Thứ sáu, 22/11/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 11 Toán Giải SBT Toán 11 Cánh Diều Bài Các phép biến đổi lượng giác

Giải SBT Toán 11 Cánh Diều Bài Các phép biến đổi lượng giác

Giải SBT Toán 11 Cánh Diều Bài Các phép biến đổi lượng giác

  • 172 lượt thi

  • 10 câu hỏi

  • 45 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Cho \(\sin a = \frac{2}{3}\) với \(\frac{\pi }{2} < a < \pi \). Tính:

cos a, tan a;

Xem đáp án

\(\frac{\pi }{2} < a < \pi \) nên cos a < 0, do đó từ sin2 a + cos2 a = 1, suy ra

\(\cos a = - \sqrt {1 - {{\sin }^2}a} = - \sqrt {1 - {{\left( {\frac{2}{3}} \right)}^2}} = - \frac{{\sqrt 5 }}{3}\).

Ta có \(\tan a = \frac{{\sin a}}{{\cos a}} = \frac{{\frac{2}{3}}}{{ - \frac{{\sqrt 5 }}{3}}} = - \frac{{2\sqrt 5 }}{5}\).


Câu 2:

Cho \(\sin a = \frac{2}{3}\) với \(\frac{\pi }{2} < a < \pi \). Tính:

\(\sin \left( {a + \frac{\pi }{4}} \right),\,\cos \left( {a - \frac{{5\pi }}{6}} \right),\,\tan \left( {a + \frac{{2\pi }}{3}} \right)\);

Xem đáp án

\(\sin \left( {a + \frac{\pi }{4}} \right)\)\( = \sin a\cos \frac{\pi }{4} + \cos a\sin \frac{\pi }{4}\)\( = \frac{2}{3}.\frac{{\sqrt 2 }}{2} + \left( { - \frac{{\sqrt 5 }}{3}} \right).\frac{{\sqrt 2 }}{2} = \frac{{2\sqrt 2 - \sqrt {10} }}{6}\).

\(\cos \left( {a - \frac{{5\pi }}{6}} \right)\)\( = \cos a\cos \frac{{5\pi }}{6} + \sin a\sin \frac{{5\pi }}{6}\)\( = \left( { - \frac{{\sqrt 5 }}{3}} \right).\left( { - \frac{{\sqrt 3 }}{2}} \right) + \frac{2}{3}.\frac{1}{2} = \frac{{\sqrt {15}  + 2}}{6}\).

\(\tan \left( {a + \frac{{2\pi }}{3}} \right)\)\( = \frac{{\tan a + \tan \frac{{2\pi }}{3}}}{{1 - \tan a\tan \frac{{2\pi }}{3}}} = \frac{{ - \frac{{2\sqrt 5 }}{5} + \left( { - \sqrt 3 } \right)}}{{1 - \left( { - \frac{{2\sqrt 5 }}{5}} \right).\left( { - \sqrt 3 } \right)}} = \frac{{8\sqrt 5 + 9\sqrt 3 }}{7}\).


Câu 3:

Cho \(\sin a = \frac{2}{3}\) với \(\frac{\pi }{2} < a < \pi \). Tính:

sin 2a, cos 2a.

Xem đáp án

\(\sin 2a = 2\sin a\cos a = 2.\frac{2}{3}.\left( { - \frac{{\sqrt 5 }}{3}} \right) = - \frac{{4\sqrt 5 }}{9}\).

\(\cos 2a = 2{\cos ^2}a - 1 = 2.{\left( { - \frac{{\sqrt 5 }}{3}} \right)^2} - 1 = \frac{1}{9}\).

Câu 4:

Cho cos a = 0,2 với π < a < 2π. Tính \(\sin \frac{a}{2}\), \(\cos \frac{a}{2}\), \(\tan \frac{a}{2}\).

Xem đáp án

Do π < a < 2π nên \(\frac{\pi }{2} < \frac{a}{2} < \pi \). Suy ra \(\sin \frac{a}{2} > 0,\,\,\cos \frac{a}{2} < 0\).

Ta có: \({\sin ^2}\frac{a}{2} = \frac{{1 - \cos a}}{2} = \frac{{1 - 0,2}}{2} = 0,4\), suy ra \(\sin \frac{a}{2} = \frac{{\sqrt {10} }}{5}\).

Do đó, \(\cos \frac{a}{2} = - \sqrt {1 - {{\sin }^2}\frac{a}{2}} = - \sqrt {1 - {{\left( {\frac{{\sqrt {10} }}{5}} \right)}^2}} = - \frac{{\sqrt {15} }}{5}\).

\(\tan \frac{a}{2} = \frac{{\sin \frac{a}{2}}}{{\cos \frac{a}{2}}} = \frac{{\frac{{\sqrt {10} }}{5}}}{{ - \frac{{\sqrt {15} }}{5}}} = - \frac{{\sqrt 6 }}{3}\).


Câu 5:

Cho \(\tan \frac{a}{2} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}\). Tính sin a, cos a, tan a.

Xem đáp án

Ta có \(\sin a = 2\sin \frac{a}{2}\cos \frac{a}{2} = \frac{{2\sin \frac{a}{2}\cos \frac{a}{2}}}{{{{\sin }^2}\frac{a}{2} + {{\cos }^2}\frac{a}{2}}}\)      (do \({\sin ^2}\frac{a}{2} + {\cos ^2}\frac{a}{2} = 1\))

\( = \frac{{2\tan \frac{a}{2}}}{{{{\tan }^2}\frac{a}{2} + 1}} = \frac{{2.\frac{1}{{\sqrt 2 }}}}{{{{\left( {\frac{1}{{\sqrt 2 }}} \right)}^2} + 1}} = \frac{{2\sqrt 2 }}{3}\).     

\(\cos a = {\cos ^2}\frac{a}{2} - {\sin ^2}\frac{a}{2} = \frac{{{{\cos }^2}\frac{a}{2} - {{\sin }^2}\frac{a}{2}}}{{{{\sin }^2}\frac{a}{2} + {{\cos }^2}\frac{a}{2}}}\)\( = \frac{{1 - {{\tan }^2}\frac{a}{2}}}{{{{\tan }^2}\frac{a}{2} + 1}} = \frac{{1 - {{\left( {\frac{1}{{\sqrt 2 }}} \right)}^2}}}{{{{\left( {\frac{1}{{\sqrt 2 }}} \right)}^2} + 1}} = \frac{1}{3}\).

\(\tan a = \frac{{\sin a}}{{\cos a}} = \frac{{\frac{{2\sqrt 2 }}{3}}}{{\frac{1}{3}}} = 2\sqrt 2 \).


Câu 6:

Cho cos(a + 2b) = 2cos a. Chứng minh rằng: tan(a + b) tan b = \(\frac{{ - 1}}{3}\).

Xem đáp án

Ta có cos(a + 2b) = 2cos a

cos[(a + b) + b] = 2cos[(a + b) – b]

cos(a + b) . cos b – sin(a + b) . sin b = 2[cos(a + b) . cos b + sin(a + b) . sin b]

cos(a + b) . cos b – 2 cos(a + b) . cos b = 2 sin(a + b) . sin b + sin(a + b) . sin b

– cos(a + b) . cos b = 3 sin(a + b) . sin b

sin(a + b) . sin b = \( - \frac{1}{3}\) cos(a + b) . cos b

\( \Leftrightarrow \frac{{\sin \left( {a + b} \right)\sin b}}{{\cos \left( {a + b} \right)\cos b}} = - \frac{1}{3}\)

tan(a + b) tan b = \(\frac{{ - 1}}{3}\).

Câu 7:

Cho tam giác ABC, chứng minh rằng:

tan A + tan B + tan C = tan A . tan B . tan C (với điều kiện tam giác ABC không vuông);

Xem đáp án

Vì tam giác ABC không vuông nên A, B, C khác \(\frac{\pi }{2}\), do đó tan A, tan B, tan C xác định.

Do A + B + C = π nên A + B = π – C, do đó tan(A + B) = tan(π – C) = tan(– C) = – tanC.

\(\tan \left( {A + B} \right) = \frac{{\tan A + \tan B}}{{1 - \tan A\tan B}}\).

Khi đó \(\frac{{\tan A + \tan B}}{{1 - \tan A\,\tan B}} = - \tan C\)

tan A + tan B = – tan C . (1 – tan A . tan B)

tan A + tan B = – tan C + tan A . tan B . tan C

tan A + tan B + tan C = tan A . tan B . tan C.


Câu 8:

Cho tam giác ABC, chứng minh rằng:

\(\tan \frac{A}{2}.\tan \frac{B}{2} + \tan \frac{B}{2}.\tan \frac{C}{2} + \tan \frac{C}{2}.\tan \frac{A}{2} = 1\).

Xem đáp án

Ta có \(\frac{{A + B + C}}{2} = \frac{\pi }{2}\), suy ra \(\frac{A}{2} + \frac{B}{2} = \frac{\pi }{2} - \frac{C}{2}\) nên \(\tan \left( {\frac{A}{2} + \frac{B}{2}} \right) = \cot \frac{C}{2}\)

\( \Leftrightarrow \frac{{\tan \frac{A}{2} + \tan \frac{B}{2}}}{{1 - \tan \frac{A}{2}.\tan \frac{B}{2}}} = \frac{1}{{\tan \frac{C}{2}}}\)

\( \Leftrightarrow \left( {\tan \frac{A}{2} + \tan \frac{B}{2}} \right)\tan \frac{C}{2} = 1 - \tan \frac{A}{2}.\tan \frac{B}{2}\)

\( \Leftrightarrow \tan \frac{A}{2}.\tan \frac{C}{2} + \tan \frac{B}{2}.\tan \frac{C}{2} + \tan \frac{A}{2}.\tan \frac{B}{2} = 1\)

\( \Leftrightarrow \tan \frac{A}{2}.\tan \frac{B}{2} + \tan \frac{B}{2}.\tan \frac{C}{2} + \tan \frac{C}{2}.\tan \frac{A}{2} = 1\).


Câu 9:

Trên một mảnh đất hình vuông ABCD, bác An đặt một chiếc đèn pin tại vị trí A chiếu chùm sáng phân kì sang phía góc C. Bác An nhận thấy góc chiếu sáng của đèn pin giới hạn bởi hai tia AM và AN, ở đó các điểm M, N lần lượt thuộc các cạnh BC, CD sao cho BM = \(\frac{1}{2}\)BC, DN = \(\frac{1}{3}\)DC (Hình 4).

Tính \(\tan \left( {\widehat {BAM} + \widehat {DAN}} \right)\).

Trên một mảnh đất hình vuông ABCD Tính tan(góc BAM + góc DAN) (ảnh 1)
Xem đáp án

Trong tam giác vuông ABM, có \(\tan \widehat {BAM} = \frac{{BM}}{{BA}} = \frac{1}{2}\).

Trong tam giác vuông ADN, có \(\tan \widehat {DAN} = \frac{{DN}}{{AD}} = \frac{{DN}}{{DC}} = \frac{1}{3}\).

Do đó, \(\tan \left( {\widehat {BAM} + \widehat {DAN}} \right)\)\( = \frac{{\tan \widehat {BAM} + \tan \widehat {DAN}}}{{1 - \tan \widehat {BAM}.\tan \widehat {DAN}}}\)\( = \frac{{\frac{1}{2} + \frac{1}{3}}}{{1 - \frac{1}{2}.\frac{1}{3}}} = 1\).


Câu 10:

Trên một mảnh đất hình vuông ABCD, bác An đặt một chiếc đèn pin tại vị trí A chiếu chùm sáng phân kì sang phía góc C. Bác An nhận thấy góc chiếu sáng của đèn pin giới hạn bởi hai tia AM và AN, ở đó các điểm M, N lần lượt thuộc các cạnh BC, CD sao cho BM = \(\frac{1}{2}\)BC, DN = \(\frac{1}{3}\)DC (Hình 4).

Góc chiếu sáng của đèn pin bằng bao nhiêu độ?

Trên một mảnh đất hình vuông ABCD Góc chiếu sáng của đèn pin bằng bao nhiêu độ (ảnh 1)
Xem đáp án

Từ câu a) ta có \(\tan \left( {\widehat {BAM} + \widehat {DAN}} \right)\) = 1 nên \(\widehat {BAM} + \widehat {DAN} = 45^\circ \).

Suy ra \(\widehat {MAN} = \widehat {BAD} - \left( {\widehat {BAM} + \widehat {DAN}} \right) = 90^\circ - 45^\circ = 45^\circ \).

Vậy góc chiếu sáng của đèn pin bằng 45°.


Bắt đầu thi ngay