Giải Toán 11 Bài 3 : Hàm số lượng giác và đồ thị
Một chiếc guồng nước có dạng hình tròn bán kính 2,5 m; trục của nó đặt cách mặt nước 2 m. Khi guồng quay đều, khoảng cách h (m) từ một ống đựng nước gắn tại một điểm của guồng đến mặt nước được tính theo công thức h = |y|, trong đó y = 2,5sin+2, với x (phút) là thời gian quay của guồng (x ≥ 0).
(Nguồn: Đại số và Giải tích 11 Nâng cao, NXBGD Việt Nam, 2020).
Khoảng cách h phụ thuộc vào thời gian quay x như thế nào?
Lời giải:
Nội dung đang được cập nhật...
I. Hàm số chẵn, hàm số lẻ, hàm số tuần hoàn
Hoạt động 1 trang 22 Toán 11 Tập 1: a) Cho hàm số f(x) = x2.
• Với x ∈ ℝ, hãy so sánh f(‒x) và f(x).
• Quan sát parabol (P) là đồ thị của hàm số f(x) = x2 (Hình 19) và cho biết trục đối xứng của (P) là đường thẳng nào.
b) Cho hàm số g(x) = x.
• Với x ∈ ℝ, hãy so sánh g(‒x) và ‒g(x).
• Quan sát đường thẳng d là đồ thị của hàm số g(x) = x (Hình 20) và cho biết gốc toạ độ O có là tâm đối xứng của đường thẳng d hay không.
Lời giải:
a) Xét hàm số f(x) = x2.
• Với x ∈ ℝ, ta có: f(‒x) = (‒x)2 = x2.
Do đó f(‒x) = f(x).
• Trục đối xứng của (P) là đường thẳng x = 0, hay chính là trục Oy.
b) Xét hàm số g(x) = x.
• Với x ∈ ℝ, ta có: g(‒x) = ‒x và ‒g(x) = ‒x.
Do đó g(‒x) = ‒g(x).
• Gốc tọa độ O là tâm đối xứng của đường thẳng d.
Luyện tập 1 trang 23 Toán 11 Tập 1: a) Chứng tỏ rằng hàm số g(x) = x3 là hàm số lẻ.
b) Cho ví dụ về hàm số không là hàm số chẵn và cũng không là hàm số lẻ.
Lời giải:
a) Xét hàm số g(x) = x3 có tập xác định D = ℝ.
∀x ∈ ℝ thì ‒x ∈ ℝ, ta có: g(‒x) = (‒x)3 = ‒x3 = ‒g(x).
Do đó hàm số g(x) = x3 là hàm số lẻ.
b) Ví dụ về hàm số không là hàm số chẵn và cũng không là hàm số lẻ:
f(x) = x2 + x; g(x) = 2x3 – 3x2; …
Hoạt động 2 trang 23 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số y = f(x) xác định trên ℝ và có đồ thị như Hình 21.
a) Có nhận xét gì về đồ thị hàm số trên mỗi đoạn [a ; a + T], [a + T; a + 2T], [a – T; a]?
b) Lấy điểm M(x0; f(x0)) thuộc đồ thị hàm số với x0 ∈ [a; a + T]. So sánh mỗi giá trị f(x0 + T), f(x0 − T) với f(x0).
Lời giải:
a) Đồ thị hàm số trên mỗi đoạn [a ; a + T], [a + T; a + 2T], [a – T; a] có dạng giống nhau.
b) Ta có f(x0 + T) = f(x0);
f(x0 − T) = f(x0).
Luyện tập 2 trang 23 Toán 11 Tập 1: Cho ví dụ về hàm số tuần hoàn.
Lời giải:
Ví dụ về hàm số tuần hoàn:
Cho T là một số hữu tỉ và hàm số f(x) được cho bởi công thức sau:
Ta thấy, hàm số xác định trên ℝ. Xét một số thực tùy ý.
Nếu x là số hữu tỉ thì x + T cũng là số hữu tỉ;
Nếu x là số vô tỉ thì x + T cũng là số vô tỉ.
Do đó f(x + T) = f(x) với mọi x.
Vậy hàm số f(x) là hàm số tuần hoàn.
I. Hàm số y = sinx
Lời giải:
Giả sử tung độ của điểm M là y.
Khi đó ta có sinx = y.
Hoạt động 4 trang 24 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số y = sinx.
a) Tìm giá trị y tương ứng với giá trị của x trong bảng sau:
b) Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, hãy biểu diễn các điểm (x ; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; sinx) với x ∈ [‒π; π] và nối lại ta được đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [‒π; π] (Hình 23).
c) Làm tương tự như trên đối với các đoạn [‒3π; ‒π], [π; 3π], …, ta có đồ thị hàm số y = sin x trên ℝ được biểu diễn ở Hình 24.
Lời giải:
a) Thay từng giá trị của x vào hàm số y = sinx ta có bảng sau:
b) Lấy thêm một số điểm (x; sinx) với x ∈ [‒π; π] trong bảng sau và nối lại ta được đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [‒π; π] (hình vẽ).
c) Làm tương tự như trên đối với các đoạn [‒3π; ‒π], [π; 3π], …, ta có đồ thị hàm số y = sin x trên ℝ được biểu diễn ở hình vẽ sau:
Hoạt động 5 trang 25 Toán 11 Tập 1: Quan sát đồ thị hàm số y = sinx ở Hình 24.
a) Nêu tập giá trị của hàm số y = sinx.
b) Gốc toạ độ có là tâm đối xứng của đồ thị hàm số không? Từ đó kết luận tính chẵn, lẻ của hàm số y = sinx.
c) Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [‒π; π] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài 2π, ta có nhận được đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [π; 3π] hay không? Hàm số y = sinx có tuần hoàn hay không?
d) Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y = sinx.
Lời giải:
a) Tập giá trị của hàm số y = sinx là [‒1; 1].
b) Gốc toạ độ O là tâm đối xứng của đồ thị hàm số.
Do đó hàm số y = sinx là hàm số lẻ.
c)
‒ Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [‒π; π] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài 2π, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [π; 3π].
Làm tương tự như trên ta sẽ được đồ thị hàm số y = sinx trên ℝ.
‒ Xét hàm số f(x) = y = sinx trên ℝ, với T = 2π và x ∈ ℝ ta có:
• x + 2π ∈ ℝ và x – 2π ∈ ℝ;
• f(x + 2π) = f(x)
Do đó hàm số y = sinx là hàm số tuần hoàn với chu kì T = 2π.
d) Quan sát đồ thị hàm số y = sinx ta thấy:
• Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng
Ta có: ;
;
…
Do đó ta có thể viết hàm số đồng biến trên mỗi khoảng với k ∈ ℤ.
• Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng
Ta có: ;
…
Do đó ta có thể viết hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng với k ∈ ℤ.
Luyện tập 3 trang 25 Toán 11 Tập 1: Hàm số y = sinx đồng biến hay nghịch biến trên khoảng ?
Lời giải:
Do nên hàm số y = sinx nghịch biến trên khoảng .
III. Hàm số y = cosx
Lời giải:
Giả sử hoành độ của điểm M là y.
Khi đó ta có sinx = y.
Hoạt động 7 trang 26 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số y = cosx.
a) Tìm giá trị y tương ứng với giá trị của x trong bảng sau:
b) Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, hãy biểu diễn các điểm (x ; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x ; cosx) với x ∈ [‒π; π] và nối lại ta được đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [‒π; π] (Hình 26).
c) Làm tương tự như trên đối với các đoạn [‒3π; ‒π], [π; 3π], ta có đồ thị hàm số y = cosx trên ℝ được biểu diễn ở Hình 27.
Lời giải:
a) Thay từng giá trị của x vào hàm số y = cosx ta có bảng sau:
b) Lấy thêm một số điểm (x; cosx) với x ∈ [‒π; π] trong bảng sau và nối lại ta được đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [‒π; π] (hình vẽ).
c) Làm tương tự như trên đối với các đoạn [‒3π; ‒π], [π; 3π], …, ta có đồ thị hàm số y = cosx trên ℝ được biểu diễn ở hình vẽ sau:
Hoạt động 8 trang 27 Toán 11 Tập 1: Quan sát đồ thị hàm số y = cosx ở Hình 27.
a) Nêu tập giá trị của hàm số y = cosx.
b) Trục tung có là trục đối xứng của đồ thị hàm số không? Từ đó kết luận tính chẵn, lẻ của hàm số y = cosx.
c) Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [‒π; π] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài 2π, ta nhận được đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [π; 3π] hay không? Hàm số y = cosx có tuần hoàn hay không?
d) Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y = cosx.
Lời giải:
a) Tập giá trị của hàm số y = cosx là [‒1; 1].
b) Trục tung là trục đối xứng của đồ thị hàm số.
Do đó hàm số y = cosx là hàm số chẵn.
c)
‒ Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [‒π; π] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài 2π, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [π; 3π].
Làm tương tự như trên ta sẽ được đồ thị hàm số y = cosx trên ℝ.
‒ Xét hàm số f(x) = y = cosx trên ℝ, với T = 2π và x ∈ ℝ ta có:
• x + 2π ∈ ℝ và x – 2π ∈ ℝ;
• f(x + 2π) = f(x)
Do đó hàm số y = cosx là hàm số tuần hoàn với chu kì T = 2π.
d) Quan sát đồ thị hàm số y = cosx ta thấy:
• Hàm số đồng biến trên mỗi khoảng (‒3π; ‒2π); (‒π; 0); (π; 2π); …
Ta có: (‒3π; ‒2π) = (‒π ‒ 2π; 0 ‒ 2π);
(π; 2π) = (‒π + 2π; 0 + 2π);
…
Do đó ta có thể viết hàm số đồng biến trên mỗi khoảng (‒π + k2π; k2π) với k ∈ ℤ.
• Hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng (‒2π; ‒π); (0; π); (2π; 3π); …
Ta có: (‒2π; ‒π) = (0 ‒ 2π; π ‒ 2π);
(2π; 3π) = (0 + 2π; π + 2π);
…
Do đó ta có thể viết hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng (k2π; π + k2π) với k ∈ ℤ.
Luyện tập 4 trang 27 Toán 11 Tập 1: Hàm số y = cosx đồng biến hay nghịch biến trên khoảng (‒2π; ‒π)?
Lời giải:
Do (‒2π; ‒π) = (0 – 2π; π – 2π) nên hàm số nghịch biến trên khoảng (‒2π; ‒π).
IV. Hàm số y = tanx
Lời giải:
Nếu cosx ≠ 0, tức hay x ∈ D thì ta có: tanx = .
Hoạt động 10 trang 28 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số y = tanx.
a) Tìm giá trị y tương ứng với giá trị của x trong bảng sau:
b) Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, hãy biểu diễn các điểm (x; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; tanx) với và nối lại ta được đồ thị hàm số y = tan x trên khoảng (Hình 28).
c) Làm tương tự như trên đối với các khoảng , …, ta có đồ thị hàm số y = tan x trên D được biểu diễn ở Hình 29.
Lời giải:
a) Thay từng giá trị của x vào hàm số y = tanx ta có bảng sau:
b) Lấy thêm một số điểm (x; tanx) với trong bảng sau và nối lại ta được đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng (hình vẽ).
c) Làm tương tự như trên đối với các , …, ta có đồ thị hàm số y = tanx trên D được biểu diễn ở hình vẽ sau:
Hoạt động 11 trang 28 Toán 11 Tập 1: Quan sát đồ thị hàm số y = tanx ở Hình 29.
a) Nêu tập giá trị của hàm số y = tanx.
b) Gốc toạ độ có là tâm đối xứng của đồ thị hàm số không? Từ đó kết luận tính chẵn, lẻ của hàm số y = tanx.
c) Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài π, ta nhận được đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng hay không? Hàm số y = tanx có tuần hoàn hay không?
d) Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y = tanx.
Lời giải:
a) Tập giá trị của hàm số y = tanx là ℝ.
b) Gốc toạ độ là tâm đối xứng của đồ thị hàm số y = tanx.
Do đó hàm số y = tanx là hàm số lẻ.
c)
‒ Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài π, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng .
Làm tương tự như trên ta sẽ được đồ thị hàm số y = tanx trên R\.
‒ Xét hàm số f(x) = y = tanx trên D = R\, với T = π và x ∈ D ta có:
• x + π ∈ D và x – π ∈ D;
• f(x + π) = f(x)
Do đó hàm số y = tanx là hàm số tuần hoàn với chu kì T = π.
d) Quan sát đồ thị hàm số y = tanx ở Hình 29, ta thấy: đồ thị hàm số đồng biến trên mỗi khoảng ;...
Ta có: ;
;
…
Do đó ta có thể viết đồ thị hàm số y = tanx đồng biến trên mỗi khoảng với k ∈ ℤ.
Lời giải:
Xét đồ thị của hàm số y = m và đồ thị của hàm số y = tanx trên khoảng (hình vẽ).
Từ đồ thị của hai hàm số trên hình vẽ, ta thấy mọi m ∈ ℝ thì hai đồ thị trên luôn cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy số giao điểm của đường thẳng y = m (m ∈ ℝ) và đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng là 1.
V. Hàm số y = cotx
Lời giải:
Nếu sinx ≠ 0, tức x ∈ ℝ \ {kπ | k ∈ ℤ} hay x ∈ E thì ta có: cot x = .
Hoạt động 13 trang 29 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số y = cotx.
a) Tìm giá trị y tương ứng với giá trị của x trong bảng sau:
b) Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, hãy biểu diễn các điểm (x; y) trong bảng giá trị ở câu a. Bằng cách làm tương tự, lấy nhiều điểm (x; cotx) với x ∈ (0; π) và nối lại ta được đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng (0; π) (Hình 30).
c) Làm tương tự như trên đối với các khoảng (π; 2π), (‒π; 0), (‒2π; ‒π), …, ta có đồ thị hàm số y = cotx trên E được biểu diễn ở Hình 31.
Lời giải:
a) Thay từng giá trị của x vào hàm số y = cotx ta có bảng sau:
b) Lấy thêm một số điểm (x; cotx) với x ∈ (0; π) trong bảng sau và nối lại ta được đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng x ∈ (0; π) (hình vẽ).
c) Làm tương tự như trên đối với các , …, ta có đồ thị hàm số y = tanx trên D được biểu diễn ở hình vẽ sau:
Hoạt động 14 trang 30 Toán 11 Tập 1: Quan sát đồ thị hàm số y = cotx ở Hình 31.
a) Nêu tập giá trị của hàm số y = cotx.
b) Gốc toạ độ có là tâm đối xứng của đồ thị hàm số không? Từ đó kết luận tính chẵn, lẻ của hàm số y = cotx.
c) Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng (0; π) song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài π, ta nhận được đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng (π; 2π) hay không? Hàm số y = cotx có tuần hoàn hay không?
d) Tìm khoảng đồng biến, nghịch biến của hàm số y = cotx.
Lời giải:
a) Tập giá trị của hàm số y = cotx là ℝ.
b) Gốc toạ độ là tâm đối xứng của đồ thị hàm số y = cotx.
Do đó hàm số y = cotx là hàm số lẻ.
c)
‒ Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng (0; π) song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài π, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng (π; 2π).
Làm tương tự như trên ta sẽ được đồ thị hàm số y = cotx trên ℝ \ {kπ | k ∈ ℤ}.
‒ Xét hàm số f(x) = y = cotx trên D = ℝ \ {kπ | k ∈ ℤ}, với T = π và x ∈ D ta có:
• x + π ∈ D và x – π ∈ D;
• f(x + π) = f(x)
Do đó hàm số y = cotx là hàm số tuần hoàn với chu kì T = π.
d) Quan sát đồ thị hàm số y = cotx ở Hình 31, ta thấy: đồ thị hàm số nghịch biến trên mỗi khoảng (‒2π; ‒π); (‒π; 0); (0; π); (π; 2π); …
Ta có: (‒2π; ‒π) = (0 ‒ 2π; π – 2π);
(‒π; 0) = (0 – π; π ‒ π);
(π; 2π) = (0 + π; π + π);
…
Do đó ta có thể viết đồ thị hàm số y = cotx nghịch biến trên mỗi khoảng (kπ; π + kπ) với k ∈ ℤ.
Lời giải:
Xét đồ thị của hàm số y = m và đồ thị của hàm số y = cotx trên khoảng (0; π) (hình vẽ).
Từ đồ thị của hai hàm số trên hình vẽ, ta thấy mọi m ∈ ℝ thì hai đồ thị trên luôn cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy số giao điểm của đường thẳng y = m (m ∈ ℝ) và đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng (0; π) là 1.
Bài tập
Bài 1 trang 31 Toán 11 Tập 1: Dùng đồ thị hàm số, tìm giá trị của x trên đoạn [‒2π; 2π] để:
a) Hàm số y = sinx nhận giá trị bằng 1;
b) Hàm số y = sinx nhận giá trị bằng 0;
c) Hàm số y = cosx nhận giá trị bằng ‒1;
d) Hàm số y = cosx nhận giá trị bằng 0.
Lời giải:
a) Đồ thị hàm số y = sinx:
Quan sát đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [‒2π; 2π] ta thấy hàm số y = sinx nhận giá trị bằng 1 tại x.
b) Đồ thị hàm số y = sinx:
Quan sát đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn [‒2π; 2π] ta thấy hàm số y = sinx nhận giá trị bằng 0 tại x ∈ {‒2π; ‒π; 0; π; 2π}.
c) Đồ thị hàm số y = cosx:
Quan sát đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [‒2π; 2π] ta thấy hàm số y = cosx nhận giá trị bằng ‒1 tại x ∈ {‒π; π}.
d) Đồ thị hàm số y = cosx:
Quan sát hai đồ thị hàm số y = cosx trên đoạn [‒2π; 2π] ta thấy hàm số y = cosx nhận giá trị bằng 0 tại x.
Bài 2 trang 31 Toán 11 Tập 1: Dùng đồ thị hàm số, tìm giá trị của x trên khoảng để:
a) Hàm số y = tanx nhận giá trị bằng ‒1;
b) Hàm số y = tanx nhận giá trị bằng 0;
c) Hàm số y = cotx nhận giá trị bằng 1;
d) Hàm số y = cotx nhận giá trị bằng 0.
Lời giải:
a) Xét đồ thị hàm số y = ‒1 và đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng :
Quan sát đồ thị của hai hàm số, ta thấy hàm số y = tanx nhận giá trị bằng ‒1 tại x.
b) Xét đồ thị hàm số y = tanx trên khoảng :
Quan sát hình vẽ, ta thấy hàm số y = tanx nhận giá trị bằng 0 tại x ∈ {0; π}.
c) Xét đồ thị hàm số y = 1 và đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng :
Quan sát đồ thị của hai hàm số, ta thấy hàm số y = cotx nhận giá trị bằng 1 tại x.
b) Xét đồ thị hàm số y = cotx trên khoảng :
Quan sát hình vẽ, ta thấy hàm số y = cotx nhận giá trị bằng 0 tại x.
Bài 3 trang 31 Toán 11 Tập 1: Xét sự biến thiên của mỗi hàm số sau trên các khoảng tương ứng:
a) y = sinx trên khoảng ;
b) y = cosx trên khoảng (‒20π; ‒19π), (‒9π; ‒8π).
Lời giải:
a) Xét hàm số y = sinx:
Do nên hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng .
Do nên hàm số y = sinx nghịch biến trên khoảng .
b) Xét hàm số y = cosx:
Do (‒20π; ‒19π) = (0 ‒20π; π ‒ 20π) nên hàm số y = cosx nghịch biến trên khoảng (‒20π; ‒19π).
Do (‒9π; ‒8π) = (‒π – 8π; 0 ‒ 8π) nên hàm số y = cosx đồng biến trên khoảng (‒9π; ‒8π).
Bài 4 trang 31 Toán 11 Tập 1: Dùng đồ thị hàm số, hãy cho biết:
a) Với mỗi m ∈ [‒1;1], có bao nhiêu giá trị sao cho sinα = m;
b) Với mỗi m ∈ [‒1;1], có bao nhiêu giá trị α ∈ [0; π] sao cho cosα = m;
c) Với mỗi m ∈ ℝ, có bao nhiêu giá trị sao cho tanα = m;
d) Với mỗi m ∈ ℝ, có bao nhiêu giá trị α ∈ [0; π] sao cho cotα = m.
Lời giải:
a) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ [‒1;1]) và đồ thị hàm số y = sinx trên :
Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ [‒1;1] thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy với mỗi m ∈ [‒1;1] sẽ có 1 giá trị sao cho sinα = m.
b) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ [‒1;1]) và đồ thị hàm số y = cosx trên [0; π]:
Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ [‒1;1] thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy m ∈ [‒1;1] sẽ có 1 giá trị α ∈ [0; π] sao cho cosα = m.
c) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ ℝ) và đồ thị hàm số y = tanx trên :
Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ ℝ thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy với mỗi m ∈ ℝ sẽ có 1 giá trị sao cho tanα = m.
d) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ ℝ) và đồ thị hàm số y = cotx trên [0; π]:
Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ ℝ thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy với mỗi m ∈ ℝ sẽ có 1 giá trị α ∈ [0; π] sao cho cotα = m.
Bài 5 trang 31 Toán 11 Tập 1: Xét tính chẵn, lẻ của các hàm số:
a) y = sinx cosx;
b) y = tanx + cotx;
c) y = sin2x.
Lời giải:
a) Xét hàm số f(x) = y = sinx cosx có D = ℝ:
• ∀x ∈ D thì ‒x ∈ D;
• f(‒x) = sin(‒x) . cos(‒x) = ‒sinx cosx = ‒f(x).
Do đó hàm số y = sinx cosx là hàm số lẻ.
b) Xét hàm số f(x) = y = tanx + cotx có D=R\:
• ∀x ∈ D thì ‒x ∈ D;
• f(‒x) = tan(‒x) + cot(‒x) = (‒tanx) + (‒cotx) = ‒(tanx + cotx) = ‒f(x).
Do đó hàm số y = tanx + cotx là hàm số lẻ.
c) Xét hàm số f(x) = y = sin2x có D = ℝ:
• ∀x ∈ D thì ‒x ∈ D;
• f(‒x) = sin2(‒x) = (‒sinx)2 = sin2x = f(x).
Do đó hàm số y = tanx + cotx là hàm số chẵn.
a) A = 3 cm, φ = 0;
b) A = 3 cm, ;
c) A = 3 cm, .
Lời giải:
Từ T = ta có .
Khi đó ta có phương trình li độ là x = Acos.
a)
‒ Với A = 3 cm và φ = 0 thay vào phương trình li độ x = Acos ta có:
x = 3cos.
• t = 0 thì x = 3cos0 = 3;
• t = thì x = 3cos= 3cos = 0;
• t = thì x = 3cos = 3cos = -3
• t = thì x = 3cos = 3cos = 0;
• t = T thì x = 3cos = 3cos2 = 3
‒ Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x = 3cos trên đoạn [0; 2T]:
Xét hàm số x = 3cos có chu kì là T.
Ta vẽ đồ thị hàm số x = 3cos trên đoạn [0; T] theo bảng sau:
Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số x = 3cos trên đoạn [0; T] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài T, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số x = 3cos trên đoạn [T; 2T].
Từ đó ta vẽ được đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x = 3cos trên đoạn [0; 2T] như sau:
b)
‒ Với A = 3 cm và thay vào phương trình li độ x = Acos ta có:
x = 3cos = 3cos = 3sin
• t = 0 thì x = 3sin = 3sin0 = 0
• t = thì x = 3sin = 3sin = 3;
• t = thì x = 3sin = 3sin = 0;
• t = thì x = 3sin = 3sin = -3;
• t = T thì x = 3sin = 3sin2 = 0.
‒ Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x = 3sin trên đoạn [0; 2T]:
Xét hàm số x = 3sin có chu kì là T.
Ta vẽ đồ thị hàm số x = 3sin trên đoạn [0; T] theo bảng sau:
Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số x = 3sin trên đoạn [0; T] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài T, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số x = 3sin trên đoạn [T; 2T].
Từ đó ta vẽ được đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x = 3sin trên đoạn [0; 2T] như sau:
c)
‒ Với A = 3 cm và thay vào phương trình li độ x = Acos ta có:
x = 3cos = -3cos
= -3cos = -3sin
• t = 0 thì x = -3sin = -3sin0 = 0
• t = thì x = -3sin = -3sin = -3;
• t = thì x = -3sin = -3sin = 0;
• t = thì x = -3sin = -3sin = 3;
• t = T thì x = -3sin = -3sin2 = 0.
‒ Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x = -3sin trên đoạn [0; 2T]:
Đồ thị hàm số x = -3sin là hình đối xứng với đồ thị hàm số x = 3sin qua trục hoành:
Lời giải:
Để ông đựng nước cách mặt nước 2m thì
Hay
Suy ra hoặc
*)
mà x0 nên
*)
Vì tập giá trị của hàm số sin là nên trong trường hợp này phương trình vô nghiệm.
Vậy một số giá trị của x để ống nước cách mặt nước 2m là