TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SGK Toán 11 CTST Bài 3: Các công thức lượng giác có đáp án

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đặt chiều rộng cổng AH = d.

⇒ OA = OB = 12\frac{1}{2}d.

Xét tam giác OBB’ vuông tại B’, có:

sin⁡BOB′^=BB′OB=27d2=54d\sin \widehat{BOB'}=\frac{BB'}{OB}=\frac{27}{\frac{d}{2}}=\frac{54}{d}.

Vì AB⌢=BC⌢\overset{\frown}{AB}=\overset{\frown}{BC} nên sđAC⌢\overset{\frown}{AC} = 2.sđAB⌢\overset{\frown}{AB} ⇒AOC^=2BOB′^\Rightarrow \widehat{AOC}=2\widehat{BOB'}

Xét tam giác OCC’ vuông tại C’, có:

sin⁡COC′^=CC′OC⇔CC′=OC.sin⁡COC′^=OC.sin⁡(2BOB′^)\sin \widehat{COC'}=\frac{CC'}{OC}\Leftrightarrow CC'=OC.\sin \widehat{COC'}=OC.\sin (2\widehat{BOB'})

Sau bài học này ta sẽ giải quyết tiếp được bài toán như sau:

sin⁡(2BOB′^)=2sin⁡BOB′^.cos⁡BOB′^=2.54d.1−(54d)2=108d1−(54d)2\sin (2\widehat{BOB'})=2\sin \widehat{BOB'}.\cos \widehat{BOB'}=2.\frac{54}{d}.\sqrt{1-{(\frac{54}{d})}^{2}}=\frac{108}{d}\sqrt{1-{(\frac{54}{d})}^{2}}.

Vậy khoảng cách này từ điểm C đến AH là 108d1−(54d)2\frac{108}{d}\sqrt{1-{(\frac{54}{d})}^{2}}.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: cos(α – β) = xM_{M}.xN_{N} + yM_{M}.yN_{N} = cosα.cosβ + sinα.sinβ.

Ta có: cos(α + β) = cos(α – (– β)) = cosα.cos(–β) + sinα.sin(–β) = cosα.cosβ – sinα.sinβ.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

sin⁡π12=sin⁡(π3−π4)=sin⁡π3.cosπ4−cosπ3.sinπ4=32.22−12.22=6−24\sin \frac{π}{12}=\sin (\frac{π}{3}-\frac{π}{4})=\sin \frac{π}{3}.\text{cos}\frac{π}{4}-\text{cos}\frac{π}{3}.\text{sin}\frac{π}{4}=\frac{\sqrt{3}}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2}-\frac{1}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4}.

Ở ví dụ 1 ta có: cosπ12=6+24\text{cos}\frac{π}{12}=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}

Suy ratan⁡π12=sin⁡π12cosπ12=6−246+24=6−26+2=2−3\tan \frac{π}{12}=\frac{\sin \frac{π}{12}}{\text{cos}\frac{π}{12}}=\frac{\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4}}{\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}=2-\sqrt{3}

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có:

cos2α = cos(α + α) = cosα.cosα – sinα.sinα = cos2^{2}α – sin2^{2}α = cos2^{2}α + sin2^{2}α – 2sin2^{2}α = 1 – 2sin2^{2}α = 2cos2^{2}α – 1.

sin2α = sin(α + α) = sinα.cosα + cosα.sinα = 2.sinα.cosα .

tan⁡2α=tan⁡(α+α)=tan⁡α+tan⁡α1−tan⁡α.tan⁡α=2tan⁡α1−tan⁡2α\tan 2α=\tan (α+α)=\frac{\tan α+\tan α}{1-\tan α.\tan α}=\frac{2\tan α}{1-{\tan }^{2}α}.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

+) Ta có: cosπ4=cos(2.π8)=2cos2π8−1=22\text{cos}\frac{π}{4}=\text{cos}(\text{2.}\frac{π}{8})=2{\text{cos}}^{2}\frac{π}{8}-1=\frac{\sqrt{2}}{2}

⇒cos2π8=2+24\Rightarrow {\text{cos}}^{2}\frac{π}{8}=\frac{\sqrt{2}+2}{4}

⇒cosπ8=2+24=2+22\Rightarrow \text{cos}\frac{π}{8}=\sqrt{\frac{\sqrt{2}+2}{4}}=\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2} (vì 0<π8<π20<\frac{π}{8}<\frac{π}{2}).

+) tan⁡π4=tan⁡(2.π8)=2tan⁡π81−tan⁡2π8=1\tan \frac{π}{4}=\tan (2.\frac{π}{8})=\frac{2\tan \frac{π}{8}}{1-{\tan }^{2}\frac{π}{8}}=1

⇔1−tan⁡2π8=2tan⁡π8\Leftrightarrow 1-{\tan }^{2}\frac{π}{8}=2\tan \frac{π}{8}

⇔tan⁡2π8+2tan⁡π8−1=0\Leftrightarrow {\tan }^{2}\frac{π}{8}+2\tan \frac{π}{8}-1=0

⇔tan⁡π8=−1+2\Leftrightarrow \tan \frac{π}{8}=-1+\sqrt{2}(vì 0<π8<π20<\frac{π}{8}<\frac{π}{2}).

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Ta có: cos(α – β) = cosα.cosβ + sinα.sinβ; cos(α + β) = cosα.cosβ – sinα.sinβ

Khi đó:

cos(α – β) + cos(α + β) = cosα.cosβ + sinα.sinβ + cosα.cosβ – sinα.sinβ

= 2cosα.cosβ.

cos(α – β) – cos(α + β) = cosα.cosβ + sinα.sinβ – cosα.cosβ + sinα.sinβ

= 2sinα.sinβ .

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

b) Ta có: sin(α – β) = sinα.cosβ + cosα.sinβ; sin(α + β) = sinα.cosβ – cosα.sinβ

Khi đó:

sin(α – β) + sin(α + β) = sinα.cosβ + cosα.sinβ + sinα.cosβ – cosα.sinβ = 2sinα.cosβ.

sin(α – β) – sin(α + β) = sinα.cosβ + cosα.sinβ – sinα.cosβ + cosα.sinβ = 2cosα.sinβ.

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có:

sin⁡π24cos5π24=12[sin⁡(π24−5π24)+sin⁡(π24+5π24)]=12[sin⁡(−π6)+sin⁡(π4)]\sin \frac{π}{24}\text{cos}\frac{5π}{24}=\frac{1}{2}[\sin (\frac{π}{24}-\frac{5π}{24})+\sin (\frac{π}{24}+\frac{5π}{24})]=\frac{1}{2}[\sin (-\frac{π}{6})+\sin (\frac{π}{4})]

=12[−12+22]=2−14=\frac{1}{2}[-\frac{1}{2}+\frac{\sqrt{2}}{2}]=\frac{\sqrt{2}-1}{4}

sin⁡7π8sin5π8=12[cos(7π8−5π8)−cos(7π8+5π8)]=12(cosπ4−cos3π2)\sin \frac{7π}{8}\text{sin}\frac{5π}{8}=\frac{1}{2}[\text{cos}(\frac{7π}{8}-\frac{5π}{8})-\text{cos}(\frac{7π}{8}+\frac{5π}{8})]=\frac{1}{2}(\text{cos}\frac{π}{4}-\text{cos}\frac{3π}{2})

=12(22+0)=24=\frac{1}{2}(\frac{\sqrt{2}}{2}+0)=\frac{\sqrt{2}}{4}.

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có:

cos⁡a.cos⁡b=cos⁡α+β2.cos⁡α−β2=12[cos⁡(α+β2−α−β2)+cos⁡(α+β2+α−β2)]\cos a.\cos b=\cos \frac{α+β}{2}.\cos \frac{α-β}{2}=\frac{1}{2}[\cos (\frac{α+β}{2}-\frac{α-β}{2})+\cos (\frac{α+β}{2}+\frac{α-β}{2})]

=12(cos⁡β+cos⁡α)=\frac{1}{2}(\cos β+\cos α).

sin⁡a.sin⁡b=sin⁡α+β2.sin⁡α−β2=12[cos⁡(α+β2−α−β2)−cos⁡(α+β2+α−β2)]\sin a.\sin b=\sin \frac{α+β}{2}.\sin \frac{α-β}{2}=\frac{1}{2}[\cos (\frac{α+β}{2}-\frac{α-β}{2})-\cos (\frac{α+β}{2}+\frac{α-β}{2})]

=12(cos⁡β−cos⁡α)=\frac{1}{2}(\cos β-\cos α).

sin⁡a.cosb=sin⁡α+β2.cosα−β2=12[sin⁡(α+β2−α−β2)+sin⁡(α+β2+α−β2)]\sin a.\text{cos}b=\sin \frac{α+β}{2}.\text{cos}\frac{α-β}{2}=\frac{1}{2}[\sin (\frac{α+β}{2}-\frac{α-β}{2})+\sin (\frac{α+β}{2}+\frac{α-β}{2})]

=12(sin⁡β+sin⁡α)=\frac{1}{2}(\sin β+\sin α).

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

cos7π12+cosπ12=2cos(7π12+π122)cos(7π12−π122)=2cosπ3cosπ4=2.12.22=22\text{cos}\frac{7π}{12}+\text{cos}\frac{π}{12}=2\text{cos}(\frac{\frac{7π}{12}+\frac{π}{12}}{2})\text{cos}(\frac{\frac{7π}{12}-\frac{π}{12}}{2})=2\text{cos}\frac{π}{3}\text{cos}\frac{π}{4}=2.\frac{1}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2}=\frac{\sqrt{2}}{2}

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Ta có: OA = OB = 1202=60\frac{120}{2}=60 cm.

Xét tam giác OBB’ vuông tại B’, có:

sin⁡BOB′^=BB′OB=2760=920\sin \widehat{BOB'}=\frac{BB'}{OB}=\frac{27}{60}=\frac{9}{20}.

⇒cosBOB′^=1−(920)2=31920\Rightarrow \text{cos}\widehat{BOB'}=\sqrt{1-{(\frac{9}{20})}^{2}}=\frac{\sqrt{319}}{20}

Vì AB⌢=BC⌢\overset{\frown}{AB}=\overset{\frown}{BC} nên sđAC⌢\overset{\frown}{AC} = 2.sđAB⌢\overset{\frown}{AB} ⇒AOC^=2BOB′^\Rightarrow \widehat{AOC}=2\widehat{BOB'}

Xét tam giác OCC’ vuông tại C’, có:

sin⁡COC′^=CC′OC⇔CC′=OC.sin⁡COC′^=OC.sin⁡(2BOB′^)\sin \widehat{COC'}=\frac{CC'}{OC}\Leftrightarrow CC'=OC.\sin \widehat{COC'}=OC.\sin (2\widehat{BOB'})

Sau bài học này ta sẽ giải quyết tiếp được bài toán như sau:

sin⁡(2BOB′^)=2sin⁡BOB′^.cos⁡BOB′^=2.920.31920=9319200\sin (2\widehat{BOB'})=2\sin \widehat{BOB'}.\cos \widehat{BOB'}=2.\frac{9}{20}.\frac{\sqrt{319}}{20}=\frac{9\sqrt{319}}{200}.

Vậy khoảng cách này từ điểm C đến AH là 60.9319200≈48,2(cm)60.\frac{9\sqrt{319}}{200}\approx 48{,}2(cm).

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Ta có:

+) cos5π12=cos(π4+π6)=cosπ4.cosπ6−sinπ4.sin⁡π6=22.32−22.12\text{cos}\frac{5π}{12}=\text{cos}(\frac{π}{4}+\frac{π}{6})=\text{cos}\frac{π}{4}.\text{cos}\frac{π}{6}-\text{sin}\frac{π}{4}.\sin \frac{π}{6}=\frac{\sqrt{2}}{2}.\frac{\sqrt{3}}{2}-\frac{\sqrt{2}}{2}.\frac{1}{2}=64−24=6−24=\frac{\sqrt{6}}{4}-\frac{\sqrt{2}}{4}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4}+.

+) +sin⁡5π12=sin⁡(π4+π6)=sin⁡π4.cosπ6+ cosπ4.sin⁡π6=22.32+22.12\sin \frac{5π}{12}=\sin (\frac{π}{4}+\frac{π}{6})=\sin \frac{π}{4}.\text{cos}\frac{π}{6}\text{+ cos}\frac{π}{4}.\sin \frac{π}{6}=\frac{\sqrt{2}}{2}.\frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{\sqrt{2}}{2}.\frac{1}{2}

=64+24=6+24=\frac{\sqrt{6}}{4}+\frac{\sqrt{2}}{4}=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}.

+) tan⁡5π12=sin⁡5π12cos5π12=6−246+24=6−26+2=2−3\tan \frac{5π}{12}=\frac{\sin \frac{5π}{12}}{\text{cos}\frac{5π}{12}}=\frac{\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4}}{\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}=2-\sqrt{3}.

+) cot⁡5π12=12−3=2+3\cot \frac{5π}{12}=\frac{1}{2-\sqrt{3}}=2+\sqrt{3}.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

b) Ta có:

– 555° = π.(−555∘)180∘=−37π12=−(3π+π12)\frac{π.(-555^{\circ})}{180^{\circ}}=-\frac{37π}{12}=-(3π+\frac{π}{12}) rad.

Khi đó:

+) cos(−555∘)=cos(3π+π12)=−cos(π12)=−cos(π3−π4)\text{cos}(-555^{\circ})=\text{cos}(3π+\frac{π}{12})=-\text{cos}(\frac{π}{12})=-\text{cos}(\frac{π}{3}-\frac{π}{4})

=−(cosπ3cosπ4+sin⁡π3sin⁡π4)=−(12.22+32.22)=−2+64=-(\text{cos}\frac{π}{3}\text{cos}\frac{π}{4}+\sin \frac{π}{3}\sin \frac{π}{4})=-(\frac{1}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2}+\frac{\sqrt{3}}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2})=-\frac{\sqrt{2}+\sqrt{6}}{4}.

+) sin⁡(−555∘)=sin⁡(3π+π12)=sin⁡(π12)=sin⁡(π3−π4)\sin (-555^{\circ})=\sin (3π+\frac{π}{12})=\sin (\frac{π}{12})=\sin (\frac{π}{3}-\frac{π}{4})

= sin⁡π3cosπ4−cosπ3sin⁡π4=32.22−12.22=6−24=\ \sin \frac{π}{3}\text{cos}\frac{π}{4}-\text{cos}\frac{π}{3}\sin \frac{π}{4}=\frac{\sqrt{3}}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2}-\frac{1}{2}.\frac{\sqrt{2}}{2}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4}.

+) tan⁡(−555∘)=sin⁡(−555∘)cos(−555∘)=6−24−6+24=−2+3\tan (-555^{\circ})=\frac{\sin (-555^{\circ})}{\text{cos}(-555^{\circ})}=\frac{\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4}}{-\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}}=-2+\sqrt{3}.

+) cot⁡(−555∘)=1−2+3=−2−3\cot (-555^{\circ})=\frac{1}{-2+\sqrt{3}}=-2-\sqrt{3}.

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: cosα=−1−(−513)2=−1213\text{cos}α=-\sqrt{1-{(-\frac{5}{13})}^{2}}=-\frac{12}{13} (vì π<α<3π2π<α<\frac{3π}{2}).

Ta lại có:

sin⁡(α+π6)=(−513).32+(−1213).12=−12+5326\sin (α+\frac{π}{6})=(-\frac{5}{13}).\frac{\sqrt{3}}{2}+(-\frac{12}{13}).\frac{1}{2}=\frac{-12+5\sqrt{3}}{26};

cos(π4−α)=cosπ4cosα+sin⁡π4sin⁡α=22.(−1213)+22.(−513)=−17226\text{cos}(\frac{π}{4}-α)=\text{cos}\frac{π}{4}\text{cos}α+\sin \frac{π}{4}\sin α=\frac{\sqrt{2}}{2}.(-\frac{12}{13})+\frac{\sqrt{2}}{2}.(-\frac{5}{13})=\frac{-17\sqrt{2}}{26}.

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Ta có: cosα=1−(33)2=63\text{cos}α=\sqrt{1-{(\frac{\sqrt{3}}{3})}^{2}}=\frac{\sqrt{6}}{3} (vì 0<α<π20<α<\frac{π}{2}).

Khi đó:

sin⁡2α=2.sin⁡α.cosα=2.33.63=223\sin 2α=2.\sin α.\text{cos}α=2.\frac{\sqrt{3}}{3}.\frac{\sqrt{6}}{3}=\frac{2\sqrt{2}}{3};

cos2α=2.cos2α−1=2.(63)2−1=13\text{cos}2α=2.{\text{cos}}^{2}α-1=2.{(\frac{\sqrt{6}}{3})}^{2}-1=\frac{1}{3};

tan⁡2α=sin⁡2αcos2α=22313=22\tan 2α=\frac{\sin 2α}{\text{cos}2α}=\frac{\frac{2\sqrt{2}}{3}}{\frac{1}{3}}=2\sqrt{2};

cot⁡2α=1tan⁡ 2α=122=24\cot 2α=\frac{1}{\tan \ 2α}=\frac{1}{2\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{4}.

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

b) Ta có: cosα2=−1−(34)2=−74\text{cos}\frac{α}{2}=-\sqrt{1-{(\frac{3}{4})}^{2}}=-\frac{\sqrt{7}}{4} (vì π<α<2π⇔π2<α2<ππ<α<2π\Leftrightarrow \frac{π}{2}<\frac{α}{2}<π).

Khi đó:

sin⁡α=2.sin⁡α2.cosα2=2.34.(−74)=−378\sin α=2.\sin \frac{α}{2}.\text{cos}\frac{α}{2}=2.\frac{3}{4}.(-\frac{\sqrt{7}}{4})=-\frac{3\sqrt{7}}{8};

cosα=2.cos2α2−1=2.(−74)2−1=−18\text{cos}α=2.{\text{cos}}^{2}\frac{α}{2}-1=2.{(-\frac{\sqrt{7}}{4})}^{2}-1=-\frac{1}{8};

sin⁡2α=2.sin⁡α.cosα=2.(−378).(−18)=3732\sin 2α=2.\sin α.\text{cos}α=2.(-\frac{3\sqrt{7}}{8}).(-\frac{1}{8})=\frac{3\sqrt{7}}{32};

cos2α=2.cos2α−1=2.(−18)2−1=−3132\text{cos}2α=2.{\text{cos}}^{2}α-1=2.{(-\frac{1}{8})}^{2}-1=-\frac{31}{32};

tan⁡2α=sin⁡2αcos2α=378−3132=−12731\tan 2α=\frac{\sin 2α}{\text{cos}2α}=\frac{\frac{3\sqrt{7}}{8}}{-\frac{31}{32}}=-\frac{12\sqrt{7}}{31};

cot⁡2α=1tan⁡ 2α=−31127\cot 2α=\frac{1}{\tan \ 2α}=-\frac{31}{12\sqrt{7}}.

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) 2sin⁡(α+π4)−cosα\sqrt{2}\sin (α+\frac{π}{4})-\text{cos}α

=2.(sin⁡α.cosπ4+cosα.sin⁡π4)−cosα=\sqrt{2}.(\sin α.\text{cos}\frac{π}{4}+\text{cos}α.\sin \frac{π}{4})-\text{cos}α

=2.(22sin⁡α+22cosα)−cosα=\sqrt{2}.(\frac{\sqrt{2}}{2}\sin α+\frac{\sqrt{2}}{2}\text{cos}α)-\text{cos}α

=sin⁡α+cosα−cosα=\sin α+\text{cos}α-\text{cos}α

=sin⁡α=\sin α.

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

b) (cos⁡α+sin⁡α)2−sin⁡2α{(\cos α+\sin α)}^{2}-\sin 2α

=cos⁡2α+sin⁡2α+2sin⁡α.cos⁡α−2sin⁡α.cosα={\cos }^{2}α+{\sin }^{2}α+2\sin α.\cos α-2\sin α.\text{cos}α

=1

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Ta có: cos2α=2cos2α−1=25\text{cos}2α=2{\text{cos}}^{2}α-1=\frac{2}{5}

⇔cos2α=710\Leftrightarrow {\text{cos}}^{2}α=\frac{7}{10}

⇔cosα=7010\Leftrightarrow \text{cos}α=\frac{\sqrt{70}}{10} (vì −π2<α<0-\frac{π}{2}<α<0).

Mặt khác cos2α=1−2sin⁡2α=25\text{cos}2α=1-2{\sin }^{2}α=\frac{2}{5}

⇔sin⁡2α=310\Leftrightarrow {\sin }^{2}α=\frac{3}{10}

⇔sin⁡α=−30100\Leftrightarrow \sin α=-\frac{\sqrt{30}}{100}(vì −π2<α<0-\frac{π}{2}<α<0).

Khi đó:

tan⁡α=sin⁡αcosα=−3010070100=−37\tan α=\frac{\sin α}{\text{cos}α}=\frac{-\frac{\sqrt{30}}{100}}{\frac{\sqrt{70}}{100}}=-\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{7}}.

cot⁡α=1tan⁡α=−73\cot α=\frac{1}{\tan α}=-\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{3}}.

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

b) sin⁡2α=−49\sin 2α=-\frac{4}{9} và π2<α<3π4\frac{π}{2}<α<\frac{3π}{4}.

Ta có π2<α<3π4⇔π<2α<3π2\frac{π}{2}<α<\frac{3π}{4}\Leftrightarrow π<2α<\frac{3π}{2}

⇒cos2α=−1−(−49)2=−659\Rightarrow \text{cos}2α=-\sqrt{1-{(-\frac{4}{9})}^{2}}=-\frac{\sqrt{65}}{9}

Ta có: cos2α=2cos2α−1=−659\text{cos}2α=2{\text{cos}}^{2}α-1=-\frac{\sqrt{65}}{9}

⇔cos2α=9−6518\Leftrightarrow {\text{cos}}^{2}α=\frac{9-\sqrt{65}}{18}

⇔cosα=9−6518\Leftrightarrow \text{cos}α=\sqrt{\frac{9-\sqrt{65}}{18}} (vì π2<α<3π4\frac{π}{2}<α<\frac{3π}{4}).

Mặt khác cos2α=1−2sin⁡2α=−659\text{cos}2α=1-2{\sin }^{2}α=-\frac{\sqrt{65}}{9}

⇔sin⁡2α=65+118\Leftrightarrow {\sin }^{2}α=\frac{\sqrt{65}+1}{18}

⇔sin⁡α=65+118\Leftrightarrow \sin α=\frac{\sqrt{65}+1}{18}(vì π2<α<3π4\frac{π}{2}<α<\frac{3π}{4}).

Khi đó:

tan⁡α=sin⁡αcosα=65+1181−6518=65+11−65\tan α=\frac{\sin α}{\text{cos}α}=\frac{\frac{\sqrt{65}+1}{18}}{\frac{1-\sqrt{65}}{18}}=\frac{\sqrt{65}+1}{1-\sqrt{65}}.

cot⁡α=1tan⁡α=1−6565+1\cot α=\frac{1}{\tan α}=\frac{1-\sqrt{65}}{\sqrt{65}+1}.

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Xét tam giác ABC, có:

A + B + C = 180° ⇒ A = 180° – (B + C)

sinA = sin(180° – (B + C)) = sin(B + C) = sinB.cosC + sinC.cosB.

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Xét tam giác ABC vuông tại B có:

tan⁡BAC^=34\tan \widehat{BAC}=\frac{3}{4}.

Ta lại có: BAD^=BAC^+CAD^\widehat{BAD}=\widehat{BAC}+\widehat{CAD}

⇒tan⁡BAD^=tan⁡(BAC^+CAD^)=tan⁡(BAC^+30∘)=tan⁡BAC^+tan⁡30∘1−tan⁡BAC^.tan⁡30∘\Rightarrow \tan \widehat{BAD}=\tan (\widehat{BAC}+\widehat{CAD})=\tan (\widehat{BAC}+30^{\circ})=\frac{\tan \widehat{BAC}+\tan 30^{\circ}}{1-\tan \widehat{BAC}.\tan 30^{\circ}}

=34+331−34.33=48+25339≈2,34=\frac{\frac{3}{4}+\frac{\sqrt{3}}{3}}{1-\frac{3}{4}.\frac{\sqrt{3}}{3}}=\frac{48+25\sqrt{3}}{39}\approx 2{,}34.

Xét tam giác ABD vuông tại B có:

tan⁡BAD^=BDAB⇒BD=tan⁡BAD^.AB=2,34.4≈9,36\tan \widehat{BAD}=\frac{BD}{AB}\Rightarrow BD=\tan \widehat{BAD}.AB=2{,}34.4\approx 9{,}36.

⇒ CD = BD – BC ≈ 9,36 – 3 = 6,36.

Câu 23

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Tại α=π2α=\frac{π}{2} thì H trùng I, M trùng O nên MH = OI do đó OM = IH.

Xét tam giác AHI vuông tại H có: IH = cosα.IA = 8cosα.

Câu 24

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Tính sinα và cosα

Hình minh hoạ

Từ điểm M kẻ MH vuông góc với Ox, MK vuông góc với Oy.

Ta có: MH = 60 – 30 = 30 m.

Khi đó hoành độ điểm M là 30.

Mặt khác hoành độ điểm M là: xM_{M} = 31.cosα.

⇒ cosα = 3031\frac{30}{31}

⇒ sin⁡α=−1−(3031)2=−6131\sin α=-\sqrt{1-{(\frac{30}{31})}^{2}}=-\frac{\sqrt{61}}{31}.

Câu 25

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

b) Vì các cánh quạt tạo thành 3 góc bằng nhau nên MOP^=NOP^=MON^=120∘\widehat{MOP}=\widehat{NOP}=\widehat{MON}=120^{\circ}

⇒AOP^=MOP^−MOA^\Rightarrow \widehat{AOP}=\widehat{MOP}-\widehat{MOA}

⇒sin⁡AOP^=sin⁡(MOP^−MOA^)=sin⁡MOP^.cosMOA^−cosMOP^.sin⁡MOA^\Rightarrow \sin \widehat{AOP}=\sin (\widehat{MOP}-\widehat{MOA})=\sin \widehat{MOP}.\text{cos}\widehat{MOA}-\text{cos}\widehat{MOP}.\sin \widehat{MOA}

=sin⁡2π3.cosα−cos2π3.sin⁡α=\sin \frac{2π}{3}.\text{cos}α-\text{cos}\frac{2π}{3}.\sin α

=32.3031+12.6131≈0,96=\frac{\sqrt{3}}{2}.\frac{30}{31}+\frac{1}{2}.\frac{\sqrt{61}}{31}\approx 0{,}96.

⇒sin⁡(OA,OP)=sin⁡AOP^≈0,96\Rightarrow \sin (OA,OP)=\sin \widehat{AOP}\approx 0{,}96.

Vì vậy chiều cao của điểm P so với mặt đất khoảng: 31.sinα + 60 = 89,76 m.

Ta có: cosAOP^≈1−0,962=0,28\text{cos}\widehat{AOP}\approx \sqrt{1-0,{96}^{2}}=0{,}28.

Ta có: AON^=AOP^+PON^\widehat{AON}=\widehat{AOP}+\widehat{PON}

⇒sin⁡AON^=sin⁡(AOP^+PON^)=sin⁡AOP^.cosPON^+cosAOP^.sin⁡PON^\Rightarrow \sin \widehat{AON}=\sin (\widehat{AOP}+\widehat{PON})=\sin \widehat{AOP}.\text{cos}\widehat{PON}\text{+cos}\widehat{AOP}.\sin \widehat{PON}

=0,96.cos2π3−0,28.sin⁡2π3=0{,}96.\text{cos}\frac{2π}{3}-0{,}28.\sin \frac{2π}{3}

=0,96.(−12)+0,28.32≈−0,23=0{,}96.(-\frac{1}{2})+0{,}28.\frac{\sqrt{3}}{2}\approx -0{,}23.

⇒sin⁡(OA,ON)=sin⁡AON^≈−0,23\Rightarrow \sin (OA,ON)=\sin \widehat{AON}\approx -0{,}23.

Vì vậy chiều cao của điểm N so với mặt đất khoảng: 31.sinα + 60 = 89,76 m.