📌 Đề bài:
Tính giá trị chính xác của biểu thức lượng giác sau: $$P = \cos 10^\circ \cos 50^\circ \cos 70^\circ$$
📚 Phương pháp giải & Lý thuyết trọng tâm
Để giải quyết các bài toán tính tích của nhiều hàm lượng giác không phải góc đặc biệt, ta thường áp dụng công thức biến đổi tích thành tổng:
- $\cos a \cos b = \dfrac{1}{2}\left[\cos(a + b) + \cos(a – b)\right]$
- $\sin a \sin b = \dfrac{1}{2}\left[\cos(a – b) – \cos(a + b)\right]$
- $\sin a \cos b = \dfrac{1}{2}\left[\sin(a + b) + \sin(a – b)\right]$
Chiến lược biến đổi: Tương tự như kỹ thuật khi tính giá trị biểu thức $\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ$ hay dạng bài tính giá trị biểu thức $\sin 10^\circ \sin 50^\circ \sin 70^\circ$, ta ưu tiên nhóm hai góc có tổng hoặc hiệu tạo thành góc đặc biệt (ở đây $70^\circ + 50^\circ = 120^\circ$ và $70^\circ – 50^\circ = 20^\circ$), sau đó nhân phân phối và tiếp tục hạ bậc / biến đổi tích thành tổng để triệt tiêu các thành phần phụ thuộc vào góc còn lại.
💡 LỜI GIẢI CHI TIẾT & CÁCH GIẢI TỪNG BƯỚC (Nhấn để mở)
Ta có biểu thức:
$$P = \cos 10^\circ \cdot \left( \cos 70^\circ \cos 50^\circ \right)$$
Bước 1: Áp dụng công thức biến đổi tích thành tổng cho cụm $\cos 70^\circ \cos 50^\circ$:
$$\cos 70^\circ \cos 50^\circ = \dfrac{1}{2} \left[ \cos(70^\circ + 50^\circ) + \cos(70^\circ – 50^\circ) \right] = \dfrac{1}{2} \left[ \cos 120^\circ + \cos 20^\circ \right]$$
Biết rằng $\cos 120^\circ = -\dfrac{1}{2}$, ta suy ra:
$$\cos 70^\circ \cos 50^\circ = \dfrac{1}{2} \left( -\dfrac{1}{2} + \cos 20^\circ \right) = -\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{2} \cos 20^\circ$$
Bước 2: Thay vào biểu thức $P$ và nhân phân phối:
$$P = \cos 10^\circ \left( -\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{2} \cos 20^\circ \right) = -\dfrac{1}{4}\cos 10^\circ + \dfrac{1}{2}\cos 20^\circ \cos 10^\circ$$
Bước 3: Tiếp tục áp dụng công thức biến đổi tích thành tổng cho cụm $\cos 20^\circ \cos 10^\circ$:
$$\cos 20^\circ \cos 10^\circ = \dfrac{1}{2} \left[ \cos(20^\circ + 10^\circ) + \cos(20^\circ – 10^\circ) \right] = \dfrac{1}{2} \left( \cos 30^\circ + \cos 10^\circ \right)$$
Thay trở lại vào $P$:
$$P = -\dfrac{1}{4}\cos 10^\circ + \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{2}\left( \cos 30^\circ + \cos 10^\circ \right)$$
$$P = -\dfrac{1}{4}\cos 10^\circ + \dfrac{1}{4}\cos 30^\circ + \dfrac{1}{4}\cos 10^\circ$$
$$P = \dfrac{1}{4}\cos 30^\circ$$
Vì $\cos 30^\circ = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$, ta thu được:
$$P = \dfrac{1}{4} \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2} = \dfrac{\sqrt{3}}{8}$$
👉 Kết luận: Chọn đáp án A ($P = \dfrac{\sqrt{3}}{8}$).
✍️ 5 Bài tập tương tự tự luyện (Có lời giải chi tiết)
Bài tập 1: Tính giá trị của biểu thức $M = \sin 20^\circ \sin 40^\circ \sin 80^\circ$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 1
Do đó: $M = \sin 20^\circ \left( \dfrac{1}{2}\cos 40^\circ + \dfrac{1}{4} \right) = \dfrac{1}{2}\sin 20^\circ \cos 40^\circ + \dfrac{1}{4}\sin 20^\circ$.
Biến đổi tiếp: $\dfrac{1}{2}\sin 20^\circ \cos 40^\circ = \dfrac{1}{4}[\sin 60^\circ + \sin(-20^\circ)] = \dfrac{\sqrt{3}}{8} – \dfrac{1}{4}\sin 20^\circ$.
Vậy $M = \dfrac{\sqrt{3}}{8}$.
Bài tập 2: Rút gọn biểu thức $Q = \cos x \cos(60^\circ – x) \cos(60^\circ + x)$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 2
$\cos(60^\circ – x) \cos(60^\circ + x) = \dfrac{1}{2}[\cos 120^\circ + \cos 2x] = -\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{2}\cos 2x$.
Nhân với $\cos x$:
$Q = -\dfrac{1}{4}\cos x + \dfrac{1}{2}\cos 2x \cos x = -\dfrac{1}{4}\cos x + \dfrac{1}{4}(\cos 3x + \cos x) = \dfrac{1}{4}\cos 3x$.
Vậy $Q = \dfrac{1}{4}\cos 3x$.
Bài tập 3: Tính giá trị của biểu thức $K = \tan 20^\circ \tan 40^\circ \tan 80^\circ$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 3
Với $x = 20^\circ$, ta có: $60^\circ – x = 40^\circ$ và $60^\circ + x = 80^\circ$.
Suy ra $K = \tan(3 \cdot 20^\circ) = \tan 60^\circ = \sqrt{3}$.
Vậy $K = \sqrt{3}$.
Bài tập 4: Tính giá trị của biểu thức $H = \sin 5^\circ \sin 55^\circ \sin 65^\circ$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 4
Do đó: $H = \sin 5^\circ \left( \dfrac{1}{2}\cos 10^\circ + \dfrac{1}{4} \right) = \dfrac{1}{4}[\sin 15^\circ + \sin(-5^\circ)] + \dfrac{1}{4}\sin 5^\circ = \dfrac{1}{4}\sin 15^\circ$.
Vì $\sin 15^\circ = \dfrac{\sqrt{6} – \sqrt{2}}{4}$, suy ra $H = \dfrac{\sqrt{6} – \sqrt{2}}{16}$.
Bài tập 5: Tính giá trị của biểu thức $S = \cos \dfrac{\pi}{9} \cos \dfrac{5\pi}{9} \cos \dfrac{7\pi}{9}$.
💡 Xem đáp án & Lời giải Bài tập 5
Áp dụng công thức nhân đôi hoặc biến đổi tích thành tổng: $\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ = \dfrac{1}{8}$.
Vậy $S = -\dfrac{1}{8}$.

Để lại phản hồi