📌 Đề bài:
Tìm các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số $y = \sin x$ trên đoạn $[0; 2\pi]$.
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm
1. Tính đơn điệu của hàm số lượng giác $y = \sin x$:
- Hàm số $y = \sin x$ đồng biến trên mỗi khoảng $\left(-\frac{\pi}{2} + k2\pi; \frac{\pi}{2} + k2\pi\right)$, với $k \in \mathbb{Z}$.
- Hàm số $y = \sin x$ nghịch biến trên mỗi khoảng $\left(\frac{\pi}{2} + k2\pi; \frac{3\pi}{2} + k2\pi\right)$, với $k \in \mathbb{Z}$.
2. Phương pháp giải: Ta có thể quan sát đường tròn lượng giác hoặc lập bảng biến thiên của hàm số $y = \sin x$ khi góc $x$ tăng dần từ $0$ đến $2\pi$. Xác định xem giá trị $\sin x$ tăng (đồng biến) hay giảm (nghịch biến) trên từng góc phần tư.
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)
Xét sự biến thiên của hàm số $y = \sin x$ khi $x$ chạy trên đoạn $[0; 2\pi]$:
Bước 1: Xét trên khoảng $\left(0; \frac{\pi}{2}\right)$ (Góc phần tư thứ I):
Khi $x$ tăng từ $0$ đến $\frac{\pi}{2}$, giá trị của $\sin x$ tăng liên tục từ $0$ lên $1$. Do đó, hàm số đồng biến trên khoảng $\left(0; \frac{\pi}{2}\right)$.
Bước 2: Xét trên khoảng $\left(\frac{\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right)$ (Góc phần tư thứ II và thứ III):
Khi $x$ tăng từ $\frac{\pi}{2}$ đến $\pi$, giá trị của $\sin x$ giảm từ $1$ về $0$.
Khi $x$ tăng từ $\pi$ đến $\frac{3\pi}{2}$, giá trị của $\sin x$ tiếp tục giảm từ $0$ về $-1$.
Như vậy, trên toàn bộ khoảng $\left(\frac{\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right)$, giá trị của $\sin x$ giảm từ $1$ xuống $-1$. Do đó, hàm số nghịch biến trên khoảng $\left(\frac{\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right)$.
Bước 3: Xét trên khoảng $\left(\frac{3\pi}{2}; 2\pi\right)$ (Góc phần tư thứ IV):
Khi $x$ tăng từ $\frac{3\pi}{2}$ đến $2\pi$, giá trị của $\sin x$ tăng từ $-1$ lên $0$. Do đó, hàm số đồng biến trên khoảng $\left(\frac{3\pi}{2}; 2\pi\right)$.
👉 Kết luận / Đáp án:
• Hàm số $y = \sin x$ đồng biến trên các khoảng $\left(0; \frac{\pi}{2}\right)$ và $\left(\frac{3\pi}{2}; 2\pi\right)$ (hoặc trên các đoạn $\left[0; \frac{\pi}{2}\right]$ và $\left[\frac{3\pi}{2}; 2\pi\right]$).
• Hàm số $y = \sin x$ nghịch biến trên khoảng $\left(\frac{\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right)$ (hoặc trên đoạn $\left[\frac{\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right]$).
✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)
Bài tập 1: Tìm các khoảng đồng biến và nghịch biến của hàm số $y = \cos x$ trên đoạn $[0; 2\pi]$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
– Khi $x$ tăng từ $0$ đến $\pi$, $\cos x$ giảm từ $1$ xuống $-1$ $\Rightarrow$ Hàm số nghịch biến trên khoảng $(0; \pi)$.
– Khi $x$ tăng từ $\pi$ đến $2\pi$, $\cos x$ tăng từ $-1$ lên $1$ $\Rightarrow$ Hàm số đồng biến trên khoảng $(\pi; 2\pi)$.
Đáp số: Nghịch biến trên $(0; \pi)$; đồng biến trên $(\pi; 2\pi)$.
Bài tập 2: Hàm số $y = \sin x$ đồng biến trên khoảng nào dưới đây?
A. $(0; \pi)$ B. $\left(-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right)$ C. $\left(\frac{\pi}{2}; \pi\right)$ D. $(\pi; 2\pi)$
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
Đáp án đúng: B.
Bài tập 3: Xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số $y = \tan x$ trên khoảng $\left(-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right)$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
Do đó, hàm số $y = \tan x$ luôn đồng biến trên mỗi khoảng xác định $\left(-\frac{\pi}{2} + k\pi; \frac{\pi}{2} + k\pi\right)$. Cụ thể với $k=0$, hàm số đồng biến trên khoảng $\left(-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right)$.
Đáp số: Đồng biến trên $\left(-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right)$.
Bài tập 4: Xét tính đơn điệu của hàm số $y = \cot x$ trên khoảng $(0; \pi)$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
Do đó, với $k=0$, hàm số $y = \cot x$ nghịch biến trên khoảng $(0; \pi)$.
Đáp số: Nghịch biến trên $(0; \pi)$.
Bài tập 5: Tìm khoảng đồng biến của hàm số $y = \sin 2x$ trên khoảng $\left(0; \frac{\pi}{2}\right)$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5
Hàm số $y = \sin u$ đồng biến khi $u \in \left(0; \frac{\pi}{2}\right) \Leftrightarrow 2x \in \left(0; \frac{\pi}{2}\right) \Leftrightarrow x \in \left(0; \frac{\pi}{4}\right)$.
Đáp số: Hàm số đồng biến trên khoảng $\left(0; \frac{\pi}{4}\right)$.

Để lại phản hồi