} \right.\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).
+ Với t = -4, ta có:
\(\tan x + \cot x = - 4 \Leftrightarrow \frac{{\sin x}}{{\cos x}} + \frac{{\cos x}}{{\sin x}} = - 4 \Leftrightarrow \frac{{{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x}}{{\sin x\cos x}} = - 4\)
\( \Leftrightarrow \sin 2x = - \frac{1}{2} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}2x = - \frac{\pi }{6} + k2\pi \\2x = \frac{{7\pi }}{6} + k2\pi \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = - \frac{\pi }{{12}} + k\pi \\x = \frac{{7\pi }}{{12}} + k\pi \end{array} \right.\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).
b) Điều kiện: \(\left\{ \begin{array}{l}\sin x \ne 0\\\cos x \ne 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \sin 2x \ne 0 \Leftrightarrow x \ne \frac{{k\pi }}{2}\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).
Đặt \(\tan x - \cot x = t\), suy ra \({\tan ^2}x + {\cot ^2}x = {t^2} + 2\).
Khi đó, phương trình có dạng \(\sqrt 3 ({t^2} + 2) + 2(\sqrt 3 - 1)t - 4 - 2\sqrt 3 = 0\)
\( \Leftrightarrow \sqrt 3 {t^2} + 2(\sqrt 3 - 1)t - 4 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = - 2\\t = \frac{2}{{\sqrt 3 }}\end{array} \right.\)
+ Với \(t = \frac{2}{{\sqrt 3 }}\), ta có:
\(\tan x - \cot x = \frac{2}{{\sqrt 3 }} \Leftrightarrow \frac{{\sin x}}{{\cos x}} - \frac{{\cos x}}{{\sin x}} = \frac{2}{{\sqrt 3 }}\)
\( \Leftrightarrow \frac{{{{\sin }^2}x - {{\cos }^2}x}}{{\sin x\cos x}} = \frac{2}{{\sqrt 3 }} \Leftrightarrow \cot 2x = - \frac{1}{{\sqrt 3 }}\)
\( \Leftrightarrow 2x = - \frac{\pi }{3} + k\pi \Leftrightarrow x = - \frac{\pi }{6} + \frac{{k\pi }}{2}\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).
+ Với \(t = - 2\), ta có:
\(\tan x - \cot x = - 2 \Leftrightarrow \tan x - \frac{1}{{\tan x}} = - 2\)
\( \Leftrightarrow {\tan ^2}x + 2\tan x - 1 = 0\)
\( \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\tan x = - 1 - \sqrt 2 = \tan \alpha \\\tan x = - 1 + \sqrt 2 = \tan \beta \end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = \alpha + k\pi \\x = \beta + k\pi \end{array} \right.\) \(\left( {k \in \mathbb{Z}} \right)\).
Luyện trắc nghiệm Toán lớp 1 Lớp LOP11
Học đi đôi với hành! Làm ngay các bộ đề trắc nghiệm chấm điểm tức thì, có đáp án chi tiết giúp ghi nhớ kiến thức sâu và chuẩn bị tốt cho các bài kiểm tra.
Học tập & ôn luyện trên ứng dụng Tri Thức Hub
Tải ứng dụng Tri Thức Hub trên điện thoại hoặc máy tính bảng (hỗ trợ Android & iOS) để làm bài kiểm tra, luyện tập và lưu tiến độ học tập!
