Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm
Đóng
Điểm danh hàng ngày
  • Hôm nay +3
  • Ngày 2 +3
  • Ngày 3 +3
  • Ngày 4 +3
  • Ngày 5 +3
  • Ngày 6 +3
  • Ngày 7 +5
Bạn đã điểm danh Hôm nay và nhận 3 điểm!
Nhắn tin Zalo
Nhắn tin Zalo VNDOC để nhận tư vấn mua gói Thành viên hoặc tải tài liệu Hotline hỗ trợ: 0936 120 169

Tìm giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số lượng giác

Tìm giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số lượng giác tổng hợp các dạng bài tập và hướng dẫn chi tiết với nội dung bám sát chương trình trọng tâm Toán 11 nhằm giúp các bạn nắm vững kiến thức cơ bản, tích lũy kiến thức làm bài tập nâng cao về hàm số lượng giác. Chúc các bạn ôn tập hiệu quả!

Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm về giảng dạy và học tập các môn học lớp 11, VnDoc mời các thầy cô giáo, các bậc phụ huynh và các bạn học sinh truy cập nhóm riêng dành cho lớp 11 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 11. Rất mong nhận được sự ủng hộ của các thầy cô và các bạn.

Tài liệu do VnDoc.com biên soạn và đăng tải, nghiêm cấm các hành vi sao chép với mục đích thương mại.

Tính giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số lượng giác

I. Bài tập tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số lượng giác

Ví dụ 1: Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số: y=4\sin x\cos x+1y=4sinxcosx+1

Hướng dẫn giải

Ta có: y=4\sin x\cos x+1=2\sin 2x+1y=4sinxcosx+1=2sin2x+1

Do -1\le \sin 2x\le 1\Rightarrow -2\le 2\sin 2x\le 2\Rightarrow -2+1\le 2\sin 2x+1\le 2+11sin2x122sin2x22+12sin2x+12+1

\Rightarrow -1\le 2\sin 2x+1\le 312sin2x+13 hay -1\le y\le 31y3

  • y=3y=3 khi và chỉ khi \sin 2x=1\Rightarrow x=\frac{\pi }{4}+k\pi (k\in \mathbb{Z})sin2x=1x=π4+kπ(kZ)
  • y=-1y=1 khi và chỉ khi \sin 2x=-1\Rightarrow x=-\frac{\pi }{4}+k\pi (k\in \mathbb{Z})sin2x=1x=π4+kπ(kZ)

Vậy giá trị lớn nhất của hàm số là 2, giá trị nhỏ nhất của hàm số là -1

Ví dụ 2: Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số: y=4-3{{\sin }^{2}}xy=43sin2x

Hướng dẫn giải

Ta có: 0\le {{\sin }^{2}}x\le 1\Rightarrow 0\ge -3{{\sin }^{2}}x\ge -3\Rightarrow 4-0\ge y\ge 4-3\Rightarrow 4\ge y\ge 10sin2x103sin2x340y434y1

  • y=4y=4 khi và chỉ khi {{\sin }^{2}}x=1\Rightarrow {{\cos }^{2}}x=0\Rightarrow \cos x=0\Rightarrow x=\frac{\pi }{2}+k\pi (k\in \mathbb{Z})sin2x=1cos2x=0cosx=0x=π2+kπ(kZ)
  • y=1y=1 khi và chỉ khi {{\sin }^{2}}x=0\Rightarrow \sin x=0\Rightarrow x=k\pi (k\in \mathbb{Z})sin2x=0sinx=0x=kπ(kZ)

Vậy giá trị lớn nhất của biểu thức là 4, giá trị nhỏ nhất của biểu thức là 1

Ví dụ 3: Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số: y=6{{\cos }^{2}}x+2{{\cos }^{2}}2xy=6cos2x+2cos22x

Hướng dẫn giải

Ta có: y=6{{\cos }^{2}}x+{{\cos }^{2}}2x=6{{\cos }^{2}}x+{{(2{{\cos }^{2}}x-1)}^{2}}=4{{\cos }^{4}}x+2{{\cos }^{2}}x+1y=6cos2x+cos22x=6cos2x+(2cos2x1)2=4cos4x+2cos2x+1

Đặt t={{\cos }^{2}}x, t\in \left[ 0,1 \right]t=cos2x,t[0,1]ta có hàm số y=4{{t}^{2}}+2t+1y=4t2+2t+1

Tìm giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số lượng giác

Giá trị lớn nhất của hàm số là 7 khi \cos x=1\Rightarrow x=k2\pi (k\in \mathbb{Z})cosx=1x=k2π(kZ)

Giá trị nhỏ nhất của hàm số là 1 khi \cos x=0\Rightarrow x=\frac{\pi }{2}+k2\pi (k\in \mathbb{Z})cosx=0x=π2+k2π(kZ)

Ví dụ 4: Tìm giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của hàm số:

a. y=3\sin x+4\cos x+5a.y=3sinx+4cosx+5

b. y=\sqrt{2\sin x+3}b.y=2sinx+3

Hướng dẫn giải

a. Xét phương trình y=3\sin x+4\cos x+5\Leftrightarrow 3\sin x+4\cos x+5-y=0y=3sinx+4cosx+53sinx+4cosx+5y=0

\Rightarrow Phương trình có nghiệm

\Leftrightarrow {{3}^{2}}+{{4}^{2}}\ge {{(5-y)}^{2}}\Leftrightarrow {{y}^{2}}-10y\le 0\Leftrightarrow 0\le y\le 1032+42(5y)2y210y00y10

Vậy hàm số có giá trị lớn nhất là 10, giá trị nhỏ nhất là 0

b. Ta có: -1\le \sin x\le 1\Rightarrow -2\le 2\sin x\le 2\Rightarrow -2+3\le 2\sin x+3\le 2+31sinx122sinx22+32sinx+32+3

\Rightarrow 1\le 2\sin x+3\le 512sinx+35

\Rightarrow 1\le y\le 51y5

  • y=5y=5 khi và chỉ khi \sin x=1\Rightarrow x=\frac{\pi }{2}+k2\pi (k\in \mathbb{Z})sinx=1x=π2+k2π(kZ)
  • y=1y=1 khi và chỉ khi \sin x=0\Rightarrow x=k2\pi (k\in \mathbb{Z})sinx=0x=k2π(kZ)

Vây giá trị lớn nhất của hàm số là 5

Giá trị nhỏ nhất của hàm số là 1

Ví dụ 5: Tìm tất cả các gía trị của m để hàm số sau chỉ nhận giá tri dương:

y={{(3\sin x-4\cos x)}^{2}}-6\sin x+8\cos x+2m-1y=(3sinx4cosx)26sinx+8cosx+2m1

Hướng dẫn giải

Đặt t=3\sin x-4\cos x\Rightarrow t\in [-5;5]t=3sinx4cosxt[5;5]

Khi đó: y={{t}^{2}}-2t+2m-1={{(t-1)}^{2}}+2m-2y=t22t+2m1=(t1)2+2m2

Do t\in [-5;5]\Rightarrow 0\le {{(t-1)}^{2}}\le 36\Rightarrow y\ge 2m-2\Rightarrow \min y=2m-2t[5;5]0(t1)236y2m2miny=2m2

\Leftrightarrow y>0,\forall x\in \mathbb{R}\Leftrightarrow \min y>0\Leftrightarrow 2m-2>0\Leftrightarrow m>1y>0,xRminy>02m2>0m>1

Vậy m>1m>1 thì hàm số chỉ nhận giá trị dương

Ví dụ 6: Cho x,y\in \left( 0,\frac{\pi }{2} \right)x,y(0,π2) thỏa mãn \cos 2x+\cos 2y+2\sin (x+y)=2cos2x+cos2y+2sin(x+y)=2. Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức P=\frac{{{\sin }^{4}}x}{y}+\frac{{{\cos }^{4}}y}{x}P=sin4xy+cos4yx

Hướng dẫn giải

Ta có: \cos 2x+\cos 2y+2\sin (x+y)=2cos2x+cos2y+2sin(x+y)=2

\Leftrightarrow {{\sin }^{2}}x+{{\sin }^{2}}y=\sin (x+y)sin2x+sin2y=sin(x+y)

Suy ra x+y=\frac{\pi }{2}.x+y=π2.

Áp dụng bđt: \frac{{{a}^{2}}}{m}+\frac{{{b}^{2}}}{n}\ge \frac{{{(a+b)}^{2}}}{m+n}\Rightarrow P\ge \frac{{{({{\sin }^{2}}x+{{\sin }^{2}}y)}^{2}}}{x+y}=\frac{2}{\pi }a2m+b2n(a+b)2m+nP(sin2x+sin2y)2x+y=2π

Đẳng thức xảy ra khi x=y=\frac{\pi }{4}x=y=π4

Vậy giá trị nhỏ nhất của P là \frac{2}{\pi }2π.

Ví dụ 7. Tìm giá trị lớn nhất MM và giá trị nhỏ nhất mm của hàm số y = 1 - 2|cos3x|.y=12|cos3x|.

Gợi ý:

Áp dụng lý thuyết về tập giá trị của hàm số lượng giác; cụ thể là cos(x) và kết hợp với trị tuyệt đối.

Hướng dẫn giải:

Ta có - 1 \leq cos3x \leq
1\overset{}{\rightarrow}0 \leq |cos3x| \leq 1\overset{}{\rightarrow}0
\geq - 2|cos3x| \geq - 21cos3x10|cos3x|102|cos3x|2

\overset{}{\rightarrow}1 \geq 1 -
2|cos3x| \geq - 1\overset{}{\rightarrow}1 \geq y \geq -
1\overset{}{\rightarrow}\left\{ \begin{matrix}
M = 1 \\
m = - 1 \\
\end{matrix} \right.\ .112|cos3x|11y1{M=1m=1 .

Ví dụ 8. Tìm giá trị lớn nhất MM của hàm số y = 4sin^{2}x +
\sqrt{2}\sin\left( 2x + \frac{\pi}{4} \right).y=4sin2x+2sin(2x+π4).

Gợi ý:

Biến đổi hàm số y = 4sin^{2}x +
\sqrt{2}\sin\left( 2x + \frac{\pi}{4} \right).y=4sin2x+2sin(2x+π4).

Áp dụng lý thuyết về tập giá trị của hàm số lượng giác; cụ thể là sin(x).

Hướng dẫn giải:

Ta có y = 4sin^{2}x + \sqrt{2}\sin\left(
2x + \frac{\pi}{4} \right) = 4\left( \frac{1 - cos2x}{2} \right) + sin2x
+ cos2xy=4sin2x+2sin(2x+π4)=4(1cos2x2)+sin2x+cos2x

= sin2x - cos2x + 2 = \sqrt{2}\sin\left(
2x - \frac{\pi}{4} \right) + 2.=sin2xcos2x+2=2sin(2xπ4)+2.

- 1 \leq \sin\left( 2x - \frac{\pi}{4}
\right) \leq 1\overset{}{\rightarrow} - \sqrt{2} + 2 \leq
\sqrt{2}\sin\left( 2x - \frac{\pi}{4} \right) + 2 \leq \sqrt{2} +
21sin(2xπ4)12+22sin(2xπ4)+22+2.

Vậy giá trị lớn nhất của hàm số là 2 +
\sqrt{2}.2+2.

Ví dụ 9. Tìm giá trị nhỏ nhất mm của hàm số y = 2sin^{2}x +
\sqrt{3}sin2xy=2sin2x+3sin2x.

Gợi ý:

Biến đổi hàm số y = 2sin^{2}x +
\sqrt{3}sin2xy=2sin2x+3sin2x

Áp dụng lý thuyết về tập giá trị của hàm số lượng giác; cụ thể là sin(x).

Hướng dẫn giải:

Ta có y = 2sin^{2}x + \sqrt{3}sin2x = 1 -
cos2x + \sqrt{3}sin2xy=2sin2x+3sin2x=1cos2x+3sin2x

\begin{matrix}
= \sqrt{3}sin2x - cos2x + 1 = 2\left( \frac{\sqrt{3}}{2}sin2x -
\frac{1}{2}cos2x \right) + 1 \\
= 2\left( sin2x\cos\frac{\pi}{6} - \sin\frac{\pi}{6}cos2x \right) + 1 =
2sin\left( 2x - \frac{\pi}{6} \right) + 1. \\
\end{matrix}=3sin2xcos2x+1=2(32sin2x12cos2x)+1=2(sin2xcosπ6sinπ6cos2x)+1=2sin(2xπ6)+1.

- 1 \leq \sin\left( 2x - \frac{\pi}{6}
\right) \leq 1\overset{}{\rightarrow} - 1 \leq 1 + 2sin\left( 2x -
\frac{\pi}{6} \right) \leq 3\overset{}{\rightarrow} - 1 \leq y \leq
3.1sin(2xπ6)111+2sin(2xπ6)31y3.

Do đó giá trị nhỏ nhất của hàm số là -
1.1.

Ví dụ 10. Gọi M,\ mM, m lần lượt là giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số y = sin^{2}x - 4sinx + 5y=sin2x4sinx+5. Tính P = M - 2m^{2}.P=M2m2.

Hướng dẫn giải:

Ta có y = sin^{2}x - 4sinx + 5 = \left(
\sin x - 2 \right)^{2} + 1.y=sin2x4sinx+5=(sinx2)2+1.

Do - 1 \leq \sin x \leq
1\overset{}{\rightarrow} - 3 \leq \sin x - 2 \leq -
1\overset{}{\rightarrow}1 \leq \left( \sin x - 2 \right)^{2} \leq
91sinx13sinx211(sinx2)29

\overset{}{\rightarrow}2 \leq \left( \sin
x - 2 \right)^{2} + 1 \leq 10\overset{}{\rightarrow}\left\{
\begin{matrix}
M = 10 \\
m = 2 \\
\end{matrix} \right.\ P = M - 2m^{2} = 2.2(sinx2)2+110{M=10m=2 P=M2m2=2.

Ví dụ 11. Hàm số y = cos^{2}x + 2sinx +
2y=cos2x+2sinx+2 đạt giá trị nhỏ nhất tại x_{0}x0. Mệnh đề nào sau đây là đúng?

A. x_{0} = \frac{\pi}{2} + k2\pi,\ \
k\mathbb{\in Z}.x0=π2+k2π,  kZ.                               B. x_{0} = -
\frac{\pi}{2} + k2\pi,\ \ k\mathbb{\in Z}.x0=π2+k2π,  kZ.

C. x_{0} = \pi + k2\pi,\ \ k\mathbb{\in
Z}.x0=π+k2π,  kZ.                               D. x_{0} = k2\pi,\ \
k\mathbb{\in Z}.x0=k2π,  kZ.

Gợi ý:

Biến đổi biểu thức y = cos^{2}x + 2sinx +
2y=cos2x+2sinx+2

Áp dụng lý thuyết về tập giá trị của hàm số lượng giác; cụ thể là của sin (x).

Hướng dẫn giải:

Ta có y = cos^{2}x + 2sinx + 2 = 1 -
sin^{2}x + 2sinx + 2y=cos2x+2sinx+2=1sin2x+2sinx+2

= - sin^{2}x + 2sinx + 3 = - \left( \sin
x - 1 \right)^{2} + 4.=sin2x+2sinx+3=(sinx1)2+4.

- 1 \leq \sin x \leq
1\overset{}{\rightarrow} - 2 \leq \sin x - 1 \leq
0\overset{}{\rightarrow}0 \leq \left( \sin x - 1 \right)^{2} \leq
41sinx12sinx100(sinx1)24

\overset{}{\rightarrow}0 \geq - \left(
\sin x - 1 \right)^{2} \geq - 4\overset{}{\rightarrow}4 \geq - \left(
\sin x - 1 \right)^{2} + 4 \geq 00(sinx1)244(sinx1)2+40.

Suy ra giá trị nhỏ nhất của hàm số bằng 00.

Dấu = xảy ra \Leftrightarrow \sin x = - 1
\Leftrightarrow x = - \frac{\pi}{2} + k2\pi\ \left( k \in \mathbb{Z}
\right).sinx=1x=π2+k2π (kZ).

Ví dụ 12. Số giờ có ánh sáng mặt trời của một thành phố A trong ngày thứ tt của năm 2022 được cho bởi một hàm số y = 4sin\left\lbrack
\frac{\pi}{178}(t - 60) \right\rbrack + 10y=4sin[π178(t60)]+10 với t\mathbb{\in Z}tZ0 < t \leq 3650<t365. Vào ngày nào trong năm thì thành phố A có nhiều giờ có ánh sáng mặt trời nhất?

Gợi ý:

Áp dụng lý thuyết về tập giá trị của hàm số lượng giác; cụ thể là của sin (x).

Lập luận được rằng: Ngày có ánh sáng mặt trời nhiều nhất chính là GTLN.

Hướng dẫn giải:

\sin\left\lbrack \frac{\pi}{178}(t -
60) \right\rbrack \leq 1\overset{}{\rightarrow}y = 4sin\left\lbrack
\frac{\pi}{178}(t - 60) \right\rbrack + 10 \leq 14.sin[π178(t60)]1y=4sin[π178(t60)]+1014.

Ngày có ánh sáng mặt trời nhiều nhất \Leftrightarrow y = 14 \Leftrightarrow
\sin\left\lbrack \frac{\pi}{178}(t - 60) \right\rbrack = 1y=14sin[π178(t60)]=1

\Leftrightarrow \frac{\pi}{178}(t - 60)
= \frac{\pi}{2} + k2\pi \Leftrightarrow t = 149 + 356k.π178(t60)=π2+k2πt=149+356k.

Do 0 < t \leq
365\overset{}{\rightarrow}0 < 149 + 356k \leq 365 \Leftrightarrow -
\frac{149}{356} < k \leq \frac{54}{89}\overset{k\mathbb{\in
Z}}{\rightarrow}k = 00<t3650<149+356k365149356<k5489kZk=0.

Với k = 0\overset{}{\rightarrow}t =
149k=0t=149 rơi vào ngày 29 tháng 5 (vì ta đã biết tháng 1 và 3 có 31 ngày, tháng 4 có 30 ngày, riêng đối với năm 2022 thì không phải năm nhuận nên tháng 2 có 28 ngày hoặc dựa vào dữ kiện 0 < t \leq 3650<t365 thì ta biết năm này tháng 2 chỉ có 28 ngày).

II. Bài tập tự luyện tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất

Bài 1: Tìm giá trị lớn nhất ,nhỏ nhất của các hàm số sau:

1. y=\frac{\sin x+2\cos x+1}{\sin x+\cos x+2}1.y=sinx+2cosx+1sinx+cosx+2

2. y=\frac{4}{1+2{{\sin }^{2}}x}2.y=41+2sin2x

3. y=2{{\sin }^{2}}x+{{\cos }^{2}}2x3.y=2sin2x+cos22x

4. y=3\sin x+4\cos x+14.y=3sinx+4cosx+1

5. y=\sin x+\sqrt{2-{{\sin }^{2}}x}5.y=sinx+2sin2x

6. y={{\sin }^{4}}x+{{\cos }^{4}}x6.y=sin4x+cos4x

7. y=2{{\sin }^{2}}x+2\sin x-17.y=2sin2x+2sinx1

Bài 2: Xác định m để hàm số xác định với mọi x

y=\sqrt{5\sin 4x-6\cos 4x+2m-1}y=5sin4x6cos4x+2m1

Bài 3: Tìm m để bất phương trình sau đúng với mọi x thuộc R

\frac{3\sin 2x+\cos 2x}{\sin 2x+4{{\cos }^{2}}x+}\le m+13sin2x+cos2xsin2x+4cos2x+m+1

Trên đây là Tìm giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số lượng giác VnDoc.com giới thiệu tới quý thầy cô và bạn đọc. Ngoài ra VnDoc mời độc giả tham khảo thêm tài liệu ôn tập một số môn học: Tiếng anh lớp 11, Vật lí lớp 11, Ngữ văn lớp 11,...

Một số tài liệu liên quan:

Xem thêm các bài Tìm bài trong mục này khác:
Chia sẻ, đánh giá bài viết
1
Chọn file muốn tải về:
Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!
Đóng
79.000 / tháng
Đặc quyền các gói Thành viên
PRO
Phổ biến nhất
PRO+
Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp
Tải tài liệu Trả phí + Miễn phí
Xem nội dung bài viết
Trải nghiệm Không quảng cáo
Làm bài trắc nghiệm không giới hạn
Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%
Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!
Số điện thoại này đã được xác thực!
Bạn có thể dùng Sđt này đăng nhập tại đây!
Lỗi gửi SMS, liên hệ Admin
Sắp xếp theo
🖼️

Lý thuyết Toán 11

Xem thêm
🖼️

Gợi ý cho bạn

Xem thêm
Chia sẻ
Chia sẻ FacebookChia sẻ TwitterSao chép liên kếtQuét bằng QR Code
Mã QR Code
Đóng