$y = \sin^{-1} x$ とするとき、$-\frac{\pi}{2} \leq y \leq \frac{\pi}{2}$ が成り立つ。このとき、$\cos y = \sqrt{1 - x^2}$ が成り立つことを確認する問題です。

解析学逆三角関数三角関数微分積分
2025/7/14

1. 問題の内容

y=sin1xy = \sin^{-1} x とするとき、π2yπ2-\frac{\pi}{2} \leq y \leq \frac{\pi}{2} が成り立つ。このとき、cosy=1x2\cos y = \sqrt{1 - x^2} が成り立つことを確認する問題です。

2. 解き方の手順

まず、y=sin1xy = \sin^{-1} x より、siny=x\sin y = x が得られます。
三角関数の基本的な関係式 sin2y+cos2y=1\sin^2 y + \cos^2 y = 1 を利用します。
cos2y=1sin2y\cos^2 y = 1 - \sin^2 ysiny=x\sin y = x を代入すると、
cos2y=1x2\cos^2 y = 1 - x^2
となります。
したがって、cosy=±1x2\cos y = \pm \sqrt{1 - x^2} となります。
ここで、π2yπ2-\frac{\pi}{2} \leq y \leq \frac{\pi}{2} の範囲では、cosy0\cos y \geq 0 です。
したがって、cosy=1x2\cos y = \sqrt{1 - x^2} となります。

3. 最終的な答え

cosy=1x2\cos y = \sqrt{1 - x^2}

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