与えられた3つの三角関数 (1) $y = \cos 2\theta$ (2) $y = \sin \frac{\theta}{2}$ (3) $y = \tan 2\theta$ のグラフを描き、それぞれの周期を求める問題です。

解析学三角関数グラフ周期cossintan
2025/7/9

1. 問題の内容

与えられた3つの三角関数
(1) y=cos2θy = \cos 2\theta
(2) y=sinθ2y = \sin \frac{\theta}{2}
(3) y=tan2θy = \tan 2\theta
のグラフを描き、それぞれの周期を求める問題です。

2. 解き方の手順

三角関数の周期は、一般に以下の公式で求められます。
* y=coskxy = \cos kx の周期は 2πk\frac{2\pi}{|k|}
* y=sinkxy = \sin kx の周期は 2πk\frac{2\pi}{|k|}
* y=tankxy = \tan kx の周期は πk\frac{\pi}{|k|}
(1) y=cos2θy = \cos 2\theta の場合:
k=2k = 2 なので、周期は 2π2=π\frac{2\pi}{2} = \pi となります。
グラフは、通常のcosθ\cos \theta のグラフをθ\theta軸方向に12\frac{1}{2}倍に縮小したものです。
(2) y=sinθ2y = \sin \frac{\theta}{2} の場合:
k=12k = \frac{1}{2} なので、周期は 2π12=4π\frac{2\pi}{\frac{1}{2}} = 4\pi となります。
グラフは、通常のsinθ\sin \theta のグラフをθ\theta軸方向に2倍に拡大したものです。
(3) y=tan2θy = \tan 2\theta の場合:
k=2k = 2 なので、周期は π2\frac{\pi}{2} となります。
グラフは、通常のtanθ\tan \theta のグラフをθ\theta軸方向に12\frac{1}{2}倍に縮小したものです。

3. 最終的な答え

(1) y=cos2θy = \cos 2\theta の周期: π\pi
(2) y=sinθ2y = \sin \frac{\theta}{2} の周期: 4π4\pi
(3) y=tan2θy = \tan 2\theta の周期: π2\frac{\pi}{2}
グラフの概形は、上記の周期を考慮して描画してください。

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