$\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ$ の値を求める問題です。

解析学三角関数三角関数の積和公式三角関数の合成
2025/7/6

1. 問題の内容

cos20cos40cos80\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

三角関数の積を和に変換する公式 2sinxcosx=sin2x2\sin x \cos x = \sin 2x を利用します。
まず、sin20 \sin 20^\circ を掛けて、sin20\sin 20^\circで割ることで、式の値を変化させずに計算を進めます。
cos20cos40cos80=sin20cos20cos40cos80sin20\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ = \frac{\sin 20^\circ \cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ}
sin20cos20=12sin40\sin 20^\circ \cos 20^\circ = \frac{1}{2} \sin 40^\circ を用いると、
sin20cos20cos40cos80sin20=12sin40cos40cos80sin20 \frac{\sin 20^\circ \cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{2} \sin 40^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ}
同様に sin40cos40=12sin80\sin 40^\circ \cos 40^\circ = \frac{1}{2} \sin 80^\circ を用いると、
12sin40cos40cos80sin20=1212sin80cos80sin20=14sin80cos80sin20 \frac{\frac{1}{2} \sin 40^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} \sin 80^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{4} \sin 80^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ}
さらに sin80cos80=12sin160\sin 80^\circ \cos 80^\circ = \frac{1}{2} \sin 160^\circ を用いると、
14sin80cos80sin20=1412sin160sin20=18sin160sin20 \frac{\frac{1}{4} \sin 80^\circ \cos 80^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} \sin 160^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{8} \sin 160^\circ}{\sin 20^\circ}
sin160=sin(18020)=sin20\sin 160^\circ = \sin (180^\circ - 20^\circ) = \sin 20^\circ より、
18sin160sin20=18sin20sin20=18 \frac{\frac{1}{8} \sin 160^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{8} \sin 20^\circ}{\sin 20^\circ} = \frac{1}{8}

3. 最終的な答え

18\frac{1}{8}

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