三角関数の合成2                            戻る

 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!