Bài 1 trang 178 SGK Đại số và Giải tích 11

Đề bài

Cho hàm số \(y = \cos 2x\)

a) Chứng minh rằng: \(\cos 2(x + k π) = \cos 2x\) với mọi số nguyên \(k\). Từ đó vẽ đồ thị (C) của hàm số \(y = \cos2x\).

b) Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C)  tại điểm có hoành độ \(x = {\pi  \over 3}\)

c) Tìm tập xác định của hàm số \(z = \sqrt {{{1 - \cos 2x} \over {1 + {{\cos }^2}2x}}} \)

Hướng dẫn giải

a) Sử dụng chu kì tuần hoàn của hàm số cos

b) Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y = f\left( x \right)\) tại điểm có hoành độ \(x=x_0\) là: \(y - {y_0} = f'\left( {{x_0}} \right)\left( {x - {x_0}} \right)\)

c) Hàm số \(y = \sqrt {f\left( x \right)} \) xác định \( \Leftrightarrow f\left( x \right) \ge 0\), sử dụng tính chất \(\cos \alpha  \in \left[ { - 1;1} \right]\).

Lời giải chi tiết

a) Ta có: \(\cos 2(x + k π) = \cos (2x + k2 π) = \cos 2x\).

_ Từ kết quả trên ta suy ra hàm số \(y = cos 2x\) là hàm số tuần hoàn có chu kì là \(π\).

_ Do đó, ta chỉ cần vẽ đồ thị hàm số  \(y = cos2x\) trên \([0, π]\) và tịnh tiến nó song song với  trục \(0x\) các đoạn có độ dài là \(π\).

Bảng giá trị đặc biệt

\(x\)

\(0\)

            \({{3\pi } \over 4}\)

\(π\)

\(\cos 2x\)

\(1\)

\(0\)

\(-1\)

\(0\)

\(1\)

\(x\)

\(0\)

            \({{3\pi } \over 4}\)

\(π\)

\(\cos 2x\)

\(1\)

\(0\)

\(-1\)

\(0\)

\(1\)

Đồ thị hàm số :

b) Ta có: \({x_0} = {\pi  \over 3} \Rightarrow {y_0} = \cos {{2\pi } \over 3} =  - {1 \over 2}\)

Ta lại có:

\(\eqalign{
& f'(x) = - 2\sin 2x \cr
& \Rightarrow f'({\pi \over 3}) = - 2\sin {{2\pi } \over 3} = - \sqrt 3 \cr} \)

 Vậy phương trình tiếp tuyến cần tìm là:

\(y + {1 \over 2} =  - \sqrt 3 (x - {\pi  \over 3}) \Leftrightarrow y =  - \sqrt 3 x + {{\pi \sqrt 3 } \over 3} - {1 \over 2}\) 

c) Ta có:

\(|cos 2x| ≤ 1\) nên \(1 – cos 2x ≥ 0 ,∀ x ∈ \mathbb R\).

\( \Rightarrow \dfrac{{1 - \cos 2x}}{{1 + {{\cos }^2}2x}} \ge 0\,\,\forall x \in R\)

Do đó, tập xác định của hàm số \(z\) là \(\mathbb R\).