1. Góc lượng giác a. Khái niệm
Cho hai tia Oa, Ob.
Nếu một tia Om tùy ý quay quanh gốc O theo một chiều nhất định từ Oa đến Ob, thì ta nói nó quét một góc lượng giác, với tia đầu là Oa và tia cuối là Ob. Kí hiệu (Oa Ob, ).
Khi tia Om quay một góc thì ta nói số đo của góc lượng giác (Oa Ob, ) bằng . Kí hiệu sđ(Oa Ob, ) hoặc (Oa Ob, ).
Qui ước:
Chiều quay ngược với chiều qua của kim đồng hồ là chiều dương, chiều quay cùng với chiều qua của kim đồng hồ là chiều âm.
Một vòng quay theo chiều dương tương ứng với góc 360 ; một vòng quay theo chiều âm tương ứng với góc quay 360 . Cụ thể, khi tia Om quay:
nửa vòng theo chiều dương thì ta nói nó đã quay một góc bằng 1 .360 180
2 .
1
6 vòng theo chiều dương thì ta nói nó đã quay một góc bằng 1 .360 60
6 .
5
4 vòng theo chiều âm thì ta nói nó đã quay một góc bằng 5 .( 360 ) 450
4 .
Nhận xét: Số đo mỗi góc lượng giác có cùng tia đầu Oa, tia cuối Ob sai khác nhau một bội nguyên của 360 nên có công thức tổng quát là (Oa Ob, ) k.360 , k .
Ví dụ 1. (CTST - Tr8) Xác định số đo các góc lượng giác (Oa Ob, ) trong các hình vẽ sau và viết công thức tổng quát của số đo góc lượng giác (Oa Ob, ).
a) b) c) d)
b. Hệ thức Chasles
Ví dụ 2. (CTST - Tr9) Cho hình vẽ bên
Xác định số đo các góc lượng giác (Oa Ob, ), (Ob Oc, ) và (Oa Oc, ).
Nhận xét về mối quan hệ giữa ba số đo góc này?
Kết luận
Với ba tia Oa, Ob và Oc bất kì, ta có: (Oa Ob, ) ( Ob Oc, ) ( Oa Oc, )k.360 , k . 2. Đơn vị đo góc và độ dài cung tròn
a. Đơn vị đo góc và cung tròn
Đơn vị độ:
Để đo góc ta dùng đơn vị độ.
Đơn vị độ được chia thành các đơn vị nhỏ hơn, như: 1 60; 160.
Đơn vị rađian:
Trên đường tròn tâm O, bán kính R tùy ý, góc ở tâm chắn một cung có độ dài đúng bằng R được gọi là một góc có số đo 1rađian. Kí hiệu AOB1rad.
Quan hệ giữa độ và rađian
Vì góc bẹt (180 ) chắn nửa đường tròn với độ dài R nên nó có số đo là rad. Khi đó ta viết 180 rad. Vậy ta có mối quan hệ
1 rad
180 và
1 rad= 180
Chú ý: Khi viết số đo của một góc theo đơn vị rađian, người ta thường không viết chữ “rad”
sau số đo đó.
Ví dụ 3. (CTST - Tr10) Hoàn thành bảng chuyển đổi đơn vị đo của các góc sau đây
Số đo theo độ 0 ? 45 60 ? 120 ? 150 180
Số đo theo rađian ?
6 ? ?
2 ?
3
4 ?
b. Độ dài cung tròn
Một cung của đường tròn bán kính R có số đo rad thì có độ dài lR.
1. Đường tròn lượng giác
Đường tròn lượng giác là đường tròn có tâm tại gốc tọa độ, bán kính bằng 1, được định hướng và lấy điểm A(1; 0) làm điểm gốc của đường tròn.
Điểm trên đường tròn lượng giác biểu diễn góc lượng giác có số đo
(độ hoặc rađian) là điểm M trên đường tròn lượng giác sao cho
(OA OM, ) .
2. Giá trị lượng giác của góc lượng giác
Trên đường tròn lượng giác, gọi M x y( ; ) là điểm biểu diễn góc lượng giác có số đo . Khi đó
Tung độ y của điểm M gọi là sin của , kí hiệu là sin. Ta viết sin y OK.
Hoành độ x của điểm M gọi là côsin của , kí hiệu là cos. Ta viết cos x OH.
Nếu cos 0 thì tỉ số
sin
cos gọi là tang của , kí hiệu là tan . Ta viết
sin
tan cos
y x .
Nếu sin 0 thì tỉ số
cos
sin gọi là côtang của , kí hiệu là cot. Ta viết
cos cot sin
x y
Các giá trị sin , cos , tan , cot được gọi là giá trị lượng giác của góc .
Chú ý
Ta gọi trục tung là trục sin, trục hoành là trục côsin.
Từ định nghĩa ta còn suy ra:
sin , cos xác định với mọi .
tan xác định với mọi ,
2 k k .
cot xác định với mọi k k, .
1 sin 1, 1 cos1.
Với mọi k , ta có
sin( k2 ) sin cos(k2 ) cos
tan( k2 ) tan cot(k2 ) cot
Dấu của giá trị lượng giác phụ thuộc vào vị trí của điểm M trên đường tròn lượng giác Góc
phần tư Giá trị
lượng giác
I II III IV
sin + + - -
cos + - - +
tan + - + -
cot + - + -
3. Giá trị lượng giác của các góc đặc biệt
Rad 0
6
4
3
2
2 3
3
4 3
2 2
Độ 00 300 450 600 900 1200 1350 1800 2700 3600
sin 0 1
2
2 2
3
2 1 3
2
2
2 0 –1 0
cos 1 3
2
2 2
1
2 0 1
2
2
2 –1 0 1
tan 0 3
3 1 3 3 –1 0 0
cot 3 1 3
3 0 3
3 –1 0
4. Giá trị lượng giác của các góc có liên quan đặc biệt
Quan hệ Công thức Minh họa
Góc đối nhau
và
cos() cos sin() sin tan() tan cot() cot
Góc bù nhau
và
sin( ) sin cos( ) cos tan( ) tan cot( ) cot
Góc phụ nhau
và
2
sin cos
2
cos sin
2
tan cot
2
cot tan
2
Góc hơn kém
và
sin( ) sin cos( ) cos tan( ) tan cot( ) cot
5. Các hệ thức lượng giác cơ bản
sin
tan cos , với cos 0.
cos
cot sin , với sin 0.
tan .cot 1. sin2cos2 1.
Ví dụ. (CTST - Tr17) Cho cos 3
4, với 0
2
. Tính các giá trị lượng giác còn lại của
Bài 1. Tính giá trị còn lại của góc x, biết 1) sin 1
x 2 với 900 x 1800. 2) sin 4
x 5 với 2700 x 3600. 3) sin 3
x 5 với 3 x 2
. 4) cos 1
x4 với 0
x 2
. 5) cos 3
x 5 với 0 x 900. 6) cos 5
x 13 với 1800 x 2700. 7) cos 2
x 5 với 0
2 x
. 8) cos 4
x 5 với 2700 x 3600. 9) sin 5
x13 với
2 x
. 10) sin 1
x 3 với 1800 x 2700. 11) tanx3 với 3
x 2
. 12) tanx 2 với 2 x
.
13) tan 1 x 2 với
2 x
. 14) cotx3 với 3
x 2
. 15) tan 3
x 4 với 3 x 2
. 16) tanx 2 với
2 x
.
17) cot 2
x 3 với 0
x 2
. 18) cotx 3 với
2 x
. Bài 2. Tính giá trị của các biểu thức lượng giác sau
1) Cho tanx 2. Tính 1 5cot 4 tan , 2 2 sin cos
5cot 4 tan cos 3sin
x x x x
A A
x x x x
.
2) Cho cotx 2. Tính 1 3sin cos , 2 sin 3cos
sin cos sin 3cos
x x x x
B B
x x x x
.
3) Cho cotx2. Tính 1 2 sin 3cos , 2 2 2
3sin 2 cos cos sin cos
x x
C C
x x x x x
.
4) Cho tanx2. Tính
1
2 sin 3cos 4 sin 5cos ,
x x
D x x
2 3 3
3 sin 2 cos 5 sin 4 cos ,
x x
D x x
3 3
3 2
sin cos
sin sin cos ,
x x
D x x x
3 3
4 3
8 cos 2 sin cos 2 cos sin .
x x x
D x x
5) Cho sin 3, 0
5 2
x x
. Tính cot tan cot tan
x x
E x x
. 6) Cho sin 1, 900 1800
x 3 x . Tính
8 tan2 3 cot 1 tan cot
x x
F x x
.
7) Cho cos 2
x 3. Tính cot 3 tan 2 cot tan
x x
G x x
. Bài 3. Cho sin cos 5
x x 4. Hãy tính giá trị của biểu thức sau 1) Asin .cosx x.
2) Bsinxcosx. 3) Csin3xcos3x.
Bài 4. Cho tanxcotx3. Hãy tính giá trị của biểu thức sau
1) Atan2xcot2x. 2) Btanxcotx.
DẠNG 1. TÌM GIÁ TRỊ LƯỢNG GIÁC CỦA MỘT CUNG (GÓC)
Bài 5. Cho sinxcosxm. Hãy tính theo m giá trị các biểu thức
1) Asin cosx x. 2) Bsin3xcos3x. 3) Csin4xcos4x. 4) D sinxcosx . 5) Etan2xcot2x. 6) Fsin6xcos6x. Bài 6. Tính sin , cos , tan , cotx x x x. Biết rằng
1) sinxcosx 2. 2) sinxcosx 2. 3) sin cos 1
x x 2. 4) tanxcotx4.
Bài 7. Cho tanx2 cotx 1. Hãy tính 1) Atan2xcot2x.
2) Btan3xcot3x. 3) Ctan4x2 cot4x.
Bài 8. Tính giá trị của các biểu thức sau đây khi 1) Cho 3 sin4 cos4 3
x x4. Tính Asin4x3 cos4x. 2) Cho 3 sin4 cos4 1
x x 2. Tính Bsin4x3 cos4x. 3) Cho 4 sin4 3cos4 7
x x 4. Tính C3 sin4x4 cos4x. Bài 9. Chứng minh các đẳng thức sau
1) cos2xsin2x 1 2 sin2x. 2) 2 cos2x 1 1 2 sin2x.
3) 3 4 sin 2x4 cos2x1. 4) sin cotx xcos tanx xsinxcosx. 5) sin4xcos4x 1 2 sin2xcos2x. 6) cos4xsin4xcos2xsin2x.
7) 4 cos2x 3
1 2 sinx
1 2 sin x
. 8)
1 cos x
sin2xcosxcos2x
sin2x9) sin4xcos4x 1 2 cos2x2 sin2x1. 10) sin3xcosxsin cosx 3xsin cosx x. 11) tan2xsin2xtan2xsin2x. 12) cot2xcos2xcot2xcos2x.
Bài 10. Chứng minh các đẳng thức sau
1) tan cot 1
sin cos
x x
x x
. 2) 1 cos sin
sin 1 cos
x x
x x
.
3) 1 1 1
1 tanx1 cotx
. 4) 1 1 1 1 tan2 0
cos cos x
x x
.
5)
2
2 2
1 sin
1 2 tan 1 sin
x x
x
. 6) tan tan tan tan
cot cot
x y
x y
x y
. 7) 1 cot4 22 14
sin sin
x x x
. 8) tan cos 1
1 sin cos x x
x x
.
Bài 11. Chứng minh các đẳng thức sau 1) sin6xcos6x 1 3 sin2xcos2x.
2) sin6xcos6x(sin2xcos2x)(1 sin 2xcos2x). 3) sin8xcos8x (1 2 sin2xcos2x)22 sin4xcos4x. 4) sin8xcos8x(sin2xcos2x)(1 2 sin 2xcos2x).
Bài 12. Chứng minh các đẳng thức sau
1) 1 sin xcosxtanx (1 cos )(1 tan )x x . 2) (1 tan )(1 cot )sin cos x x x x 1 2 sin cosx x. 3) (1 tan )cos x 2x (1 cot )sinx 2x(sinxcos )x 2. 4) sin2xtanxcos2xcotx2 sin cosx xtanxcotx. 5) sin2xtan2x4 sin2xtan2x3 cos2x3.
Bài 13. Chứng minh các đẳng thức sau 1)
2 2
sin cos tan 1
1 2 sin cos tan 1
. 2)
2 2
6
2 2
tan sin
cot cos tan
.
3)
2 2
cos sin
1 sin cos 1 tan 1 cot
. 4)
3
tan sin 1
cos .(1 cos ) sin
.
5) 2 2
2 2
1 tan cot 2
sin cos
. 6)
2 2
2 2
1 3 tan
tan 1
cos cos
. 7)
2 2 2 2
2 2 2 2
tan tan sin sin
tan tan sin sin
. 8)
2 2
1 cos (1 cos )
1 2 cot
sin sin
.
9) (1 cos )(1 cot2 ) 1 1 cos
. 10) 1 tan tan2 tan3 sin 3cos
cos
.
11)
2 2
sin cos 1 cot
sin cos cos sin 1 cot
.
12)
2 2 4
2 2 2 2
tan 1 cot 1 tan
1 tan . cot tan cot
.
13)
2
1 sin 1 sin 2
4 tan
1 sin 1 sin
.
14)
2
1 cos 1 cos 2
4 cot
1 cos 1 cos
.
Bài 14. Rút gọn các biểu thức sau
1) P1 sin4 sin2cos2. 2) P2 sin4cos4 cos2. 3) P3 sin2sin2cot2. 4) P4 cos2cos2cot2.
5) P5 (1 sin2) cot2 1 cot2 . 6) P6 sin2tancos2cot2 sin cos 7)
2 7
2 cos 1 sin cos
P
. 8) 8 1 cos2 1
1 cos P sin
.
9) 9 cot cot tan tan
P
. 10) 10 tan cos
1 sin
P
. 11) 11 sin tan sin cot
tan
x x
P x x
x
. 12) 12 cos tan2 cot cos
sin x x
P x x
x .
13)
2 2
13 2 2
cos cot
sin tan
x x
P x x
. 14)
2 2
2
14 2
1 sin cos cos cos
x x
P x
x
.
15)
3 2
15
sin sin cos cos 1 2 sin cos
x x x x
P x x
. 16)
216
sin cos 1
tan sin cos
x x
P x x x
.
Bài 15. Biến đổi các biểu thức sau thành tích số
1) A2 cos2x1. 2) B 3 4 sin2x.
3) Csin cosx xcos2x1. 4) Dsin2xsin cosx x1. 5) E 1 sinxcosxtanx. 6) Ftanxcotxsinxcosx. 7) Gcos tanx 2x
1 cosx
. 8) H
3 4 cos 2x
sinx
2 sinx1
.9) Isin2x3cos2x 6 cosx 2 sinx. 10) Jcos3xsin3xsinxcosx. 11) Kcos3xcos2x2 sinx2. 12) Lcos2xsin3xcosx.
13) M 1 cosxcos2xsinx
1 cos x
. 14) N2 cos3x2 cos2xsinx1.15) Ocos3xsin3x2 sin2x1. 16) Q
2 cosx1 sin
xcosx
1.17) R4 sin3x3 cos3x3 sinxsin2xcosx. 18) S
1 sinx
tan2x
1 cosx
.19) T2 sin cosx x2 sin2x3 sinxcosx1. 20) U 2 5sinx3 1 sin
x
tan2x.21) V tanx3 cotx4 sin
x 3 cosx
. 22) X3 sinx2 cosx3 tanx2.23) Y2 tan
xsinx
3 cotxcosx
5. 24) Z3 cot
xcosx
5 tanxsinx
2Bài 16. Chứng minh các biểu thức sau không phụ thuộc vào biến x 1) Acos4xsin4x2 sin2x.
2) Bsin4xsin2xcos2xcos2x. 3) Ccos4xsin2xcos2xsin2x.
4) Dcos4x
2 cos2x 3
sin4x
2 sin2x3
5) Esin6xcos6x2 sin4xcos4xsin2x.
6) sin . 1 1 , 0
1 cos 1 cos 4
F x x
x x
. 7) G sin4x4 cos2x cos4x4 sin2x. 8) Hcos2xcot2x5 cos2xcot2x4 sin2x.
9) I
1 cotx
sin3x
1 tanx
cos3xsinxcosx.10) J
sin4xcos4x1 tan
2xcot2x2
.11) K3 sin
8xcos8x
4 cos6x2 sin6x
6 sin4x.12) Lsin4x
1 sin 2x
cos4x
1 cos 2x
5 sin2xcos2x1.13) M2 sin
4xcos4xsin2xcos2x
2 sin8xcos8x
.Bài 17. Chứng minh các biểu thức sau không phụ thuộc vào biến x
1) 2 cot 1
tan 1 cot 1
A x
x x
. 2)
2
22 2 2
1 tan 1
4 tan 4 sin cos B x
x x x
.
3) C1 tantanx2x
1 tan2x
1 cot 2x
. 4)
2
22 2 2
1 cot 1
cot sin cos
D x
x x x
.
5)
6 2
6 2
1 sin 3 tan
cos cos
x x
E x x
. 6)
2 2 2 2
2 2
tan cos cot sin
sin cos
x x x x
F x x
.
7)
2 2
cot x cos x sin cosx x
G
. 8)
4 4
sin x cos x 1
H
.
Bài 18. Tính các giá trị lượng giác của các góc sau
1) sin(x90 )0 . 2) cos(1800x). 3) sin(2700x). 4) sin(x180 )0 . 5) cos(x540 )0 . 6) cot(1800x). 7) sin(x540 )0 . 8) tan(3600 x). 9) cos(4500 x). 10) sin (2702 0x). 11) cos (903 0x). 12) cot (1805 0x). Bài 19. Tính các giá trị lượng giác của các góc sau
1) cot(x). 2) sin( x). 3) tan(2 x). 4) cot(3x). 5) sin(x7 ) . 6) tan(x5 ) . 7) sin 5
2 x
. 8) cos 3
2 x
. 9) cot 3
x 2
. 10) cos 5
x 2
. 11) tan 11
2 x
. 12) sin 7
x 2
. 13) sin (2 x). 14) cos (9 x). 15) cot (11 x3 ) . 16) cos (34 x). 17) cot (2 x5 ) . 18) cos (6 x). 19) cos8
x 2
. 20) cos5
2 x
. 21) sin2019
x 2
. 22) tan2 9
x 2
. 23) cos2017 7
x 2
. 24) sin1987 5 2 x
. 25) cos2018 11
x 2
. 26) cot2 9
x 2
. 27) tan11 11
2 x
. Bài 20. Rút gọn (đơn giản) các biểu thức
1) cos sin
A x2 x
.
2) cos sin cos sin
2 2 2 2
B x x x x
.
3) 2 cos 3cos
sin 7 tan 32 2
C x x x x
.
4) 2 sin sin(5 ) sin 3 cos
2 2 2
D x x x x
.
5) 2 cos 3 cos( ) 5 sin 7 cot 3
2 2
E x x x x
.
6) sin 5
cos cot 3
tan 32 2
F x x x x.
7) cos 15
sin 3 tan cot 112 2 2
G x x x x
.
8) sin
cos cot 2
tan 32 2
H x x x x.
DẠNG 2. DÙNG CUNG LIÊN KẾT ĐỂ TÍNH GIÁ TRỊ RÚT GỌN BIỂU THỨC LƯỢNG GIÁC
9) cos 5
sin 3 tan 3 cot 3
2 2
I x x x x . 10) Jcos(2700 x) 2 sin(x450 ) cos(0 x900 ) 2 sin(2700 0x).
11) sin2 sin2 sin2 3 sin2
4 2 4
K x x x x . 12) sin2 sin2 sin2 sin2 2 sin2 5 sin2 7
3 6 9 9 8 8
L . 13) cos2023 cos2023( ).sin2022( ) sin2021
M x x x 2 x
. 14) sin (6 ) cos (6 ) 2 sin (4 2 ) sin4 3 cos2
2 2
N x x x x x
.
15)
tan 19 .cos 36 .sin 5
2
sin 9 .cos 99
2
x x x
O
x x
.
16) sin 85 cos 207
sin 332
sin2 32 2
P x x x x
.
Bài 21. Rút gọn và tính giá trị của biểu thức (không dùng máy tính) 1) Acos 00 cos 200 cos 400 ... cos1800.
2) Bcos 200cos 400 cos 600 ... cos1800. 3) Ccos100cos 400cos 700 ... cos1700. 4) Dtan 200 tan 400tan 600 ... tan1800. 5) Ecot 150cot 300cot 450 ... cot 1650. 6) Fsin 50sin100sin150 ... sin 3600. 7) Gcot 1950cot 2100cot 2250 ... cot 3450. 8) H cot 15 .cot 35 .cot 55 .cot 750 0 0 0.
9) I tan10 .tan 20 .tan 30 ...tan 800 0 0 0. 10) Jtan1 .tan 2 .tan 3 ...tan 890 0 0 0.
11) Ksin 282 0sin 362 0sin 542 0 cos 1522 0. 12) Lcos 22 0cos 42 0 cos 62 0 ... cos 882 0. 13) Msin 102 0sin 202 0sin2300 ... sin 902 0. 14/ N cos 102 0cos 202 0 cos 302 0 ... cos 1802 0
15) Osin 200sin 400sin 600 ... sin 3400 sin 3600. Bài 22. Rút gọn các biểu thức sau:
a) cos cos(2 ) cos(3 )
A 2 x x x . b) 2 cos 3 cos
5 sin 7 cot 32 2
B x x x x.
c) 2 sin sin(5 ) sin 3 cos
2 2 2
C x x x x.
d) cos 5
sin 3 tan 3 cot 3
2 2
D x x x x .
Bài 23. Chứng minh các đẳng thức sau a) sin4xcos4x 1 2 cos2x. b) sin4xcos4x 1 2 cos2x.sin2x. c) sin6xcos6x 1 3 sin2x.cos2x. d) sin cos 1 2 cos
1 cos sin cos 1
x x x
x x x
.
e) cot2xcos2x cos2x.cot2x. f) tan2xsin2x tan2x.sin2x.
g) 1 sin xcosxtanx (1 cos )(1 tan ) x x . h)
2
2 2
1 sin
1 tan 1 sin
x x
x
i) sin2x.tanxcos2x.cotx2 sin .cosx x tanxcotx. k) sin8xcos8x 1 4 sin2x.cos2x2 sin4x.cos4x Bài 24. Chứng minh các đẳng thức sau
a) tan .tan tan tan cot cot
a b
a b
a b
. b)
2 2
sin cos 1 cot
sin cos cos sin 1 cot
a a a
a a a a a
.
c)
2 2