「三角関数」に関する質問と回答

 

tan の加法定理 ―― 直線を回転させる
ゆきさん    [Profile 関東地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/6/27(木)17:57

この間質問させていただいたばかりなのですが、また宿題で分からない問題があったので教えて下さい。 

直線y=1/5xを原点のまわりに正の向きに45°回転した直線の方程式を求めよ。

という問題です。図は書いてみたのですが、どう計算していいのか分からないのでなるべく詳しくお願いします。

kumaさん  [Profile 奈良県に住む20代の男性の方] 投稿日:2002/6/27(木)19:10

元の直線がx軸とつくる角をθとすると直線の傾きが 1/5 なので tanθ = 1/5 となります。
また、回転した後の直線の傾きは tan(θ+45°) と表せます。

ということで、この tan(θ+45°) を求めればよいという事になります。

これを求めるにはタンジェントの加法定理を使うだけです。

 tan(θ+45°)
= (tanθ + tan45°) / (1 - tanθ*tan45°)
= (1/5 + 1) / (1 - (1/5)*1)
= 3/2

よって直線の式は y = 3/2x となります。


ありがとうございました! 投稿者:ゆきさん  [Profile 関東地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/6/27(木)21:56

kumaさんの説明のおかげで理解できました。ありがとうございました。

 

合成公式のαの求め方
miyukiさん    投稿日2002/7/15(月)23:10

三角関数の合成が良く分かっていないみたいで、
公式「asinθ±bcosθ=√a2乗+b二乗sin(θ±α)」の活用が出来てません・・。


新矢  [Profile 眠れぬ森に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/7/16(火)04:32


miyukiさん、おひさしぶりです。

合成公式 asinx+bcosx=√(a^{2}+b^{2})sin(x+α)
の、α の求め方ですが、
xy座標平面に点(a,b)をとり、原点と結びます。
その線分とx軸の正方向のなす角が α です。

例1) sinx+cosx
座標平面に点 A(a,b)=(1,1)をとり原点と結ぶと、∠AOx=45°ですね。
 ∴ sinx+cosx=√2 sin(x+45°)

例2) -√3 sinx+cosx
 座標平面に点A(a,b)=(-√3,1) をとり原点と結ぶと、∠AOx=150°ですから
 -√3 sinx+cosx=2 sin(x+150°) です。


ありがとうございます! 投稿者:miyukiさん  投稿日:2002/7/20(土)23:33

すごくよく分かりました!ありがとうございました。

 

三角方程式
ゆきさん    [Profile 関東地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/6/23(日)22:34

こんばんは。また分からない問題があったので教えてください。

0°leqq x leqq 180°の時、方程式2sinx+ sqrt{3}cosx=1を満たすsinxの値は何か。

という問題です。方程式のsqrt{3}cosxを移項して..とか何か公式を使うのかなど考えてみたのですが..分かりません。よろしくお願いします。

新矢さん  [Profile 秘境に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/6/23(日)23:48

ゆきさん、こんばんわ。

sinx+√3 cosx=1 だったら合成しますよね?
この問題も形は同じだから合成するとまず考えたと思います。でも α が解らないからどうしよう?
というご質問だと思います。

この問題は解き方を知っていないと、その場では思い付かないかもしれません。
2sinx+ sqrt{3}cosx=1
の両辺を2乗して、cos^{2}x で割って、1/cos^{2}x=1+tan^{2}x を代入し
tanx の2次方程式を作ります。

私が解いたら答えは、すごく汚い数になってしまいました。

NAMAZUさん  [Profile 近畿地方に住む大学生の男性の方] 投稿日:2002/6/23(日)23:57

ゆきさん、こんばんは。
簡単に説明しますと、cosx=pm sqrt{1-sin^2x}ですから、
(pmはプラス・マイナスだそうです)
代入して2sinx-1=-sqrt{3}(pm sqrt{1-sin^2x})
となり、両辺二乗してみて、sinxの値が0から1までということを、考えると
答えが出るものと思われます。

勉強になりました 投稿者:新矢さん  [Profile 反省室に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/6/24(月)01:49

NAMAZUさん、本日は全問ご回答していただき、ありがとうございました。
今後もよろしくお願いします。

>ゆきさん
NAMAZUさんの解法の方が数段速いですので、そちらで解いて下さい。

長年この仕事をしていると保守的になってしまって、この問題の解法はコレという思い込みから、なかなか逃れられません。
他の方々の回答から多くを学ばせて頂いている次第です。

ありがとうございました。 投稿者:ゆきさん  [Profile 関東地方に住む高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/6/24(月)19:57

新矢さん、NAMAZUさん、おふたりのおかげで問題解けました。ありがとうございました。また分からないことがあったら質問させていただきます。その時はまたよろしくお願いします。

 

積和公式
ナミさん    [Profile 秘密に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/9/7(土)17:04

はじめまして。
学校のプリントの問題なんですが、

次の値を求めろ
sin67.5゜cos22.5゜

という問題なんですけど、解き方が全然わかりません。
低レベルな質問でごめんなさい。教えていただければうれしいです。

マセマティカさん  投稿日:2002/9/7(土)19:34

sin67.5cos22.5=1/2{sin(67.5+22.5)+sin(67.5-22.5)}
=1/2{sin90+sin45}
=1/2{1+1/√2}


新矢(管理人)  [Profile M78星雲に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/9/8(日)00:58

ナミさん、はじめまして。
マセマティカさん、はじめまして。回答していただきありがとうございます。

補足しておきますと、積和公式を使ったということです。

三角関数は、公式が多く覚えるのも大変ですが、
(積和、和積は覚えなくとも、加法定理からすぐ導けますが…)

☆ その公式はどういうときに使うのか?
を理解するのも大切です。

>低レベルな質問でごめんなさい。
この掲示板は、高校数学範囲内であれば、教科書レベルであろうが入試レベルであろうが、受け付けております。
ナナさんの今回の質問も、解らないという生徒さんは、ナナさんの他にも大勢いると思います。
ナナさんは、その人たちの勇気ある代表者なのです。
今後とも、どんどん質問してくださいね。

 

加法定理の図形への応用
まみさん    [Profile 秘密に住む高校2年生の女性の方] 投稿日2002/5/26(日)11:36

縦1.4mの絵が垂直な壁にかかっていて、絵の下端が目の高さより1.8m上方の
位置にある。この絵を縦方向に見込む角が最大となる位置は、壁から何mの
所か。

『数学参考書レビュー』ってなんですか??

教えてくださいませぇ!!

新矢さん  [Profile 反省室に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/5/26(日)13:33

やや2日酔い気味の新矢です。
『数学参考書レビュー』というのは,この掲示板でもたいへんお世話になっている高校および予備校の数学講師をされている水野先生のHPのことです。URLは下記。
そのトップページの下の方に‘最近の写真’というコンテンツがあるんですが,水野先生の書斎の本棚が写っている写真がありますので,まずそれを見てみましょう。びっくりしますよ。そのへんの本屋さんは到底叶わない位の参考書(すべて先生の私物)をお持ちです。水野先生はおそらく日本一の高校数学参考書の研究家です。どの参考書を使ったらいいのか?の質問にも掲示板で親身になって答えていただけます。

http://www2.odn.ne.jp/~cbf13380/

さて,質問の件ですが,次のような図を書いてください。
絵の上端をA,下端をB,壁上の目と同じ高さの点をC,目のある点をD,とします。
BC=b(=1.8),AC=a(=1.4+1.8=3.2),CD=x,∠CAD=α,∠CBD=β,∠ADB=θ とします。
問題は,θを最大にするxを求めよということですね。数値代入は後回しにして,これらの文字で解いて行きます。

tanα=x/a , tanβ=x/b ですね。このとき θ=β-α の最大を求めるんですから,
 tanθ=tan(β-α)を加法定理で計算しましょう。
結果 tanθ=frac{(a-b)x}{x^{2}+ab} になるはずです。
この最大値を求めるんですが,逆数をとって 
frac{x^{2}+ab}{(a-b)x}=frac{x^{2}}{(a-b)x}+frac{ab}{(a-b)x}
            =frac{x}{a-b}+frac{ab}{(a-b)x}
として,相加相乗です。
答は x=√(ab) のとき最大になる。でいいと思います。


分かりましたありがとうごさいます 投稿者:まみさん  [Profile 秘密に住む高校2年生の女性の方] 投稿日:2002/5/26(日)15:03

お酒の飲み過ぎには注意してください。少々なら健康に良いです。
水野先生のHPいってみました。本当にすごい量の本ですね。水野先生の
薦めている参考書を使ってみたい!
問題、わかりました。ありがとう。
解けるなんてすごいです
数学.すきですねえ

新矢さん  [Profile 兵庫県に住む秘密の男性の方] 投稿日:2002/5/26(日)23:28

人様にお教えすることが好きなもんで塾講師という仕事だけで飽き足らずこのような掲示板をやらさせて頂いています。
でも本当は『数学』それ自体はあまり好きでもなく,得意でも無かったりするんですよ。

 

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