Bài 5: Giá trị lượng giác của một góc từ 0° đến 180°
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
- Sử dụng bảng giá trị lượng giác đặc biệt.
- Sử dụng tính chất của các góc bù nhau: $\sin(180^\circ-\alpha) = \sin \alpha$,...
- Sử dụng các hệ thức cơ bản để tính các giá trị còn lại khi biết một giá trị.
Ví dụ minh họa
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
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
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
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
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 ngayBài học trong chương: Chương III: Hệ thức lượng trong tam giác
Đây là bài đầu tiên
Bài tiếp theo
Bài 6: Hệ thức lượng trong tam giác