Bài toán này sử dụng đồ thị hàm số lượng giác cơ bản ($y = \sin x, y = \cos x, y = \tan x, y = \cot x$) để xác định số lượng nghiệm ($\alpha$) của các phương trình $\sin \alpha = m, \cos \alpha = m, \tan \alpha = m, \cot \alpha = m$ trên các khoảng cụ thể.
Số lượng nghiệm chính là số lượng giao điểm của đồ thị hàm số $y = f(\alpha)$ và đường thẳng nằm ngang $y = m$ trong phạm vi của khoảng/đoạn đang xét.
Đề bài:
Dùng đồ thị hàm số, hãy cho biết:
a) Với mỗi m ∈ [‒1;1], có bao nhiêu giá trị
sao cho sinα = m;
b) Với mỗi m ∈ [‒1;1], có bao nhiêu giá trị α ∈ [0; π] sao cho cosα = m;
c) Với mỗi m ∈ ℝ, có bao nhiêu giá trị
sao cho tanα = m;
d) Với mỗi m ∈ ℝ, có bao nhiêu giá trị α ∈ [0; π] sao cho cotα = m.
Phân tích và Hướng dẫn giải:
Ta cần vẽ hoặc hình dung đồ thị của các hàm số lượng giác trên các khoảng đã cho và quan sát số lượng giao điểm với đường thẳng $y = m$.
Vẽ đường thẳng $y = m$ (với $m$ là giá trị đã cho).
Đếm giao điểm: Xác định số lượng giao điểm giữa đồ thị hàm số và đường thẳng $y = m$ trong khoảng/đoạn đã định.
Lời giải chi tiết:
a) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ [‒1;1]) và đồ thị hàm số y = sinx trên đoạn ![\dpi{100} \small \left [ -\frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2} \right ]](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\dpi{100}&space;\small&space;\left&space;[&space;-\frac{\pi&space;}{2};\frac{\pi&space;}{2}&space;\right&space;])

Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ [‒1;1] thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy với mỗi m ∈ [‒1;1] sẽ có 1 giá trị
sao cho sinα = m
b) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ [‒1;1]) và đồ thị hàm số y = cosx trên [0; π]:

Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ [‒1;1] thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy m ∈ [‒1;1] sẽ có 1 giá trị α ∈ [0; π] sao cho cosα = m.
c) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ ℝ) và đồ thị hàm số y = tanx trên )

Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ ℝ thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy với mỗi m ∈ ℝ sẽ có 1 giá trị
sao cho tanα = m.
d) Xét đồ thị hàm số y = m (m ∈ ℝ) và đồ thị hàm số y = cotx trên (0; π):

Từ đồ thị của hai hàm số ở hình vẽ trên, ta thấy với mỗi m ∈ ℝ thì hai đồ thị cắt nhau tại 1 điểm.
Vậy với mỗi m ∈ ℝ sẽ có 1 giá trị α ∈ (0; π) sao cho cotα = m.