Bài toán này giúp chúng ta ôn lại sự biến thiên (đồng biến và nghịch biến) của hàm số $y = \sin x$ và $y = \cos x$. Các hàm số lượng giác này là các hàm tuần hoàn với chu kì $2\pi$, do đó, sự biến thiên của chúng trên các khoảng $[a, b]$ sẽ giống với sự biến thiên trên các khoảng $[a+k2\pi, b+k2\pi]$ với $k \in \mathbb{Z}$.
Xét sự biến thiên của mỗi hàm số sau trên các khoảng tương ứng:
a) y = sinx trên khoảng ,
b) y = cosx trên khoảng (‒20π; ‒19π), (‒9π; ‒8π).
Để xét sự biến thiên của hàm số trên các khoảng đã cho, ta cần đưa các khoảng này về dạng chuẩn $I + k2\pi$, trong đó $I$ là khoảng cơ bản (chứa $0$ hoặc $\pi$) và $k \in \mathbb{Z}$.
Ta cần nhớ lại:
Hàm số $\mathbf{y = \sin x}$ đồng biến trên mỗi khoảng $\left(-\frac{\pi}{2} + k2\pi; \frac{\pi}{2} + k2\pi\right)$ và nghịch biến trên mỗi khoảng $\left(\frac{\pi}{2} + k2\pi; \frac{3\pi}{2} + k2\pi\right)$.
Hàm số $\mathbf{y = \cos x}$ nghịch biến trên mỗi khoảng $\left(k2\pi; \pi + k2\pi\right)$ và đồng biến trên mỗi khoảng $\left(-\pi + k2\pi; k2\pi\right)$.
a) Xét hàm số y = sinx:
Vì nên hàm số y = sinx đồng biến trên khoảng
Vì nên hàm số y = sinx nghịch biến trên khoảng
b) Xét hàm số y = cosx:
Vì (‒20π; ‒19π) = (0 ‒20π; π ‒ 20π) nên hàm số y = cosx nghịch biến trên khoảng (‒20π; ‒19π).
Vì (‒9π; ‒8π) = (‒π – 8π; 0 ‒ 8π) nên hàm số y = cosx đồng biến trên khoảng (‒9π; ‒8π).
| Hàm số | Khoảng đã cho | Phân tích (I+k2π) | Sự biến thiên |
| $y = \sin x$ | $\left(-\frac{9\pi}{2}; -\frac{7\pi}{2}\right)$ | $\left(-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right) - 4\pi$ | Đồng biến |
| $y = \sin x$ | $\left(\frac{21\pi}{2}; \frac{23\pi}{2}\right)$ | $\left(\frac{\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right) + 10\pi$ | Nghịch biến |
| $y = \cos x$ | $(-20\pi; -19\pi)$ | $(0; \pi) - 20\pi$ | Nghịch biến |
| $y = \cos x$ | $(-9\pi; -8\pi)$ | $(-\pi; 0) - 8\pi$ | Đồng biến |
• Xem thêm:
Bài 5 trang 31 Toán 11 tập 1 SGK Cánh Diều: Xét tính chẵn, lẻ của các hàm số: a) y = sinx cosx;...