Chương III: Hệ thức lượng trong tam giác

Bài 5: Giá trị lượng giác của một góc từ 0° đến 180°

🟡 Trung bình phút

Lý thuyết trọng tâm

1 1. Định nghĩa

Trong mặt phẳng tọa độ $Oxy$, nửa đường tròn tâm $O$ bán kính $R = 1$ nằm phía trên trục hoành được gọi là nửa đường tròn đơn vị.

Với mỗi góc $\alpha$ ($0^\circ \le \alpha \le 180^\circ$), ta xác định một điểm $M(x_0; y_0)$ trên nửa đường tròn đơn vị sao cho $\widehat{xOM} = \alpha$. Khi đó:

  • $\sin \alpha = y_0$
  • $\cos \alpha = x_0$
  • $\tan \alpha = \frac{y_0}{x_0}$ (với $x_0 \neq 0$, hay $\alpha \neq 90^\circ$)
  • $\cot \alpha = \frac{x_0}{y_0}$ (với $y_0 \neq 0$, hay $\alpha \neq 0^\circ$ và $\alpha \neq 180^\circ$)

2 2. Tính chất và các mối liên hệ

Góc bù nhau

Với mọi góc $\alpha$ thỏa mãn $0^\circ \le \alpha \le 180^\circ$, ta có:

  • $\sin(180^\circ - \alpha) = \sin \alpha$
  • $\cos(180^\circ - \alpha) = -\cos \alpha$
  • $\tan(180^\circ - \alpha) = -\tan \alpha$ ($\alpha \neq 90^\circ$)
  • $\cot(180^\circ - \alpha) = -\cot \alpha$ ($0^\circ < \alpha < 180^\circ$)

Các hệ thức lượng giác cơ bản

  • $\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$
  • $\tan \alpha \cdot \cot \alpha = 1$
  • $1 + \tan^2 \alpha = \frac{1}{\cos^2 \alpha}$ ($\alpha \neq 90^\circ$)
  • $1 + \cot^2 \alpha = \frac{1}{\sin^2 \alpha}$ ($0^\circ < \alpha < 180^\circ$)

3 3. Giá trị lượng giác của các góc đặc biệt

$\alpha$$0^\circ$$30^\circ$$45^\circ$$60^\circ$$90^\circ$$180^\circ$
$\sin \alpha$$0$$\frac{1}{2}$$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\frac{\sqrt{3}}{2}$$1$$0$
$\cos \alpha$$1$$\frac{\sqrt{3}}{2}$$\frac{\sqrt{2}}{2}$$\frac{1}{2}$$0$$-1$
$\tan \alpha$$0$$\frac{\sqrt{3}}{3}$$1$$\sqrt{3}$$||$$0$

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tính giá trị lượng giác của một góc

Phương pháp giải

Phương pháp giải

  1. Sử dụng bảng giá trị lượng giác đặc biệt.
  2. Sử dụng tính chất của các góc bù nhau: $\sin(180^\circ-\alpha) = \sin \alpha$,...
  3. Sử dụng các hệ thức cơ bản để tính các giá trị còn lại khi biết một giá trị.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Tính giá trị của biểu thức $A = \sin 150^\circ + \cos 120^\circ$.
GIẢI

Ta có:

  • $\sin 150^\circ = \sin(180^\circ - 30^\circ) = \sin 30^\circ = \frac{1}{2}$
  • $\cos 120^\circ = \cos(180^\circ - 60^\circ) = -\cos 60^\circ = -\frac{1}{2}$

Vậy $A = \frac{1}{2} + \left(-\frac{1}{2}\right) = 0$.

2 Dạng 2: Rút gọn biểu thức lượng giác

Phương pháp giải

Phương pháp giải

Sử dụng linh hoạt các hệ thức lượng giác cơ bản:

  • $\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$
  • $\tan \alpha = \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}$
  • $\cot \alpha = \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}$

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ: Rút gọn biểu thức $P = (1 - \sin^2 \alpha) \cdot \tan^2 \alpha + (1 - \cos^2 \alpha)$.
GIẢI

Ta có $1 - \sin^2 \alpha = \cos^2 \alpha$ và $1 - \cos^2 \alpha = \sin^2 \alpha$.

Khi đó: $P = \cos^2 \alpha \cdot \frac{\sin^2 \alpha}{\cos^2 \alpha} + \sin^2 \alpha$

$P = \sin^2 \alpha + \sin^2 \alpha = 2\sin^2 \alpha$.

3 Dạng 3: Chứng minh đẳng thức lượng giác

Phương pháp giải

Phương pháp giải

Biến đổi vế phức tạp về vế đơn giản hoặc biến đổi cả hai vế cùng bằng một biểu thức trung gian bằng cách sử dụng các hệ thức cơ bản.

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ: Chứng minh rằng $(\sin \alpha + \cos \alpha)^2 = 1 + 2\sin \alpha \cos \alpha$.
GIẢI

Vế trái (VT) $= \sin^2 \alpha + 2\sin \alpha \cos \alpha + \cos^2 \alpha$

$VT = (\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha) + 2\sin \alpha \cos \alpha$

$VT = 1 + 2\sin \alpha \cos \alpha = VP$ (đpcm).

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 10 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Bài học trong chương: Chương III: Hệ thức lượng trong tam giác