問題は、与えられた三角比や角度に関する計算を行い、空欄を埋める問題です。解答群から適切な答えを選びます。

幾何学三角比三角関数面積角度恒等式
2025/8/5

1. 問題の内容

問題は、与えられた三角比や角度に関する計算を行い、空欄を埋める問題です。解答群から適切な答えを選びます。

2. 解き方の手順

(1) ABC\triangle ABC の面積を求める。BC=23BC=2\sqrt{3}, AB=6AB=6, ABC=30\angle ABC=30^\circより、面積は
12×BC×AB×sin(ABC)=12×23×6×sin(30)=12×23×6×12=33\frac{1}{2} \times BC \times AB \times \sin(\angle ABC) = \frac{1}{2} \times 2\sqrt{3} \times 6 \times \sin(30^\circ) = \frac{1}{2} \times 2\sqrt{3} \times 6 \times \frac{1}{2} = 3\sqrt{3}
したがって、答えはイ. 333\sqrt{3}
(2) cos2150+sin2150\cos^2 150^\circ + \sin^2 150^\circ を求める。三角関数の基本的な恒等式 cos2θ+sin2θ=1\cos^2 \theta + \sin^2 \theta = 1 より、
cos2150+sin2150=1\cos^2 150^\circ + \sin^2 150^\circ = 1
したがって、答えはエ. 1
(3) 90<θ<18090^\circ < \theta < 180^\circ で、tanθ=15\tan \theta = -\frac{1}{5} のとき、sinθ\sin \theta を求める。
tanθ=sinθcosθ=15\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = -\frac{1}{5} なので、sinθ=15cosθ\sin \theta = -\frac{1}{5} \cos \theta.
sin2θ+cos2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1 より、(15cosθ)2+cos2θ=1(-\frac{1}{5} \cos \theta)^2 + \cos^2 \theta = 1
125cos2θ+cos2θ=1\frac{1}{25} \cos^2 \theta + \cos^2 \theta = 1
2625cos2θ=1\frac{26}{25} \cos^2 \theta = 1
cos2θ=2526\cos^2 \theta = \frac{25}{26}
cosθ=±526\cos \theta = \pm \frac{5}{\sqrt{26}}. 90<θ<18090^\circ < \theta < 180^\circ なので、cosθ<0\cos \theta < 0. よって cosθ=526\cos \theta = -\frac{5}{\sqrt{26}}.
sinθ=15cosθ=15×(526)=126=2626\sin \theta = -\frac{1}{5} \cos \theta = -\frac{1}{5} \times (-\frac{5}{\sqrt{26}}) = \frac{1}{\sqrt{26}} = \frac{\sqrt{26}}{26}
したがって、答えはイ. 2626\frac{\sqrt{26}}{26}
(4) sin(90θ)+sin(90+θ)+2cos(180θ)\sin(90^\circ - \theta) + \sin(90^\circ + \theta) + 2\cos(180^\circ - \theta) を求める。
sin(90θ)=cosθ\sin(90^\circ - \theta) = \cos \theta
sin(90+θ)=cosθ\sin(90^\circ + \theta) = \cos \theta
cos(180θ)=cosθ\cos(180^\circ - \theta) = -\cos \theta
cosθ+cosθ+2(cosθ)=2cosθ2cosθ=0\cos \theta + \cos \theta + 2(-\cos \theta) = 2\cos \theta - 2\cos \theta = 0
したがって、答えはウ. 0
(5) sin70+cos130+sin40+cos150+cos160\sin 70^\circ + \cos 130^\circ + \sin 40^\circ + \cos 150^\circ + \cos 160^\circ を求める。
sin70=sin(9020)=cos20\sin 70^\circ = \sin (90^\circ - 20^\circ) = \cos 20^\circ
cos130=cos(90+40)=sin40\cos 130^\circ = \cos (90^\circ + 40^\circ) = - \sin 40^\circ
cos150=cos(18030)=cos30=32\cos 150^\circ = \cos (180^\circ - 30^\circ) = - \cos 30^\circ = - \frac{\sqrt{3}}{2}
cos160=cos(18020)=cos20\cos 160^\circ = \cos (180^\circ - 20^\circ) = - \cos 20^\circ
cos20sin40+sin4032cos20=32\cos 20^\circ - \sin 40^\circ + \sin 40^\circ - \frac{\sqrt{3}}{2} - \cos 20^\circ = - \frac{\sqrt{3}}{2}
したがって、答えはオ. 32-\frac{\sqrt{3}}{2}

3. 最終的な答え

1: イ
2: エ
3: イ
4: ウ
5: オ

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