• Skip to main content
  • Bỏ qua primary sidebar
Sách Toán – Học Toán – Đề Thi Toán

Sách Toán - Học Toán - Đề Thi Toán

Học toán, Đề thi toán, Sách giáo khoa Toán, trắc nghiệm Toán online

  • Học toán
    • Học Toán THPT
    • Học Toán THCS
  • Sách toán
  • Trắc nghiệm
  • Đề thi
  • TN THPT Toán
  • Tiện ích Toán

Rút gọn biểu thức lượng giác $P = \frac{\sin x + \sin 2x + \sin 3x}{\cos x + \cos 2x + \cos 3x}$

Ngày 16/09/2026 Chuyên mục: Công thức lượng giác

📌 Đề bài:

Rút gọn biểu thức lượng giác sau (với giả thiết các biểu thức đều có nghĩa):

$$P = \frac{\sin x + \sin 2x + \sin 3x}{\cos x + \cos 2x + \cos 3x}$$

📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm

Để giải quyết các bài toán rút gọn dạng phân thức chứa tổng các hàm số lượng giác bậc nhất, ta thường ghép các cặp góc đối xứng để áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích:

  • $\sin a + \sin b = 2\sin\left(\frac{a + b}{2}\right)\cos\left(\frac{a – b}{2}\right)$
  • $\cos a + \cos b = 2\cos\left(\frac{a + b}{2}\right)\cos\left(\frac{a – b}{2}\right)$

Chiến lược ghép cặp: Nhận thấy số đo các góc là $x, 2x, 3x$ lập thành một cấp số cộng, ta nhóm số hạng đầu $\sin x$ với số hạng cuối $\sin 3x$ (tương tự cho $\cos x$ và $\cos 3x$) vì $\frac{x + 3x}{2} = 2x$, từ đó làm xuất hiện nhân tử chung ở cả tử số và mẫu số. Phương pháp này tương tự như bài toán rút gọn biểu thức lượng giác $\frac{\sin x + \sin 3x + \sin 5x}{\cos x + \cos 3x + \cos 5x}$.

💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)

Bước 1: Biến đổi và đặt nhân tử chung ở tử số

Nhóm hạng tử thứ nhất và thứ ba:

$$\text{Tử số} = (\sin 3x + \sin x) + \sin 2x$$

Áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích $\sin 3x + \sin x = 2\sin\left(\frac{3x+x}{2}\right)\cos\left(\frac{3x-x}{2}\right) = 2\sin 2x \cos x$, ta được:

$$\text{Tử số} = 2\sin 2x \cos x + \sin 2x = \sin 2x (2\cos x + 1)$$

Bước 2: Biến đổi và đặt nhân tử chung ở mẫu số

Nhóm hạng tử thứ nhất và thứ ba ở mẫu:

$$\text{Mẫu số} = (\cos 3x + \cos x) + \cos 2x$$

Áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích $\cos 3x + \cos x = 2\cos\left(\frac{3x+x}{2}\right)\cos\left(\frac{3x-x}{2}\right) = 2\cos 2x \cos x$, ta được:

$$\text{Mẫu số} = 2\cos 2x \cos x + \cos 2x = \cos 2x (2\cos x + 1)$$

Bước 3: Rút gọn phân thức

Thay tử số và mẫu số vừa rút gọn vào biểu thức $P$:

$$P = \frac{\sin 2x (2\cos x + 1)}{\cos 2x (2\cos x + 1)} = \frac{\sin 2x}{\cos 2x} = \tan 2x$$

👉 Kết luận / Đáp án: $P = \tan 2x$

Kỹ thuật biến đổi tổng thành tích không chỉ hữu ích trong các bài toán đại số lượng giác mà còn là nền tảng để giải quyết dạng bài tính giá trị của biểu thức tổng các cos cũng như các bài tập rút gọn biểu thức lượng giác nâng cao.

✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)

Bài tập 1: Rút gọn biểu thức $A = \frac{\sin x + \sin 3x + \sin 5x + \sin 7x}{\cos x + \cos 3x + \cos 5x + \cos 7x}$

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1

Ghép cặp góc đối xứng:

Tử: $(\sin 7x + \sin x) + (\sin 5x + \sin 3x) = 2\sin 4x\cos 3x + 2\sin 4x\cos x = 2\sin 4x(\cos 3x + \cos x)$.

Mẫu: $(\cos 7x + \cos x) + (\cos 5x + \cos 3x) = 2\cos 4x\cos 3x + 2\cos 4x\cos x = 2\cos 4x(\cos 3x + \cos x)$.

Suy ra: $A = \frac{2\sin 4x(\cos 3x + \cos x)}{2\cos 4x(\cos 3x + \cos x)} = \frac{\sin 4x}{\cos 4x} = \tan 4x$.

Đáp số: $A = \tan 4x$.

Bài tập 2: Rút gọn biểu thức $B = \frac{\cos x – \cos 3x}{\sin 3x – \sin x}$

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2

Áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích trực tiếp:

$\cos x – \cos 3x = -2\sin\left(\frac{x+3x}{2}\right)\sin\left(\frac{x-3x}{2}\right) = -2\sin 2x \sin(-x) = 2\sin 2x \sin x$.

$\sin 3x – \sin x = 2\cos 2x \sin x$.

Suy ra: $B = \frac{2\sin 2x \sin x}{2\cos 2x \sin x} = \frac{\sin 2x}{\cos 2x} = \tan 2x$.

Đáp số: $B = \tan 2x$.

Bài tập 3: Rút gọn biểu thức $C = \frac{\sin 5x – \sin 3x + \sin x}{\cos 5x – \cos 3x + \cos x}$

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3

Tử số: $(\sin 5x + \sin x) – \sin 3x = 2\sin 3x\cos 2x – \sin 3x = \sin 3x(2\cos 2x – 1)$.

Mẫu số: $(\cos 5x + \cos x) – \cos 3x = 2\cos 3x\cos 2x – \cos 3x = \cos 3x(2\cos 2x – 1)$.

Suy ra: $C = \frac{\sin 3x(2\cos 2x – 1)}{\cos 3x(2\cos 2x – 1)} = \tan 3x$.

Đáp số: $C = \tan 3x$.

Bài tập 4: Tính giá trị của biểu thức $D = \frac{\sin 40^\circ + \sin 20^\circ}{\cos 40^\circ + \cos 20^\circ}$

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4

Áp dụng biến đổi tổng thành tích:

$\sin 40^\circ + \sin 20^\circ = 2\sin 30^\circ \cos 10^\circ$.

$\cos 40^\circ + \cos 20^\circ = 2\cos 30^\circ \cos 10^\circ$.

Do đó: $D = \frac{2\sin 30^\circ \cos 10^\circ}{2\cos 30^\circ \cos 10^\circ} = \tan 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{3}$.

Đáp số: $D = \frac{\sqrt{3}}{3}$.

Bài tập 5: Rút gọn biểu thức $E = \cos\left(x + \frac{\pi}{3}\right) + \cos\left(x – \frac{\pi}{3}\right) + \cos x$

💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5

Áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích cho hai số hạng đầu:

$\cos\left(x + \frac{\pi}{3}\right) + \cos\left(x – \frac{\pi}{3}\right) = 2\cos x \cos\frac{\pi}{3} = 2\cos x \cdot \frac{1}{2} = \cos x$.

Vậy: $E = \cos x + \cos x = 2\cos x$.

Đáp số: $E = 2\cos x$.

Thẻ (tag): Bài 5. Giá trị lượng giác của một góc từ 0 đến 180 độ -.., BAI TAP TOAN 11, Biến đổi tổng thành tích, Công thức lượng giác, Ôn thi THPT Quốc gia, Rút gọn biểu thức lượng giác, Trắc Nghiệm Lượng Giác 11

Bài liên quan:

  • 1. Một tòa tháp cao $50\text{ m}$ dựng thẳng đứng trên sườn một ngọn đồi dốc $15^\circ$ so với phương ngang. Vào một thời điểm trong ngày, ánh sáng mặt trời chiếu xuống tạo với phương ngang một góc $40^\circ$. Hãy tính chiều dài bóng của tòa tháp in trên sườn đồi (làm tròn đến hàng phần trăm)
  • 2. Một vòng quay đu quay có bán kính $30\text{ m}$, trục quay cách mặt đất $35\text{ m}$ và quay đều một vòng mất $120\text{ s}$. Một người vào cabin tại vị trí thấp nhất lúc $t = 0\text{ s}$. Xác định hàm số độ cao $h(t)$ của cabin và tính tổng thời gian người đó ở độ cao từ $50\text{ m}$ trở lên trong một vòng quay
  • 3. Để đo khoảng cách từ điểm $A$ trên bờ đến một vị trí $C$ ngoài cù lao trên sông, người ta chọn một điểm $B$ trên bờ sao cho khoảng cách $AB = 100\text{ m}$. Bằng giác kế, người ta đo được các góc $\widehat{CAB} = 60^\circ$ và $\widehat{CBA} = 75^\circ$. Hãy tính khoảng cách $AC$ và khoảng cách từ vị trí $C$ đến đường thẳng bờ sông $AB$ (làm tròn đến hàng phần mười)
  • 4. Từ một tấm tôn hình chữ nhật có chiều rộng $30\text{ cm}$, người ta gấp hai bên mép lên một góc $\theta$ để tạo thành máng dẫn nước có mặt cắt ngang là hình thang cân với đáy dưới và hai cạnh bên đều có độ dài $10\text{ cm}$. Tìm góc $\theta$ để diện tích mặt cắt ngang của máng đạt giá trị lớn nhất
  • 5. Mực nước tại một cảng biển vào thời điểm $t$ giờ tính từ nửa đêm được mô hình hóa bởi hàm số $h(t) = 4 + 3\cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right)$ (mét). Trong một ngày ($0 \le t \le 24$), có bao nhiêu thời điểm mực nước đạt $5{,}5\text{ m}$ và thời điểm đầu tiên đạt mức này là lúc mấy giờ?

Reader Interactions

Để lại phản hồi Huỷ trả lời

Sidebar chính

Bài viết mới

  • Một tòa tháp cao $50\text{ m}$ dựng thẳng đứng trên sườn một ngọn đồi dốc $15^\circ$ so với phương ngang. Vào một thời điểm trong ngày, ánh sáng mặt trời chiếu xuống tạo với phương ngang một góc $40^\circ$. Hãy tính chiều dài bóng của tòa tháp in trên sườn đồi (làm tròn đến hàng phần trăm) 16/09/2026
  • Một vòng quay đu quay có bán kính $30\text{ m}$, trục quay cách mặt đất $35\text{ m}$ và quay đều một vòng mất $120\text{ s}$. Một người vào cabin tại vị trí thấp nhất lúc $t = 0\text{ s}$. Xác định hàm số độ cao $h(t)$ của cabin và tính tổng thời gian người đó ở độ cao từ $50\text{ m}$ trở lên trong một vòng quay 16/09/2026
  • Để đo khoảng cách từ điểm $A$ trên bờ đến một vị trí $C$ ngoài cù lao trên sông, người ta chọn một điểm $B$ trên bờ sao cho khoảng cách $AB = 100\text{ m}$. Bằng giác kế, người ta đo được các góc $\widehat{CAB} = 60^\circ$ và $\widehat{CBA} = 75^\circ$. Hãy tính khoảng cách $AC$ và khoảng cách từ vị trí $C$ đến đường thẳng bờ sông $AB$ (làm tròn đến hàng phần mười) 16/09/2026
  • Từ một tấm tôn hình chữ nhật có chiều rộng $30\text{ cm}$, người ta gấp hai bên mép lên một góc $\theta$ để tạo thành máng dẫn nước có mặt cắt ngang là hình thang cân với đáy dưới và hai cạnh bên đều có độ dài $10\text{ cm}$. Tìm góc $\theta$ để diện tích mặt cắt ngang của máng đạt giá trị lớn nhất 16/09/2026
  • Mực nước tại một cảng biển vào thời điểm $t$ giờ tính từ nửa đêm được mô hình hóa bởi hàm số $h(t) = 4 + 3\cos\left(\frac{\pi t}{6} – \frac{\pi}{4}\right)$ (mét). Trong một ngày ($0 \le t \le 24$), có bao nhiêu thời điểm mực nước đạt $5{,}5\text{ m}$ và thời điểm đầu tiên đạt mức này là lúc mấy giờ? 16/09/2026

Mục lục

Booktoan.com (2015 - 2026) Học Toán online - Giải bài tập môn Toán, Sách giáo khoa, Sách tham khảo và đề thi Toán.
Giới thiệu - Liên hệ - Bản quyền - Sitemap - Quy định - Hướng dẫn.