直角三角形ABCにおいて、AB=2, BC=$\sqrt{3}$, AC=1のとき、sinCの値を求めます。

幾何学三角比正弦定理余弦定理直角三角形
2025/8/4

1. 問題の内容

直角三角形ABCにおいて、AB=2, BC=3\sqrt{3}, AC=1のとき、sinCの値を求めます。

2. 解き方の手順

まず、どの角が直角であるかを判断します。ピタゴラスの定理 a2+b2=c2a^2 + b^2 = c^2 を用いて、三角形が直角三角形であることを確認します。
AC2+BC2=12+(3)2=1+3=4AC^2 + BC^2 = 1^2 + (\sqrt{3})^2 = 1 + 3 = 4
AB2=22=4AB^2 = 2^2 = 4
AC2+BC2=AB2AC^2 + BC^2 = AB^2 となるため、角Cが直角です。
しかし、問題文の冒頭に「直角三角形ABCにおいて」と書いてあるため、問題文に誤りがある可能性があります。
仮に問題文通りに角Cが直角でないとすると、正弦定理を使用する必要があります。
正弦定理は、a/sinA=b/sinB=c/sinCa/\sin A = b/\sin B = c/\sin C です。
ここでは、sinC\sin C を求めるために、
ABsinC=ACsinB\frac{AB}{\sin C} = \frac{AC}{\sin B} を使用します。
しかし、角Bが不明であるため、余弦定理を使用します。
AC2=AB2+BC22(AB)(BC)cosBAC^2 = AB^2 + BC^2 - 2(AB)(BC) \cos B
12=22+(3)22(2)(3)cosB1^2 = 2^2 + (\sqrt{3})^2 - 2(2)(\sqrt{3}) \cos B
1=4+343cosB1 = 4 + 3 - 4\sqrt{3} \cos B
1=743cosB1 = 7 - 4\sqrt{3} \cos B
43cosB=64\sqrt{3} \cos B = 6
cosB=643=323=32\cos B = \frac{6}{4\sqrt{3}} = \frac{3}{2\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{2}
したがって、B=30°です。
sinB=sin30=12\sin B = \sin 30^\circ = \frac{1}{2}
ABsinC=ACsinB\frac{AB}{\sin C} = \frac{AC}{\sin B}
2sinC=112\frac{2}{\sin C} = \frac{1}{\frac{1}{2}}
2sinC=2\frac{2}{\sin C} = 2
sinC=22=1\sin C = \frac{2}{2} = 1
この場合、C=90°となり、問題文の条件と矛盾しません。
sinC\sin Cは、直角三角形において、角Cの対辺の長さを斜辺の長さで割ったものです。
Cが直角なので、斜辺はABです。
Cの対辺はABなので、sinC=AB/AB=1\sin C = AB / AB = 1となります。
問題文の条件から、角Cが直角である場合、sinC=1\sin C = 1 となります。
しかし、AC=1AC=1BC=3BC=\sqrt{3}なので、tanC=3/1=3\tan C = \sqrt{3} / 1 = \sqrt{3}となります。これは C=60C = 60^\circ を意味し、矛盾が生じます。
問題文に誤りがあり、正しくは角Bが直角であると考えるのが自然です。その場合、斜辺はACとBCのどちらかになります。
もし角Bが直角であるとすれば、sinCは (対辺AB)/(斜辺AC) となり、 sinC=2/1=2 となりますが、これはありえません。
角Aが直角だとすると、sinC=(対辺AB)/(斜辺BC)=2/3\sqrt{3}となりますが、これも正しくありません。
問題文に書いてある通りに、角Cが直角だとすると、ABABが斜辺です。
sinC=対辺斜辺=ABAB\sin C = \frac{\text{対辺}}{\text{斜辺}} = \frac{AB}{AB} となります。これは角Cが直角なので、定義よりsin90=1\sin 90^{\circ} = 1となります。

3. 最終的な答え

sinC = 1

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