Hãy nhắc lại định nghĩa giá trị lượng giác của một góc \(\alpha\) với \(0^0\le\alpha\le180^0\). Tại sao khi \(\alpha\) là các góc nhọn thì giá trị lượng giác này lại chính là các tỉ số lượng giác đã được học ở lớp 9 ?
Hãy nhắc lại định nghĩa giá trị lượng giác của một góc α với 0o ≤ α ≤ 180o. Tại sao khi α là các góc nhọn thì giá trị lượng giác này lại chính là các tỉ số lượng giác đã được học ở lớp 9?
a) Trên nửa đường tròn lượng giác nằm phía trên trục hoành, xác định điểm M(x0; y0) sao cho
Khi đó ta có:
sin α = y0
cos α = x0
tan α = y0 / x0
cot α = x0 / y0
b) Gọi E, F là hình chiếu của M trên Oy, Ox.
Khi α < 90º thì x0 > 0, y0 > 0
Nhắc lại khái niệm các giá trị lượng giác \(\sin \alpha ,\cos \alpha ,\tan \alpha ,\cot \alpha \) của góc \(\alpha \)\(({0^ \circ } \le \alpha \le {180^ \circ })\) đã học ở lớp 10.
+) Nửa đường tròn đơn vị: nửa đường tròn tâm O, bán kính R = 1 nằm phía trên trục hoành (H.3.2).
+) Với mỗi góc \(\alpha ({0^o} \le \alpha \le {180^o})\)có duy nhất điểm \(M({x_0};{y_0})\) trên nửa đường tròn đơn vị nói trên để \(\widehat {xOM} = \alpha .\) Khi đó:
\(\sin \alpha = {y_0}\) là tung độ của M
\(\cos \alpha = {x_0}\) là hoành độ của M
\(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = \frac{{{y_0}}}{{{x_0}}}(\alpha \ne {90^o})\)
\(\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }} = \frac{{{x_0}}}{{{y_0}}}(\alpha \ne {0^o},\alpha \ne {180^o})\)
Cho \(\alpha = \frac{\pi }{3}\). Biểu diễn các góc lượng giác \( - \alpha ,\alpha + \pi ,\pi - \alpha ,\frac{\pi }{2} - \alpha \) trên đường tròn lượng giác và rút ra mỗi liên hệ giữ giá trị lượng giác của các góc này với giá trị lượng giác của góc \(\alpha \)
Tính các giá trị lượng giác của góc \(\alpha \) trong mỗi trường hợp sau:
a) \(\sin \alpha = \frac{{\sqrt {15} }}{4}\) với \(\frac{\pi }{2} < \alpha < \pi \)
b) \(\cos \alpha = - \frac{2}{3}\) với \( - \pi < \alpha < 0\)
c) \(\tan \alpha = 3\) với \( - \pi < \alpha < 0\)
d) \(\cot \alpha = - 2\) với \(0 < \alpha < \pi \)
a) Ta có \({\cos ^2}\alpha + {\sin ^2}\alpha \,\,\, = \,1\)
mà \(\sin \alpha = \frac{{\sqrt {15} }}{4}\) nên \({\cos ^2}\alpha + {\left( {\frac{{\sqrt {15} }}{4}} \right)^2}\,\,\, = \,1 \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = \frac{1}{{16}}\)
Lại có \(\frac{\pi }{2} < \alpha < \pi \) nên \(\cos \alpha < 0 \Rightarrow \cos \alpha = - \frac{1}{4}\)
Khi đó \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{co{\mathop{\rm s}\nolimits} \alpha }} = - \sqrt {15} ;\cot \alpha = \frac{1}{{\tan \alpha }} = - \frac{1}{{\sqrt {15} }}\)
b)
Ta có \({\cos ^2}\alpha + {\sin ^2}\alpha \,\,\, = \,1\)
mà \(\cos \alpha = - \frac{2}{3}\) nên \({\sin ^2}\alpha + {\left( {\frac{{ - 2}}{3}} \right)^2}\,\,\, = \,1 \Rightarrow {\sin ^2}\alpha = \frac{5}{9}\)
Lại có \( - \pi < \alpha < 0\) nên \(\sin \alpha < 0 \Rightarrow \sin \alpha = - \frac{{\sqrt 5 }}{3}\)
Khi đó \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{co{\mathop{\rm s}\nolimits} \alpha }} = \frac{{\sqrt 5 }}{2};\cot \alpha = \frac{1}{{\tan \alpha }} = \frac{2}{{\sqrt 5 }}\)
c)
Ta có \(\tan \alpha = 3\) nên
\(\cot \alpha = \frac{1}{{\tan \alpha }} = \frac{1}{3}\)
\(\frac{1}{{{{\cos }^2}\alpha }} = 1 + {\tan ^2}\alpha \,\,\, = \,1 + {3^2} = 10\,\, \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = \frac{1}{{10}}\)
Mà \({\cos ^2}\alpha + {\sin ^2}\alpha \,\,\, = \,1 \Rightarrow {\sin ^2}\alpha = \frac{9}{{10}}\)
Với \( - \pi < \alpha < 0\) thì \(\sin \alpha < 0 \Rightarrow \sin \alpha = - \sqrt {\frac{9}{{10}}} \)
Với \( - \pi < \alpha < - \frac{\pi }{2}\) thì \(\cos \alpha < 0 \Rightarrow \cos \alpha = - \sqrt {\frac{1}{{10}}} \)
và \( - \frac{\pi }{2} \le \alpha < 0\) thì \(\cos \alpha > 0 \Rightarrow \cos \alpha = \sqrt {\frac{1}{{10}}} \)
d)
Ta có \(\cot \alpha = - 2\) nên
\(\tan \alpha = \frac{1}{{\cot \alpha }} = - \frac{1}{2}\)
\(\frac{1}{{{{\sin }^2}\alpha }} = 1 + co{{\mathop{\rm t}\nolimits} ^2}\alpha \,\,\, = \,1 + {( - 2)^2} = 5\,\, \Rightarrow {\sin ^2}\alpha = \frac{1}{5}\)
Mà \({\cos ^2}\alpha + {\sin ^2}\alpha \,\,\, = \,1 \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = \frac{4}{5}\)
Với \(0 < \alpha < \pi \) thì \(\sin \alpha > 0 \Rightarrow \sin \alpha = \sqrt {\frac{1}{5}} \)
Với \(0 < \alpha < \frac{\pi }{2}\) thì \(\cos \alpha > 0 \Rightarrow \cos \alpha = \sqrt {\frac{4}{5}} \)
và \(\frac{\pi }{2} \le \alpha < \pi \) thì \(\cos \alpha < 0 \Rightarrow \cos \alpha = - \sqrt {\frac{4}{5}} \)
Tính các giá trị lượng giác của góc 2\(\alpha \), biết:
a, \(\sin \alpha = \frac{{\sqrt 3 }}{3},0 < \alpha < \frac{\pi }{2}\)
b, \(\sin \frac{\alpha }{2} = \frac{3}{4},\pi < \alpha < 2\pi \)
\(a,sin^2\alpha+cos^2\alpha=1\\ \Rightarrow cos\alpha=\pm\sqrt{1-sin^2\alpha}=\pm\sqrt{1-\left(\dfrac{\sqrt{3}}{3}\right)^2}=\pm\dfrac{\sqrt{6}}{3}\)
Vì \(0< \alpha< \dfrac{\pi}{2}\Rightarrow cos\alpha=\dfrac{\sqrt{6}}{3}\)
\(sin2\alpha=2sin\alpha cos\alpha=2\cdot\dfrac{\sqrt{3}}{3}\cdot\dfrac{\sqrt{6}}{3}=\dfrac{2\sqrt{2}}{3}\\ cos2\alpha=2cos^2\alpha-1=2\cdot\left(\dfrac{\sqrt{6}}{3}\right)^2-1=\dfrac{1}{3}\\ tan2\alpha=\dfrac{sin2\alpha}{cos2\alpha}=\dfrac{\dfrac{2\sqrt{2}}{3}}{\dfrac{1}{3}}=2\sqrt{2}\\ cot2\alpha=\dfrac{1}{tan2\alpha}=\dfrac{1}{2\sqrt{2}}=\dfrac{\sqrt{2}}{4}\)
\(b,sin^2\dfrac{\alpha}{2}+cos^2\dfrac{\alpha}{2}=1\\ \Rightarrow cos\dfrac{\alpha}{2}=\pm\sqrt{1-sin^2\dfrac{\alpha}{2}}=\pm\sqrt{1-\left(\dfrac{3}{4}\right)^2}=\pm\dfrac{\sqrt{7}}{4}\)
Vì \(\pi< \alpha< 2\pi\Rightarrow\dfrac{\pi}{2}< \dfrac{\alpha}{2}< \pi\Rightarrow cos\alpha=-\dfrac{\sqrt{7}}{4}\)
\(sin\alpha=2sin\dfrac{\alpha}{2}cos\dfrac{\alpha}{2}=2\cdot\dfrac{3}{4}\cdot\left(-\dfrac{\sqrt{7}}{4}\right)=-\dfrac{3\sqrt{7}}{8}\\ cos\alpha=2cos^2\dfrac{\alpha}{2}-1=2\cdot\left(-\dfrac{\sqrt{7}}{4}\right)^2-1=-\dfrac{1}{8}\\sin2\alpha=2sin\alpha cos\alpha=2\cdot\left(-\dfrac{3\sqrt{7}}{8}\right)\cdot\left(-\dfrac{1}{8}\right)=\dfrac{3\sqrt{7}}{32}\\ cos2\alpha=2cos^2\alpha-1=2\cdot\left(-\dfrac{1}{8}\right)^2-1=-\dfrac{31}{32}\\ tan2\alpha=\dfrac{sin2\alpha}{cos2\alpha}=\dfrac{\dfrac{3\sqrt{7}}{32}}{-\dfrac{31}{32}}=-\dfrac{3\sqrt{7}}{31}\\ cot2\alpha=\dfrac{1}{tan2\alpha}=\dfrac{1}{-\dfrac{3\sqrt{7}}{31}}=-\dfrac{31\sqrt{7}}{21}\)
Tính các giá trị lượng giác của góc \(\alpha \), biết:
a, \(cos2\alpha = \frac{2}{5}, - \frac{\pi }{2} < \alpha < 0\)
b, \(\sin 2\alpha = - \frac{4}{9},\frac{\pi }{2} < \alpha < \frac{{3\pi }}{4}\)
\(a,cos2\alpha=2cos^2\alpha-1=\dfrac{2}{5}\\ \Leftrightarrow cos^2\alpha=\dfrac{7}{10}\Rightarrow cos\alpha=\pm\dfrac{\sqrt{70}}{10}\)
Vì \(-\dfrac{\pi}{2}< \alpha< 0\Rightarrow cos\alpha=\dfrac{\sqrt{70}}{10}\)
Ta có:
\(sin^2\alpha+cos^2\alpha=1\\ \Rightarrow sin^2\alpha=1-\dfrac{7}{10}=\dfrac{3}{10}\\ \Rightarrow sin\alpha=\pm\sqrt{30}10\)
Vì \(-\dfrac{\pi}{2}< \alpha< 0\Rightarrow sin\alpha=-\dfrac{\sqrt{30}}{10}\)
\(tan\alpha=\dfrac{sin\alpha}{cos\alpha}=\dfrac{-\dfrac{\sqrt{30}}{10}}{\dfrac{-\sqrt{70}}{10}}=-\dfrac{\sqrt{21}}{7}\\ cot\alpha=\dfrac{1}{tan\alpha}=\dfrac{1}{-\dfrac{\sqrt{21}}{7}}=-\dfrac{\sqrt{21}}{3}\)
\(b,sin^22\alpha+cos^22\alpha=1\\ \Rightarrow cos2\alpha=\sqrt{1-\left(-\dfrac{4}{9}\right)^2}=\pm\dfrac{\sqrt{65}}{9}\)
Vì \(\dfrac{\pi}{2}< \alpha< \dfrac{3\pi}{4}\Rightarrow\pi< 2\alpha< \dfrac{3\pi}{2}\Rightarrow cos2\alpha=-\dfrac{\sqrt{65}}{9}\)
\(cos2\alpha=2cos^2\alpha-1=-\dfrac{\sqrt{65}}{9}\\ \Rightarrow cos\alpha=\pm\sqrt{\dfrac{9-\sqrt{65}}{18}}\)
Vì \(\dfrac{\pi}{2}< \alpha< \dfrac{3\pi}{4}\Rightarrow cos\alpha=-\sqrt{\dfrac{9-\sqrt{65}}{18}}\)
\(sin^2\alpha+cos^2\alpha=1\\ \Rightarrow sin^2\alpha=\dfrac{9+\sqrt{65}}{18}\\ \Rightarrow sin\alpha=\pm\sqrt{\dfrac{9+\sqrt{65}}{18}}\)
Vì \(\dfrac{\pi}{2}< \alpha< \dfrac{3\pi}{4}\Rightarrow sin\alpha=\sqrt{\dfrac{9+\sqrt{65}}{18}}\)
\(tan\alpha=\dfrac{sin\alpha}{cos\alpha}=\dfrac{\sqrt{\dfrac{9+\sqrt{65}}{18}}}{-\sqrt{\dfrac{9-\sqrt{65}}{18}}}\approx-4,266\\ cot\alpha=\dfrac{1}{tan\alpha}\approx-0,234\)
Tính các giá trị lượng giác của góc α, nếu:
a) \(\sin \alpha = \frac{5}{{13}}\) và \(\frac{\pi }{2} < \alpha < \pi \)
b) \(\cos \alpha = \frac{2}{5}\) và \(0 < \alpha < 90^\circ \)
c) \(\tan \alpha = \sqrt 3 \) và \(\pi < \alpha < \frac{{3\pi }}{2}\)
d) \(\cot \alpha = \frac{1}{2}\) và \(270^\circ < \alpha < 360^\circ \)
Tính các giá trị lượng giác của góc \(\alpha \), biết:
a) \(\cos \alpha = \frac{1}{5}\) và \(0 < \alpha < \frac{\pi }{2}\);
b) \(\sin \alpha = \frac{2}{3}\) và \(\frac{\pi }{2} < \alpha < \pi \).
c) \(\tan \alpha = \sqrt 5 \) và \(\pi < a < \frac{{3\pi }}{2}\);
d) \(\cot \alpha = - \frac{1}{{\sqrt 2 }}\) và \(\frac{{3\pi }}{2} < \alpha < 2\pi \).
a) Vì \(0<\alpha <\frac{\pi }{2} \) nên \(\sin \alpha > 0\). Mặt khác, từ \({\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1\) suy ra
\(\sin \alpha = \sqrt {1 - {{\cos }^2}a} = \sqrt {1 - \frac{1}{{25}}} = \frac{{2\sqrt 6 }}{5}\)
Do đó, \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = \frac{{\frac{{2\sqrt 6 }}{5}}}{{\frac{1}{5}}} = 2\sqrt 6 \) và \(\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }} = \frac{{\frac{1}{5}}}{{\frac{{2\sqrt 6 }}{5}}} = \frac{{\sqrt 6 }}{{12}}\)
b) Vì \(\frac{\pi }{2} < \alpha < \pi\) nên \(\cos \alpha < 0\). Mặt khác, từ \({\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha = 1\) suy ra
\(\cos \alpha = \sqrt {1 - {{\sin }^2}a} = \sqrt {1 - \frac{4}{9}} = -\frac{{\sqrt 5 }}{3}\)
Do đó, \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = \frac{{\frac{2}{3}}}{{-\frac{{\sqrt 5 }}{3}}} = -\frac{{2\sqrt 5 }}{5}\) và \(\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }} = \frac{{-\frac{{\sqrt 5 }}{3}}}{{\frac{2}{3}}} = -\frac{{\sqrt 5 }}{2}\)
c) Ta có: \(\cot \alpha = \frac{1}{{\tan \alpha }} = \frac{1}{{\sqrt 5 }}\)
Ta có: \({\tan ^2}\alpha + 1 = \frac{1}{{{{\cos }^2}\alpha }} \Rightarrow {\cos ^2}\alpha = \frac{1}{{{{\tan }^2}\alpha + 1}} = \frac{1}{6} \Rightarrow \cos \alpha = \pm \frac{1}{{\sqrt 6 }}\)
Vì \(\pi < \alpha < \frac{{3\pi }}{2} \Rightarrow \sin \alpha < 0\;\) và \(\,\,\cos \alpha < 0 \Rightarrow \cos \alpha = -\frac{1}{{\sqrt 6 }}\)
Ta có: \(\tan \alpha = \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} \Rightarrow \sin \alpha = \tan \alpha .\cos \alpha = \sqrt 5 .(-\frac{1}{{\sqrt 6 }}) = -\sqrt {\frac{5}{6}} \)
d) Vì \(\cot \alpha = - \frac{1}{{\sqrt 2 }}\;\,\) nên \(\,\,\tan \alpha = \frac{1}{{\cot \alpha }} = - \sqrt 2 \)
Ta có: \({\cot ^2}\alpha + 1 = \frac{1}{{{{\sin }^2}\alpha }} \Rightarrow {\sin ^2}\alpha = \frac{1}{{{{\cot }^2}\alpha + 1}} = \frac{2}{3} \Rightarrow \sin \alpha = \pm \sqrt {\frac{2}{3}} \)
Vì \(\frac{{3\pi }}{2} < \alpha < 2\pi \Rightarrow \sin \alpha < 0 \Rightarrow \sin \alpha = - \sqrt {\frac{2}{3}} \)
Ta có: \(\cot \alpha = \frac{{\cos \alpha }}{{\sin \alpha }} \Rightarrow \cos \alpha = \cot \alpha .\sin \alpha = \left( { - \frac{1}{{\sqrt 2 }}} \right).\left( { - \sqrt {\frac{2}{3}} } \right) = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\)
tính các giá trị lượng giác của góc x khi biết \(\cos\dfrac{\alpha}{2}=\dfrac{4}{5}\) và 0<x<\(\dfrac{\pi}{2}\)
\(0< a< \dfrac{\pi}{2}\Rightarrow0< \dfrac{a}{2}< \dfrac{\pi}{4}\Rightarrow sin\dfrac{a}{2}>0\)
\(\Rightarrow sin\dfrac{a}{2}=\sqrt{1-cos^2\dfrac{a}{2}}=\dfrac{3}{5}\)
\(sina=2sin\dfrac{a}{2}cos\dfrac{a}{2}=2.\left(\dfrac{4}{5}\right)\left(\dfrac{3}{5}\right)=\dfrac{24}{25}\)
\(cosa=\pm\sqrt{1-sin^2a}=\pm\dfrac{7}{25}\)
\(tana=\dfrac{sina}{cosa}=\pm\dfrac{24}{7}\)