📌 Đề bài:
Tìm tập giá trị $T$ của hàm số lượng giác $y = 5 – 2\cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right)$.
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm
Tương tự như dạng toán tìm tập giá trị của hàm số lượng giác cơ bản, ta sử dụng tính chất bị chặn của hàm số cosin và quy tắc nhân chia với số âm trong bất đẳng thức:
- Với mọi biểu thức góc $u(x)$, ta luôn có: $$-1 \le \cos u(x) \le 1$$
- Khi nhân các vế của bất đẳng thức với một số âm (ở đây là $-2$), chiều của bất đẳng thức đổi chiều: $$-1 \le \cos u \le 1 \iff 2 \ge -2\cos u \ge -2 \iff -2 \le -2\cos u \le 2$$
- Cộng cùng một hằng số $c$ vào các vế: $$-2 + 5 \le 5 – 2\cos u \le 2 + 5 \iff 3 \le y \le 7$$
- Tập giá trị $T$ của hàm số chính là đoạn $[\min y; \max y]$. Trước khi tìm tập giá trị, học sinh cũng có thể ôn lại kỹ năng tìm tập xác định của hàm số lượng giác để nắm vững miền xác định của hàm số.
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)
Bước 1: Xác định tập xác định của hàm số
Hàm số xác định với mọi $x \in \mathbb{R}$, do đó tập xác định là $D = \mathbb{R}$.
Bước 2: Đánh giá miền giá trị của hàm số lượng giác cơ bản
Với mọi $x \in \mathbb{R}$, ta luôn có:
$$\displaystyle -1 \le \cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right) \le 1$$
Bước 3: Nhân hai vế với $-2$ và đổi chiều bất đẳng thức
$$\displaystyle 2 \ge -2\cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right) \ge -2$$
hay viết lại theo chiều từ bé đến lớn:
$$\displaystyle -2 \le -2\cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right) \le 2$$
Bước 4: Cộng $5$ vào các vế của bất đẳng thức
$$\displaystyle 5 – 2 \le 5 – 2\cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right) \le 5 + 2$$$$\displaystyle \iff 3 \le y \le 7$$
Bước 5: Kiểm tra dấu đẳng thức xảy ra
- $y = 3 \iff \cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right) = 1 \iff 2x – \frac{\pi}{3} = k2\pi \iff x = \frac{\pi}{6} + k\pi\; (k \in \mathbb{Z})$.
- $y = 7 \iff \cos\left(2x – \frac{\pi}{3}\right) = -1 \iff 2x – \frac{\pi}{3} = \pi + k2\pi \iff x = \frac{2\pi}{3} + k\pi\; (k \in \mathbb{Z})$.
Do đó, $\min_{\mathbb{R}} y = 3$ và $\max_{\mathbb{R}} y = 7$.
👉 Kết luận / Đáp án: Chọn đáp án A ($T = [3; 7]$)
✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)
Bài tập 1: Tìm tập giá trị của hàm số $y = 3\sin(4x) – 2$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
$-3 \le 3\sin(4x) \le 3 \implies -5 \le 3\sin(4x) – 2 \le 1$.
Vậy tập giá trị là $T = [-5; 1]$.
Bài tập 2: Tìm tập giá trị của hàm số $y = 4 – 3\sin^2\left(x + \frac{\pi}{4}\right)$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
Nhân với $-3$: $-3 \le -3\sin^2\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \le 0$.
Cộng $4$: $1 \le 4 – 3\sin^2\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \le 4$.
Vậy tập giá trị là $T = [1; 4]$.
Bài tập 3: Tìm giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số $y = 2\sqrt{\cos x + 1} – 3$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
Lấy căn bậc hai: $0 \le \sqrt{\cos x + 1} \le \sqrt{2}$.
Nhân $2$ trừ $3$: $-3 \le y \le 2\sqrt{2} – 3$.
Vậy $\min y = -3$, $\max y = 2\sqrt{2} – 3$, tập giá trị $T = [-3; 2\sqrt{2} – 3]$.
Bài tập 4: Tìm tập giá trị của hàm số $y = \frac{6}{2 + \sin(3x)}$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
Nghịch đảo và nhân $6$: $\frac{6}{3} \le \frac{6}{2 + \sin(3x)} \le \frac{6}{1} \iff 2 \le y \le 6$.
Vậy tập giá trị là $T = [2; 6]$.
Bài tập 5: Tìm tập giá trị của hàm số $y = 1 – 4|\cos(2x)|$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5
Cộng $1$: $-3 \le 1 – 4|\cos(2x)| \le 1$.
Vậy tập giá trị là $T = [-3; 1]$.

Để lại phản hồi