三角関数の合成2
当HPがいつもお世話になっているHN「よおすけ」さんからの出題です。
(平成26年5月17日付け)
sinθ+cosθ について、次の問いに答えよ。
(1) 上の式を、r・sin(θ+α) の形に変形せよ。ただし、r>0、αは鋭角とする。
(2) sin(5π/12) の値を求めよ。
(答え) S(H)さんが考察されました。(平成26年5月17日付け)
(cos(5π/12),sin(5π/12))のsin(5π/12)の方のみ要求されましたが、cos(5π/12)も対
で、引き離すことに忍びなく...。
(cos(5π/12),sin(5π/12))=((√{2−})/2,(√{2+})/2)
=((−)/4,(+)/4)
(コメント) (2)が新鮮ですね!解いてみました。
(解) (1) sinθ+cosθ=2sin(θ+π/6)
(2) (1)より、
2sin(5π/12)=2sin(π/4+π/6)=sin(π/4)+cos(π/4)=(+)/2
よって、 sin(5π/12)=(+)/4 (終)
また、S(H)さんの計算を手計算で追認してみよう。
θ=5π/12 とおくと、2θ=5π/6 なので、sin2θ=1/2 すなわち、 sinθcosθ=1/4
このとき、(sinθ+cosθ)2=1+1/2=3/2 において、sinθ+cosθ>0 だから、
sinθ+cosθ=/2 となる。
よって、sinθ、cosθは、2次方程式 x2−(/2)x+1/4=0 の解となる。
解の公式より、 x=(±)/4 で、 cosθ<sinθ より、
cosθ=(−)/4 、sinθ=(+)/4
(コメント) ((√{2−})/2,(√{2+})/2)の形を出す場合は、
sinθcosθ=1/4 の両辺を平方して、 sin2θ=(2+)/4 から得られます。
S(H)さんの計算では、sin、cosの両方を意識して計算しなければならないが、よおすけ
さんの計算では、sinの合成のみを用いて解かれるので容易ですね!