Quảng cáo
3 câu trả lời 1815
Để tính \(\sin a\) và \(\cos a\) khi biết \(\sin 2a = -\frac{4}{5}\) và \(\frac{\pi}{2} < a < \frac{3\pi}{2}\), ta có thể làm theo các bước sau:
### 1. Tính \(\sin a\) và \(\cos a\) từ \(\sin 2a\)
**Dùng công thức lượng giác:**
\[
\sin 2a = 2 \sin a \cos a
\]
Vì \(\sin 2a = -\frac{4}{5}\), ta có:
\[
2 \sin a \cos a = -\frac{4}{5}
\]
Do đó:
\[
\sin a \cos a = -\frac{2}{5}
\]
**Sử dụng đồng thời các công thức sau:**
\[
\sin^2 a + \cos^2 a = 1
\]
\[
\sin^2 a \cos^2 a = \left(-\frac{2}{5}\right)^2 = \frac{4}{25}
\]
**Đặt \(\sin a = x\) và \(\cos a = y\):**
\[
xy = -\frac{2}{5}
\]
\[
x^2 + y^2 = 1
\]
**Tìm \(x^2y^2\) và thay vào phương trình bình phương của \(x^2 + y^2\):**
\[
(xy)^2 = \frac{4}{25}
\]
\[
(x^2 + y^2)^2 = 1^2 = 1
\]
\[
x^4 + 2x^2y^2 + y^4 = 1
\]
\[
x^4 + y^4 = 1 - 2x^2y^2
\]
\[
x^4 + y^4 = 1 - \frac{8}{25} = \frac{17}{25}
\]
**Giải phương trình bậc 4:**
\[
x^4 + y^4 = \frac{17}{25}
\]
**Sử dụng phương pháp giải phương trình bậc 4 hoặc các công thức lượng giác để xác định giá trị cụ thể của \(\sin a\) và \(\cos a\).**
### 2. Xác định dấu của \(\sin a\) và \(\cos a\)
Vì \(\frac{\pi}{2} < a < \frac{3\pi}{2}\), \(a\) nằm trong góc phần tư thứ hai hoặc thứ ba. Do đó:
- Trong góc phần tư thứ hai, \(\sin a > 0\) và \(\cos a < 0\)
- Trong góc phần tư thứ ba, \(\sin a < 0\) và \(\cos a < 0\)
**Chọn góc phần tư thứ ba, vì \(\sin a\) là âm và \(\cos a\) là âm:**
Từ công thức lượng giác và điều kiện trên, ta tìm:
\[
\sin a = -\frac{3}{5}
\]
\[
\cos a = -\frac{4}{5}
\]
**Tóm lại:**
\[
\sin a = -\frac{3}{5}
\]
\[
\cos a = -\frac{4}{5}
\]
Kết quả:
\[
\sin a = -\frac{3}{5}
\]
\[
\cos a = -\frac{4}{5}
\]
Để tính \(\sin a\) và \(\cos a\) từ \(\sin 2a = -\frac{4}{5}\) trong khoảng \(\frac{\pi}{2} < a < \frac{3\pi}{2}\), chúng ta có thể sử dụng các công thức lượng giác và tính chất của góc trong các phần của mặt phẳng lượng giác.
### Bước 1: Sử dụng công thức lượng giác cho \(\sin 2a\)
Ta có công thức:
\[
\sin 2a = 2 \sin a \cos a
\]
Vì \(\sin 2a = -\frac{4}{5}\), ta có:
\[
2 \sin a \cos a = -\frac{4}{5}
\]
### Bước 2: Tính \(\sin^2 a + \cos^2 a\)
Ta biết rằng:
\[
\sin^2 a + \cos^2 a = 1
\]
### Bước 3: Tìm \(\sin^2 a\) và \(\cos^2 a\)
Chúng ta sẽ giải hệ phương trình:
\[
\sin^2 a + \cos^2 a = 1
\]
\[
\sin a \cos a = -\frac{2}{5}
\]
Ta có thể viết lại \(\sin^2 a \cos^2 a\) từ phương trình đầu tiên:
\[
\sin^2 a \cos^2 a = \left(\sin a \cos a\right)^2 = \left(-\frac{2}{5}\right)^2 = \frac{4}{25}
\]
Từ \(\sin^2 a + \cos^2 a = 1\), ta viết:
\[
(\sin^2 a)(\cos^2 a) = \frac{4}{25}
\]
Gọi \(\sin^2 a = x\) và \(\cos^2 a = 1 - x\). Ta có:
\[
x(1 - x) = \frac{4}{25}
\]
\[
x - x^2 = \frac{4}{25}
\]
\[
25x - 25x^2 = 4
\]
\[
25x^2 - 25x + 4 = 0
\]
### Bước 4: Giải phương trình bậc hai
Áp dụng công thức nghiệm của phương trình bậc hai \(ax^2 + bx + c = 0\):
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
Ở đây, \(a = 25\), \(b = -25\), và \(c = 4\):
\[
x = \frac{25 \pm \sqrt{(-25)^2 - 4 \cdot 25 \cdot 4}}{2 \cdot 25}
\]
\[
x = \frac{25 \pm \sqrt{625 - 400}}{50}
\]
\[
x = \frac{25 \pm \sqrt{225}}{50}
\]
\[
x = \frac{25 \pm 15}{50}
\]
Nghiệm là:
\[
x = \frac{40}{50} = \frac{4}{5}
\]
\[
x = \frac{10}{50} = \frac{1}{5}
\]
### Bước 5: Xác định giá trị của \(\sin a\) và \(\cos a\)
Từ \(\sin^2 a = \frac{4}{5}\) và \(\cos^2 a = \frac{1}{5}\):
\[
\sin a = \pm \sqrt{\frac{4}{5}} = \pm \frac{2}{\sqrt{5}}
\]
\[
\cos a = \pm \sqrt{\frac{1}{5}} = \pm \frac{1}{\sqrt{5}}
\]
Vì \(\frac{\pi}{2} < a < \frac{3\pi}{2}\), góc \(a\) thuộc vùng IV và vùng III:
- Trong vùng III, cả \(\sin a\) và \(\cos a\) đều âm.
- Trong vùng IV, \(\sin a\) âm, \(\cos a\) dương.
Vì \(\sin a \cos a = -\frac{2}{5}\), điều này cho thấy \(\sin a\) phải âm và \(\cos a\) phải dương (thuộc vùng IV).
### Kết quả
- \(\sin a = -\frac{2}{\sqrt{5}}\)
- \(\cos a = \frac{1}{\sqrt{5}}\)
Hoặc dưới dạng đơn giản hóa:
- \(\sin a = -\frac{2}{\sqrt{5}}\)
- \(\cos a = \frac{1}{\sqrt{5}}\)
Để giải bài toán này, ta có các bước như sau:
Bước 1: Xác định góc aaa
Biết rằng π2<a<3π2\frac{\pi}{2} < a < \frac{3\pi}{2}2π<a<23π, suy ra góc aaa thuộc góc phần tư thứ III (góc này có sina<0\sin a < 0sina<0 và cosa<0\cos a < 0cosa<0).
Bước 2: Sử dụng công thức lượng giác
Ta có:
sin(2a)=−45\sin(2a) = -\frac{4}{5}sin(2a)=−54Theo công thức nhân đôi:
sin(2a)=2sin(a)cos(a)\sin(2a) = 2 \sin(a) \cos(a)sin(2a)=2sin(a)cos(a)Do đó:
2sin(a)cos(a)=−452 \sin(a) \cos(a) = -\frac{4}{5}2sin(a)cos(a)=−54Suy ra:
sin(a)cos(a)=−25\sin(a) \cos(a) = -\frac{2}{5}sin(a)cos(a)=−52Bước 3: Sử dụng công thức sin2(a)+cos2(a)=1\sin^2(a) + \cos^2(a) = 1sin2(a)+cos2(a)=1
Đặt sin(a)=x\sin(a) = xsin(a)=x và cos(a)=y\cos(a) = ycos(a)=y. Khi đó:
x⋅y=−25x \cdot y = -\frac{2}{5}x⋅y=−52và
x2+y2=1x^2 + y^2 = 1x2+y2=1Bước 4: Giải hệ phương trình
Từ x⋅y=−25x \cdot y = -\frac{2}{5}x⋅y=−52, ta có:
y=−25xy = -\frac{2}{5x}y=−5x2Thay vào phương trình x2+y2=1x^2 + y^2 = 1x2+y2=1:
x2+(−25x)2=1x^2 + \left(-\frac{2}{5x}\right)^2 = 1x2+(−5x2)2=1Giải phương trình này:
x2+425x2=1x^2 + \frac{4}{25x^2} = 1x2+25x24=1Nhân cả hai vế với 25x225x^225x2:
25x4+4=25x225x^4 + 4 = 25x^225x4+4=25x2Đặt t=x2t = x^2t=x2, ta có phương trình bậc hai:
25t2−25t+4=025t^2 - 25t + 4 = 025t2−25t+4=0Giải phương trình này theo công thức nghiệm:
t=25±(−25)2−4⋅25⋅42⋅25=25±625−40050=25±22550=25±1550t = \frac{25 \pm \sqrt{(-25)^2 - 4 \cdot 25 \cdot 4}}{2 \cdot 25} = \frac{25 \pm \sqrt{625 - 400}}{50} = \frac{25 \pm \sqrt{225}}{50} = \frac{25 \pm 15}{50}t=2⋅2525±(−25)2−4⋅25⋅4=5025±625−400=5025±225=5025±15Suy ra:
t=4050=45hoặct=1050=15t = \frac{40}{50} = \frac{4}{5} \quad \text{hoặc} \quad t = \frac{10}{50} = \frac{1}{5}t=5040=54hoặct=5010=51Vì t=x2t = x^2t=x2 nên x=45x = \sqrt{\frac{4}{5}}x=54 hoặc x=15x = \sqrt{\frac{1}{5}}x=51.
Bước 5: Xác định dấu của sin(a)\sin(a)sin(a) và cos(a)\cos(a)cos(a)
Vì aaa thuộc góc phần tư thứ III nên sin(a)<0\sin(a) < 0sin(a)<0 và cos(a)<0\cos(a) < 0cos(a)<0.
Do đó:
sin(a)=−45=−25=−255\sin(a) = -\sqrt{\frac{4}{5}} = -\frac{2}{\sqrt{5}} = -\frac{2\sqrt{5}}{5}sin(a)=−54=−52=−525Và:
cos(a)=−15=−15=−55\cos(a) = -\sqrt{\frac{1}{5}} = -\frac{1}{\sqrt{5}} = -\frac{\sqrt{5}}{5}cos(a)=−51=−51=−55Kết luận:
sin(a)=−255,cos(a)=−55\sin(a) = -\frac{2\sqrt{5}}{5}, \quad \cos(a) = -\frac{\sqrt{5}}{5}sin(a)=−525,cos(a)=−55
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
