cong-thuc-luong-giac-day-du-nhat-7

Bảng công thức lượng giác đầy đủ lớp 10, 11 và mẹo nhớ nhanh

XEM NHANH

Công thức lượng giác là tập hợp các đẳng thức liên hệ giữa sin, cos, tan, cot của một góc (cung), gồm 7 nhóm chính: công thức cơ bản, công thức cộng, công thức nhân đôi và nhân ba, công thức hạ bậc, công thức biến đổi tổng thành tích, biến đổi tích thành tổng và công thức các cung liên quan. Đây là kiến thức trọng tâm của chương lượng giác lớp 10, lớp 11 và được dùng tiếp khi học đạo hàm, tích phân ở lớp 12. Bài viết tổng hợp bảng công thức lượng giác đầy đủ dưới dạng bảng tra, có ví dụ giải mẫu và mẹo nhớ bằng thơ.

Tóm tắt nhanh:

  • Công thức gốc: sin²x + cos²x = 1; tan x = sin x / cos x; cot x = cos x / sin x; tan x · cot x = 1.
  • Công thức cộng: sin(a ± b) = sin a cos b ± cos a sin b; cos(a ± b) = cos a cos b ∓ sin a sin b.
  • Nhân đôi, hạ bậc: sin 2x = 2 sin x cos x; cos 2x = 1 − 2sin²x; sin²x = (1 − cos 2x)/2.
  • Cung liên quan: nhớ câu “cos đối, sin bù, phụ chéo, hơn kém π tan cot”.

Tam giác vuông với cạnh đối, cạnh kề, cạnh huyền của góc α dùng để định nghĩa tỉ số lượng giác

Tỉ số lượng giác của góc nhọn là gì?

Trong tam giác vuông, tỉ số lượng giác của góc nhọn x là tỉ số giữa độ dài hai cạnh của tam giác. Có 4 tỉ số lượng giác cơ bản:

Tỉ số Định nghĩa Mẹo nhớ
sin x Cạnh đối / cạnh huyền Sin đi học
cos x Cạnh kề / cạnh huyền Cos không hư
tan x Cạnh đối / cạnh kề Tan đoàn kết
cot x Cạnh kề / cạnh đối Cot kết đoàn

Ví dụ: tam giác vuông có cạnh đối 3, cạnh kề 4, cạnh huyền 5 thì sin x = 3/5, cos x = 4/5, tan x = 3/4, cot x = 4/3. Nếu bạn mới làm quen với khái niệm, hãy đọc thêm bài sin, cos, tan là gì.

Ví dụ tam giác vuông cạnh 3, 4, 5 và cách tính sin, cos, tan của góc θ

Bảng giá trị lượng giác của các góc đặc biệt

Đây là các giá trị cần thuộc lòng vì xuất hiện trong hầu hết bài tập.

Góc 0° 30° (π/6) 45° (π/4) 60° (π/3) 90° (π/2) 180° (π)
sin 0 1/2 √2/2 √3/2 1 0
cos 1 √3/2 √2/2 1/2 0 −1
tan 0 √3/3 1 √3 Không xác định 0
cot Không xác định √3 1 √3/3 0 Không xác định

Bảng đầy đủ với nhiều góc hơn có trong bài bảng giá trị lượng giác.

Đường tròn lượng giác bán kính 1 với cos θ trên trục hoành và sin θ trên trục tung

Công thức lượng giác cơ bản

Công thức Điều kiện
sin²x + cos²x = 1 Mọi x
tan x = sin x / cos x cos x ≠ 0
cot x = cos x / sin x sin x ≠ 0
tan x · cot x = 1 sin x ≠ 0, cos x ≠ 0
1 + tan²x = 1 / cos²x cos x ≠ 0
1 + cot²x = 1 / sin²x sin x ≠ 0

Giá trị của sin và cos luôn nằm trong đoạn [−1; 1], còn tan và cot có thể nhận mọi giá trị thực.

Bài tập chứng minh công thức tan bằng sin chia cos và sin bình cộng cos bình bằng 1

Công thức cộng lượng giác

Công thức
sin(a + b) = sin a · cos b + cos a · sin b
sin(a − b) = sin a · cos b − cos a · sin b
cos(a + b) = cos a · cos b − sin a · sin b
cos(a − b) = cos a · cos b + sin a · sin b
tan(a + b) = (tan a + tan b) / (1 − tan a · tan b)
tan(a − b) = (tan a − tan b) / (1 + tan a · tan b)

Lưu ý dấu: với cos, dấu ở vế phải ngược với dấu ở vế trái; với sin, dấu giữ nguyên.

Công thức nhân đôi và nhân ba

Nhóm Công thức
Nhân đôi sin 2x = 2 sin x · cos x
cos 2x = cos²x − sin²x = 2cos²x − 1 = 1 − 2sin²x
tan 2x = 2 tan x / (1 − tan²x)
Nhân ba sin 3x = 3 sin x − 4 sin³x
cos 3x = 4 cos³x − 3 cos x
tan 3x = (3 tan x − tan³x) / (1 − 3tan²x)

Đồ thị y = cos x, y = cos 2x và y = cos 4x minh họa chu kỳ thay đổi khi nhân góc

Công thức hạ bậc

Công thức hạ bậc dùng để đưa sin², cos² về bậc nhất của góc nhân đôi, rất hay dùng khi giải phương trình và tính tích phân.

Công thức
sin²x = (1 − cos 2x) / 2
cos²x = (1 + cos 2x) / 2
tan²x = (1 − cos 2x) / (1 + cos 2x)
sin³x = (3 sin x − sin 3x) / 4
cos³x = (3 cos x + cos 3x) / 4

Công thức biến đổi tổng thành tích

Công thức
cos a + cos b = 2 cos((a + b)/2) · cos((a − b)/2)
cos a − cos b = −2 sin((a + b)/2) · sin((a − b)/2)
sin a + sin b = 2 sin((a + b)/2) · cos((a − b)/2)
sin a − sin b = 2 cos((a + b)/2) · sin((a − b)/2)

Công thức biến đổi tích thành tổng

Công thức
cos a · cos b = ½[cos(a + b) + cos(a − b)]
sin a · sin b = ½[cos(a − b) − cos(a + b)]
sin a · cos b = ½[sin(a + b) + sin(a − b)]

Bảng phấn với hình học, công thức sin cos và định lý Pytago

Công thức lượng giác của các cung liên quan

Các công thức dưới đây giúp đưa giá trị lượng giác của một góc bất kỳ về góc nhọn quen thuộc.

Quan hệ sin cos tan cot
Cung đối nhau (x và −x) sin(−x) = −sin x cos(−x) = cos x tan(−x) = −tan x cot(−x) = −cot x
Cung bù nhau (x và π − x) sin(π − x) = sin x cos(π − x) = −cos x tan(π − x) = −tan x cot(π − x) = −cot x
Cung phụ nhau (x và π/2 − x) sin(π/2 − x) = cos x cos(π/2 − x) = sin x tan(π/2 − x) = cot x cot(π/2 − x) = tan x
Hơn kém π (x và π + x) sin(π + x) = −sin x cos(π + x) = −cos x tan(π + x) = tan x cot(π + x) = cot x
Hơn kém π/2 (x và π/2 + x) sin(π/2 + x) = cos x cos(π/2 + x) = −sin x tan(π/2 + x) = −cot x cot(π/2 + x) = −tan x

Ví dụ: sin 150° = sin(180° − 30°) = sin 30° = 1/2; cos 120° = cos(180° − 60°) = −cos 60° = −1/2; tan 210° = tan(180° + 30°) = tan 30° = √3/3.

Đường tròn lượng giác đánh dấu các cung đặc biệt dùng trong bài tập

Công thức tính theo t = tan(x/2)

Khi đặt t = tan(x/2) (với cos(x/2) ≠ 0), có thể biểu diễn sin x, cos x, tan x theo t. Cách đặt này hay dùng để đưa phương trình về dạng đại số:

  • sin x = 2t / (1 + t²)
  • cos x = (1 − t²) / (1 + t²)
  • tan x = 2t / (1 − t²), với t² ≠ 1

Công thức nghiệm phương trình lượng giác cơ bản

Phương trình Nghiệm (k ∈ ℤ)
sin x = sin a x = a + k2π hoặc x = π − a + k2π
cos x = cos a x = a + k2π hoặc x = −a + k2π
tan x = tan a x = a + kπ
cot x = cot a x = a + kπ
sin x = 0; sin x = 1; sin x = −1 x = kπ; x = π/2 + k2π; x = −π/2 + k2π
cos x = 0; cos x = 1; cos x = −1 x = π/2 + kπ; x = k2π; x = π + k2π

Cách giải từng dạng và ví dụ chi tiết có trong bài phương trình lượng giác cơ bản.

Ví dụ áp dụng công thức lượng giác có lời giải

Ví dụ 1: Tính cos 75°.

  • cos 75° = cos(45° + 30°) = cos 45° cos 30° − sin 45° sin 30° = (√2/2)(√3/2) − (√2/2)(1/2) = (√6 − √2)/4 ≈ 0,2588.

Ví dụ 2: Tính tan 15°.

  • tan 15° = tan(45° − 30°) = (1 − √3/3) / (1 + √3/3) = (3 − √3) / (3 + √3) = 2 − √3 ≈ 0,2679.

Ví dụ 3: Cho sin x = 3/5 với 0 < x < π/2. Tính cos x, sin 2x, cos 2x.

  • cos²x = 1 − 9/25 = 16/25, x thuộc góc phần tư thứ nhất nên cos x = 4/5.
  • sin 2x = 2 · (3/5) · (4/5) = 24/25.
  • cos 2x = 1 − 2 · (9/25) = 7/25.

Ví dụ 4: Rút gọn A = sin(π − x) + cos(π/2 − x) + sin(π + x).

  • A = sin x + sin x − sin x = sin x.

Đề kiểm tra lượng giác với bài tập tỉ số lượng giác và giải tam giác vuông

Mẹo ghi nhớ công thức lượng giác bằng thơ

Tỉ số lượng giác: “Sin đi học, Cos không hư, Tan đoàn kết, Cot kết đoàn” (sin = đối/huyền, cos = kề/huyền, tan = đối/kề, cot = kề/đối).

Công thức cộng:

“Sin thì sin cos cos sin
Cos thì cos cos sin sin dấu trừ
Tan tổng thì lấy tổng tan
Chia một trừ với tích tan, dễ mà.”

Cung liên quan: “Cos đối, sin bù, phụ chéo, hơn kém π tan cot”: hai cung đối có cos bằng nhau, hai cung bù có sin bằng nhau, hai cung phụ thì sin cung này bằng cos cung kia, hai cung hơn kém π có tan và cot bằng nhau.

Tổng thành tích:

“Cos cộng cos bằng hai cos cos
Cos trừ cos bằng trừ hai sin sin
Sin cộng sin bằng hai sin cos
Sin trừ sin bằng hai cos sin.”

Nền bảng đen chi chít công thức lượng giác viết tay

Ứng dụng của lượng giác trong thực tế

  • Đo đạc: tính chiều cao tòa nhà, độ sâu, khoảng cách khi biết một cạnh và góc nhìn.
  • Vật lý: mô tả dao động điều hòa, sóng, dòng điện xoay chiều bằng hàm sin, cos.
  • Kỹ thuật, xây dựng: tính lực, độ dốc, góc nghiêng của kết cấu.
  • Hàng không, hàng hải: xác định góc cất cánh, hướng đi, định vị.
  • Công nghệ: xử lý tín hiệu số, nén ảnh, đồ họa máy tính.

Bài toán tàu ngầm dùng tỉ số lượng giác với cạnh kề 550 m và cạnh huyền 650 m

Bài toán máy bay cất cánh tính góc θ từ quãng đường 100.000 ft và độ cao 40.000 ft

Ví dụ với hình máy bay: sin θ = 40.000 / 100.000 = 0,4 nên θ ≈ 23,6°. Trong tam giác thường, bạn dùng thêm định lý cosin để tính cạnh và góc.

Kỹ sư lắp đặt thiết bị điện, lĩnh vực ứng dụng hàm lượng giác trong dòng điện xoay chiều

Lưu ý khi sử dụng bảng công thức lượng giác

  • Đơn vị góc: các công thức nghiệm viết theo radian (π), không trộn độ và radian trong cùng một nghiệm.
  • Điều kiện xác định: tan cần cos x ≠ 0, cot cần sin x ≠ 0; luôn kiểm tra trước khi biến đổi.
  • Dấu theo góc phần tư: khi suy cos từ sin (hoặc ngược lại) phải xét góc thuộc góc phần tư nào để chọn dấu.
  • Kiểm tra bằng máy tính: thay một giá trị góc cụ thể vào hai vế để kiểm tra công thức vừa biến đổi.

Với dạng bài khảo sát hàm số lượng giác, bạn có thể ôn thêm tính đơn điệu của hàm số. Ở phần hình học, các hệ thức lượng giác cũng hay dùng khi chứng minh tứ giác nội tiếp.

Câu hỏi thường gặp về công thức lượng giác

Công thức lượng giác cơ bản nhất là gì?

Công thức cơ bản nhất là sin²x + cos²x = 1, kèm theo tan x = sin x / cos x và cot x = cos x / sin x.

Công thức lượng giác học ở lớp mấy?

Theo chương trình mới, tỉ số lượng giác của góc nhọn học ở lớp 9, giá trị lượng giác của góc từ 0° đến 180° học ở lớp 10, còn các công thức cộng, nhân đôi, biến đổi và phương trình lượng giác học ở lớp 11.

Công thức nhân đôi của cos là gì?

cos 2x = cos²x − sin²x = 2cos²x − 1 = 1 − 2sin²x.

Cách nhớ công thức cung liên quan nhanh nhất?

Nhớ câu “cos đối, sin bù, phụ chéo, hơn kém π tan cot”, rồi suy ra dấu của các hàm còn lại theo góc phần tư.

tan(π − x) bằng bao nhiêu?

tan(π − x) = −tan x, vì hai cung bù nhau có sin bằng nhau còn cos đối nhau.

Có cần học thuộc công thức biến đổi tích thành tổng không?

Nên nhớ, nhưng có thể tự suy ra nhanh bằng cách cộng hoặc trừ hai công thức cộng, ví dụ cộng cos(a + b) và cos(a − b) được 2cos a cos b.

Kết luận

Bảng công thức lượng giác gồm các nhóm cơ bản, cộng, nhân đôi, nhân ba, hạ bậc, biến đổi tổng – tích và cung liên quan. Hãy nắm chắc công thức gốc sin²x + cos²x = 1 và công thức cộng, vì phần lớn công thức còn lại đều suy ra từ đây. Kết hợp bảng giá trị góc đặc biệt, mẹo nhớ bằng thơ và luyện các ví dụ trong bài, bạn sẽ giải nhanh các dạng bài lượng giác từ lớp 10 đến lớp 12.

Tin mới nhất
Dung lượng pin của Samsung Galaxy A38 nâng cấp so với đời tiền nhiệm
Xiaomi công bố bàn chải đánh răng điện mới với màn hình màu và thời lượng pin lên đến 190 ngày
HONOR thử nghiệm thời lượng pin của điện thoại 15.000mAh trong một tuần
Samsung Galaxy S27 Pro và S27 Ultra sẽ được trang bị màn hình bảo mật được nâng cấp