$\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ$ の値を求めます。

解析学三角関数三角関数の積和変換三角関数の合成
2025/7/6

1. 問題の内容

cos20cos40cos80\cos 20^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ の値を求めます。

2. 解き方の手順

三角関数の積を和に変換する公式を利用します。具体的には、以下の公式を用います。
2sinxcosx=sin2x2 \sin x \cos x = \sin 2x
与えられた式に sin20 \sin 20^\circ を掛けて割り、上記の公式を繰り返し適用することで計算を進めます。
まず、sin20\sin 20^\circ を掛けて割ります。
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}
2sin20cos20=sin402 \sin 20^\circ \cos 20^\circ = \sin 40^\circ なので、
sin20cos20cos40cos80sin20=12sin40cos40cos80sin20=sin40cos40cos802sin20\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} = \frac{\sin 40^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ}{2\sin 20^\circ}
さらに、2sin40cos40=sin802 \sin 40^\circ \cos 40^\circ = \sin 80^\circ なので、
sin40cos40cos802sin20=12sin80cos802sin20=sin80cos804sin20\frac{\sin 40^\circ \cos 40^\circ \cos 80^\circ}{2\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{2} \sin 80^\circ \cos 80^\circ}{2\sin 20^\circ} = \frac{\sin 80^\circ \cos 80^\circ}{4\sin 20^\circ}
もう一度、2sin80cos80=sin1602 \sin 80^\circ \cos 80^\circ = \sin 160^\circ なので、
sin80cos804sin20=12sin1604sin20=sin1608sin20\frac{\sin 80^\circ \cos 80^\circ}{4\sin 20^\circ} = \frac{\frac{1}{2} \sin 160^\circ}{4\sin 20^\circ} = \frac{\sin 160^\circ}{8\sin 20^\circ}
sin160=sin(18020)=sin20\sin 160^\circ = \sin (180^\circ - 20^\circ) = \sin 20^\circ であるから、
sin1608sin20=sin208sin20=18\frac{\sin 160^\circ}{8\sin 20^\circ} = \frac{\sin 20^\circ}{8\sin 20^\circ} = \frac{1}{8}

3. 最終的な答え

18\frac{1}{8}

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