問題は、関数 $y = \cos^2 x$ のグラフに関する記述の正誤を問うものです。ただし、画像が不鮮明なため、正確な問題文は判断できません。ここでは、$y = \cos^2 x$ のグラフの概形や性質について考えることにします。

解析学三角関数グラフ周期関数偶関数
2025/7/15

1. 問題の内容

問題は、関数 y=cos2xy = \cos^2 x のグラフに関する記述の正誤を問うものです。ただし、画像が不鮮明なため、正確な問題文は判断できません。ここでは、y=cos2xy = \cos^2 x のグラフの概形や性質について考えることにします。

2. 解き方の手順

まず、y=cos2xy = \cos^2 x のグラフの性質を調べます。
* y=cos2x=(cosx)2y = \cos^2 x = (\cos x)^2 より、y0y \ge 0 です。つまり、グラフは常にx軸より上側またはx軸上にあります。
* cos(x)=cosx\cos(-x) = \cos x より、cos2(x)=cos2x\cos^2(-x) = \cos^2 x となり、y=cos2xy = \cos^2 x は偶関数です。したがって、グラフはy軸に関して対称です。
* cos(x+2π)=cosx\cos(x + 2\pi) = \cos x より、cos2(x+2π)=cos2x\cos^2(x + 2\pi) = \cos^2 x となり、y=cos2xy = \cos^2 x は周期 2π2\pi の周期関数です。
* cos2x=2cos2x1\cos 2x = 2\cos^2 x - 1 より、cos2x=1+cos2x2\cos^2 x = \frac{1 + \cos 2x}{2} と変形できます。したがって、 y=cos2x=1+cos2x2y = \cos^2 x = \frac{1 + \cos 2x}{2} となります。この式から、y=cos2xy = \cos^2 x のグラフは、y=cosxy = \cos x のグラフをx軸方向に1/2倍に縮小し、y軸方向に1/2倍に縮小した後、y軸方向に1/2だけ平行移動したグラフであることがわかります。また周期はπ\piになることもわかります。
* x=0x = 0 のとき、y=cos20=1y = \cos^2 0 = 1 です。
* x=π2x = \frac{\pi}{2} のとき、y=cos2π2=0y = \cos^2 \frac{\pi}{2} = 0 です。
* x=πx = \pi のとき、y=cos2π=1y = \cos^2 \pi = 1 です。

3. 最終的な答え

y=cos2x=1+cos2x2y = \cos^2 x = \frac{1 + \cos 2x}{2} のグラフの性質は以下の通りです。
* y0y \ge 0
* 偶関数(y軸に関して対称)
* 周期 π\pi
* 最大値1、最小値0

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