Câu hỏi: Số nghiệm của phương trình $\cos \left( x-\dfrac{\pi }{3} \right)=\cos \left( 2x+\dfrac{\pi }{6} \right)$ trên $\left( -\pi ;\pi \right)$ là.
A. $1$
B. $2$
C. $4$
D. $3$
A. $1$
B. $2$
C. $4$
D. $3$
Phương pháp:
- Giải phương trình lượng giác cơ bản: $\cos f\left( x \right)=\cos g\left( x \right)\Leftrightarrow f\left( x \right)=\pm g\left( x \right)+k2\pi (k\in \mathbb{Z}~).~$
- Cho các họ nghiệm vừa tìm được thuộc $\left( -\pi ;\pi \right)$, sau đó tìm ra các nghiệm thỏa mãn.
Cách giải:
TXĐ: D = $\mathbb{R}$
$\begin{aligned}
& \cos \left( x-\dfrac{\pi }{3} \right)=\cos \left( 2x+\dfrac{\pi }{6} \right) \\
& \Leftrightarrow \left[ \begin{aligned}
& 2x+\dfrac{\pi }{6}=x-\dfrac{\pi }{3}+k2\pi \\
& 2x+\dfrac{\pi }{6}=x+\dfrac{\pi }{3}+k2\pi \\
\end{aligned} \right.\left( k\in \mathbb{Z} \right) \\
\end{aligned}$
$\Leftrightarrow \left[ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{\pi }{2}+k2\pi \\
& x=\dfrac{\pi }{18}+\dfrac{k2\pi }{3} \\
\end{aligned} \right.\left( k\in \mathbb{Z} \right)$
Xét họ nghiệm $x=-\dfrac{\pi }{2}+k2\pi (k\in \mathbb{Z})$, cho $x\in \left( -\pi ;\pi \right).~$
$\begin{aligned}
& \Rightarrow -\pi <-\dfrac{\pi }{2}+k2\pi <\pi \\
& \Leftrightarrow -1<-\dfrac{1}{2}+2k<1 \\
& \Leftrightarrow -\dfrac{1}{4}<k<\dfrac{3}{4} \\
\end{aligned}$
Mà $k\in \mathbb{Z}\Rightarrow k=~0\Rightarrow x=-\dfrac{\pi }{2}.~$
Xét họ nghiệm $x=\dfrac{\pi }{18}+\dfrac{k2\pi }{3}\left( k\in \mathbb{Z} \right),cho x\in \left( -\pi ;\pi \right)$
$\begin{aligned}
& \Rightarrow -\pi <\dfrac{\pi }{18}+\dfrac{k2\pi }{3}<\pi \\
& \Leftrightarrow -1<\dfrac{1}{18}+\dfrac{2k}{3}<1 \\
& \Leftrightarrow -\dfrac{19}{12}<k<\dfrac{17}{12} \\
\end{aligned}$
Mà $k\in \mathbb{Z}\Rightarrow k\in \left\{ -~1;0;1 \right\}\Rightarrow x\in \left\{ -\dfrac{11\pi }{18};\dfrac{\pi }{18};\dfrac{13\pi }{18} \right\}$
Vậy phương trình đã cho có 4 nghiệm thuộc $\left( -\pi ;\pi \right)$.
- Giải phương trình lượng giác cơ bản: $\cos f\left( x \right)=\cos g\left( x \right)\Leftrightarrow f\left( x \right)=\pm g\left( x \right)+k2\pi (k\in \mathbb{Z}~).~$
- Cho các họ nghiệm vừa tìm được thuộc $\left( -\pi ;\pi \right)$, sau đó tìm ra các nghiệm thỏa mãn.
Cách giải:
TXĐ: D = $\mathbb{R}$
$\begin{aligned}
& \cos \left( x-\dfrac{\pi }{3} \right)=\cos \left( 2x+\dfrac{\pi }{6} \right) \\
& \Leftrightarrow \left[ \begin{aligned}
& 2x+\dfrac{\pi }{6}=x-\dfrac{\pi }{3}+k2\pi \\
& 2x+\dfrac{\pi }{6}=x+\dfrac{\pi }{3}+k2\pi \\
\end{aligned} \right.\left( k\in \mathbb{Z} \right) \\
\end{aligned}$
$\Leftrightarrow \left[ \begin{aligned}
& x=-\dfrac{\pi }{2}+k2\pi \\
& x=\dfrac{\pi }{18}+\dfrac{k2\pi }{3} \\
\end{aligned} \right.\left( k\in \mathbb{Z} \right)$
Xét họ nghiệm $x=-\dfrac{\pi }{2}+k2\pi (k\in \mathbb{Z})$, cho $x\in \left( -\pi ;\pi \right).~$
$\begin{aligned}
& \Rightarrow -\pi <-\dfrac{\pi }{2}+k2\pi <\pi \\
& \Leftrightarrow -1<-\dfrac{1}{2}+2k<1 \\
& \Leftrightarrow -\dfrac{1}{4}<k<\dfrac{3}{4} \\
\end{aligned}$
Mà $k\in \mathbb{Z}\Rightarrow k=~0\Rightarrow x=-\dfrac{\pi }{2}.~$
Xét họ nghiệm $x=\dfrac{\pi }{18}+\dfrac{k2\pi }{3}\left( k\in \mathbb{Z} \right),cho x\in \left( -\pi ;\pi \right)$
$\begin{aligned}
& \Rightarrow -\pi <\dfrac{\pi }{18}+\dfrac{k2\pi }{3}<\pi \\
& \Leftrightarrow -1<\dfrac{1}{18}+\dfrac{2k}{3}<1 \\
& \Leftrightarrow -\dfrac{19}{12}<k<\dfrac{17}{12} \\
\end{aligned}$
Mà $k\in \mathbb{Z}\Rightarrow k\in \left\{ -~1;0;1 \right\}\Rightarrow x\in \left\{ -\dfrac{11\pi }{18};\dfrac{\pi }{18};\dfrac{13\pi }{18} \right\}$
Vậy phương trình đã cho có 4 nghiệm thuộc $\left( -\pi ;\pi \right)$.
Đáp án C.