Giải Vận dụng 2 trang 21 SGK Toán 11
Đề bài
Khi nhấn một phím trên điện thoại cảm ứng, bàn phím sẽ tạo ra hai âm thuần, kết hợp với nhau để tạo ra âm thanh nhận dạng duy nhất phím. Hình 1.13 cho thấy tần số thấp $f_1$ và tần số cao $f_2$ liên quan đến mỗi phím. Nhấn một phím sẽ tạo ra sóng âm $y = \sin(2\pi f_1 t) + \sin(2\pi f_2 t)$, ở đó $t$ là biến thời gian (tính bằng giây).
a) Tìm hàm số mô hình hoá âm thanh được tạo ra khi nhấn phím 4.
b) Biến đổi công thức vừa tìm được ở câu a về dạng tích của một hàm số sin và một hàm số côsin.
Mô tả hình bằng lời
Hình 1.13: Bàn phím điện thoại dạng lưới 4 hàng × 3 cột. Các cột ứng với tần số cao: cột 1 = 1209 Hz, cột 2 = 1336 Hz, cột 3 = 1477 Hz. Các hàng ứng với tần số thấp: hàng 1 = 697 Hz (phím 1, 2, 3), hàng 2 = 770 Hz (phím 4, 5, 6), hàng 3 = 852 Hz (phím 7, 8, 9), hàng 4 = 941 Hz (phím *, 0, #). Phím 4 nằm ở hàng tần số thấp 770 Hz và cột tần số cao 1209 Hz.
Lời giải
a) Tìm hàm số mô hình hoá âm thanh khi nhấn phím 4.
Phím 4 nằm ở hàng có tần số thấp $f_1 = 770$ Hz và cột có tần số cao $f_2 = 1209$ Hz.
Thay $f_1 = 770$ và $f_2 = 1209$ vào công thức $y = \sin(2\pi f_1 t) + \sin(2\pi f_2 t)$, ta được hàm số mô hình hoá âm thanh:
$$y = \sin(2\pi \cdot 770 \cdot t) + \sin(2\pi \cdot 1209 \cdot t) = \sin(1540\pi t) + \sin(2418\pi t).$$
b) Biến đổi công thức ở câu a về dạng tích.
Áp dụng công thức biến đổi tổng thành tích:
$$\sin a + \sin b = 2\sin\dfrac{a+b}{2}\cos\dfrac{a-b}{2}.$$
Với $a = 1540\pi t$ và $b = 2418\pi t$, ta có:
$$\dfrac{a+b}{2} = \dfrac{1540\pi t + 2418\pi t}{2} = \dfrac{3958\pi t}{2} = 1979\pi t,$$
$$\dfrac{a-b}{2} = \dfrac{1540\pi t - 2418\pi t}{2} = \dfrac{-878\pi t}{2} = -439\pi t.$$
Do đó:
$$y = 2\sin(1979\pi t)\cos(-439\pi t).$$
Vì hàm côsin là hàm số chẵn nên $\cos(-439\pi t) = \cos(439\pi t)$. Vậy:
$$y = 2\sin(1979\pi t)\cos(439\pi t).$$
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.