Sách giáo khoa Toán 11 Tập một

Giải Bài 1.5 trang 17 SGK Toán 11

Bài 2. Công thức lượng giác   Đã kiểm chéo

Đề bài

Chứng minh các đẳng thức:

a) $\cos^4\alpha - \sin^4\alpha = 2\cos^2\alpha - 1$;

b) $\dfrac{\cos^2\alpha + \tan^2\alpha - 1}{\sin^2\alpha} = \tan^2\alpha$.

Lời giải

a) Chứng minh $\cos^4\alpha - \sin^4\alpha = 2\cos^2\alpha - 1$.

Biến đổi vế trái, coi $\cos^4\alpha - \sin^4\alpha$ là hiệu hai bình phương:

$$\cos^4\alpha - \sin^4\alpha = \left(\cos^2\alpha\right)^2 - \left(\sin^2\alpha\right)^2 = \left(\cos^2\alpha - \sin^2\alpha\right)\left(\cos^2\alpha + \sin^2\alpha\right).$$

Vì $\cos^2\alpha + \sin^2\alpha = 1$ nên:

$$\cos^4\alpha - \sin^4\alpha = \cos^2\alpha - \sin^2\alpha.$$

Thay $\sin^2\alpha = 1 - \cos^2\alpha$:

$$\cos^2\alpha - \sin^2\alpha = \cos^2\alpha - \left(1 - \cos^2\alpha\right) = 2\cos^2\alpha - 1.$$

Vậy $\cos^4\alpha - \sin^4\alpha = 2\cos^2\alpha - 1$ (đpcm).

b) Chứng minh $\dfrac{\cos^2\alpha + \tan^2\alpha - 1}{\sin^2\alpha} = \tan^2\alpha$ (điều kiện $\cos\alpha \neq 0$, $\sin\alpha \neq 0$).

Biến đổi tử thức của vế trái. Nhóm $\cos^2\alpha - 1 = -\sin^2\alpha$:

$$\cos^2\alpha + \tan^2\alpha - 1 = \left(\cos^2\alpha - 1\right) + \tan^2\alpha = -\sin^2\alpha + \tan^2\alpha.$$

Thay $\tan^2\alpha = \dfrac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha}$:

$$-\sin^2\alpha + \dfrac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha} = \sin^2\alpha\left(\dfrac{1}{\cos^2\alpha} - 1\right) = \sin^2\alpha \cdot \dfrac{1 - \cos^2\alpha}{\cos^2\alpha} = \sin^2\alpha \cdot \dfrac{\sin^2\alpha}{\cos^2\alpha} = \sin^2\alpha \cdot \tan^2\alpha.$$

Do đó:

$$\dfrac{\cos^2\alpha + \tan^2\alpha - 1}{\sin^2\alpha} = \dfrac{\sin^2\alpha \cdot \tan^2\alpha}{\sin^2\alpha} = \tan^2\alpha.$$

Vậy $\dfrac{\cos^2\alpha + \tan^2\alpha - 1}{\sin^2\alpha} = \tan^2\alpha$ (đpcm).

Đáp số

đpcmđpcm

Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.