三角関数の問題で、$\sin \theta$, $\cos \theta$, $\tan \theta$ のうち1つの値と $\theta$ がどの象限の角であるかが与えられたときに、残りの2つの値を求める問題です。

幾何学三角関数三角比sincostan象限
2025/7/27

1. 問題の内容

三角関数の問題で、sinθ\sin \theta, cosθ\cos \theta, tanθ\tan \theta のうち1つの値と θ\theta がどの象限の角であるかが与えられたときに、残りの2つの値を求める問題です。

2. 解き方の手順

(2) cosθ=25\cos \theta = \frac{2}{\sqrt{5}} (θ\thetaは第4象限の角)
第4象限では、cosθ>0\cos \theta > 0, sinθ<0\sin \theta < 0, tanθ<0\tan \theta < 0です。
まず、sin2θ+cos2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1 より、sinθ\sin \theta を求めます。
sin2θ=1cos2θ=1(25)2=145=15\sin^2 \theta = 1 - \cos^2 \theta = 1 - (\frac{2}{\sqrt{5}})^2 = 1 - \frac{4}{5} = \frac{1}{5}
sinθ=±15\sin \theta = \pm \frac{1}{\sqrt{5}}
θ\thetaは第4象限の角なので、sinθ=15\sin \theta = - \frac{1}{\sqrt{5}}
次に、tanθ\tan \theta を求めます。
tanθ=sinθcosθ=1525=12\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \frac{-\frac{1}{\sqrt{5}}}{\frac{2}{\sqrt{5}}} = - \frac{1}{2}
(4) sinθ=23\sin \theta = \frac{2}{3} (θ\thetaは第2象限の角)
第2象限では、sinθ>0\sin \theta > 0, cosθ<0\cos \theta < 0, tanθ<0\tan \theta < 0です。
まず、sin2θ+cos2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1 より、cosθ\cos \theta を求めます。
cos2θ=1sin2θ=1(23)2=149=59\cos^2 \theta = 1 - \sin^2 \theta = 1 - (\frac{2}{3})^2 = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9}
cosθ=±53\cos \theta = \pm \frac{\sqrt{5}}{3}
θ\thetaは第2象限の角なので、cosθ=53\cos \theta = - \frac{\sqrt{5}}{3}
次に、tanθ\tan \theta を求めます。
tanθ=sinθcosθ=2353=25\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \frac{\frac{2}{3}}{-\frac{\sqrt{5}}{3}} = - \frac{2}{\sqrt{5}}

3. 最終的な答え

(2) sinθ=15\sin \theta = - \frac{1}{\sqrt{5}}, tanθ=12\tan \theta = - \frac{1}{2}
(4) cosθ=53\cos \theta = - \frac{\sqrt{5}}{3}, tanθ=25\tan \theta = - \frac{2}{\sqrt{5}}

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