số nghiệm thực của phương trình 2sinx + 1 = 0 trên đoạn [-\(\frac{3\pi }{2}\);10…
A. 12
B. 11
C. 20
D. 21
Cần lời giải pls :))
Lời giải chi tiết
Để tìm số nghiệm thực của phương trình trên đoạn cho trước, chúng ta sẽ thực hiện theo các bước sau:
- Bước 1: Đưa phương trình về dạng phương trình lượng giác cơ bản.
- Bước 2: Tìm công thức nghiệm tổng quát của phương trình.
- Bước 3: Dựa vào điều kiện đoạn \([-\frac{3\pi }{2};10\pi]\) để tìm các giá trị nguyên của \(k\), từ đó suy ra số nghiệm.
Bây giờ, chúng ta cùng bắt tay vào giải nhé.
Bước 1: Biến đổi phương trình về dạng lượng giác cơ bản
Ta có phương trình: \(2\sin x + 1 = 0\)
Chuyển vế và chia hai vế cho 2, ta được:
\(2\sin x = -1\)
\(\Leftrightarrow \sin x = -\frac{1}{2}\)
Bước 2: Tìm nghiệm tổng quát của phương trình
Chúng ta cần giải phương trình \(\sin x = -\frac{1}{2}\).
Ta biết rằng \(\sin(-\frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{2}\). Do đó, phương trình trở thành:
\(\sin x = \sin(-\frac{\pi}{6})\)
Áp dụng công thức nghiệm tổng quát cho phương trình \(\sin u = \sin v\), ta có hai họ nghiệm:
\[\begin{cases} u = v + k2\pi \\ u = \pi – v + k2\pi \end{cases} \quad (k \in \mathbb{Z})\]
Áp dụng vào bài toán, ta có hai họ nghiệm cho \(x\):
- \(x = -\frac{\pi}{6} + k2\pi\)
- \(x = \pi – (-\frac{\pi}{6}) + k2\pi = \frac{7\pi}{6} + k2\pi\)
với \(k\) là một số nguyên bất kỳ (\(k \in \mathbb{Z}\)).
Bước 3: Tìm các nghiệm thuộc đoạn \([-\frac{3\pi }{2};10\pi]\)
Bây giờ, chúng ta sẽ xét từng họ nghiệm và tìm các giá trị \(k\) nguyên sao cho nghiệm \(x\) nằm trong đoạn \([-\frac{3\pi }{2};10\pi]\).
Trường hợp 1: Với họ nghiệm \(x = -\frac{\pi}{6} + k2\pi\).
Ta có bất phương trình:
\(-\frac{3\pi}{2} \le -\frac{\pi}{6} + k2\pi \le 10\pi\)
Để đơn giản, ta chia tất cả các vế cho \(\pi\):
\(-\frac{3}{2} \le -\frac{1}{6} + 2k \le 10\)
Cộng \(\frac{1}{6}\) vào tất cả các vế:
\(-\frac{3}{2} + \frac{1}{6} \le 2k \le 10 + \frac{1}{6}\)
\(-\frac{8}{6} \le 2k \le \frac{61}{6}\)
\(-\frac{4}{3} \le 2k \le \frac{61}{6}\)
Chia tất cả các vế cho 2:
\(-\frac{2}{3} \le k \le \frac{61}{12}\)
Chuyển sang giá trị thập phân để dễ xác định \(k\):
\(-0.66… \le k \le 5.08…\)
Vì \(k\) là số nguyên, nên các giá trị của \(k\) là: \(k \in \{0; 1; 2; 3; 4; 5\}\).
Vậy, trường hợp này có 6 nghiệm.
Trường hợp 2: Với họ nghiệm \(x = \frac{7\pi}{6} + k2\pi\).
Ta có bất phương trình:
\(-\frac{3\pi}{2} \le \frac{7\pi}{6} + k2\pi \le 10\pi\)
Chia tất cả các vế cho \(\pi\):
\(-\frac{3}{2} \le \frac{7}{6} + 2k \le 10\)
Trừ \(\frac{7}{6}\) ở tất cả các vế:
\(-\frac{3}{2} – \frac{7}{6} \le 2k \le 10 – \frac{7}{6}\)
\(-\frac{16}{6} \le 2k \le \frac{53}{6}\)
\(-\frac{8}{3} \le 2k \le \frac{53}{6}\)
Chia tất cả các vế cho 2:
\(-\frac{4}{3} \le k \le \frac{53}{12}\)
Chuyển sang giá trị thập phân:
\(-1.33… \le k \le 4.41…\)
Vì \(k\) là số nguyên, nên các giá trị của \(k\) là: \(k \in \{-1; 0; 1; 2; 3; 4\}\).
Vậy, trường hợp này có 6 nghiệm.
Kết luận
Tổng số nghiệm của phương trình trên đoạn \([-\frac{3\pi }{2};10\pi]\) là tổng số nghiệm từ hai trường hợp trên.
Số nghiệm = 6 + 6 = 12.
Vậy, phương trình đã cho có 12 nghiệm thực trên đoạn \([-\frac{3\pi }{2};10\pi]\).
Chọn đáp án A.
Đáp án: Chọn \(A\)
Giải thích các bước giải:
\(2sin x + 1 = 0\)
\(<=> sin x = -1/2\)
\(<=>\) \(\left[ \begin{array}{l}x = -\dfrac{π}{6} + k2π\\x = \dfrac{7π}{6} + k2π\end{array} \right.\)
Có:
\((-3π)/2 ≤ x ≤ 10π\)
\(<=>\) \(\left[ \begin{array}{l}\dfrac{-3π}{2} ≤ -\dfrac{π}{6} + k2π ≤ 10π\\\dfrac{-3π}{2} ≤ \dfrac{7π}{6} + k2π ≤ 10π\end{array} \right.\)
\(<=>\) \(\left[ \begin{array}{l}\dfrac{-4π}{3} ≤ k2π ≤ \dfrac{61π}{6}\\\dfrac{-8π}{3} ≤ k2π ≤ \dfrac{53π}{6}\end{array} \right.\)
\(<=>\) \(\left[ \begin{array}{l}\dfrac{-2}{3} ≤ k ≤ \dfrac{61}{12}\\\dfrac{-4}{3} ≤ k ≤ \dfrac{53}{12}\end{array} \right.\)
\(<=>\) \(\left[ \begin{array}{l}k = 0; 1; 2; 3; 4; 5\\k = -1; 0; 1; 2; 3; 4\end{array} \right.\)
\(=>\) Có 12 giá trị \(k\)
\(=>\) Chọn \(A\)