$\sin x + \sin y = \frac{1}{3}$ および $\cos x - \cos y = \frac{1}{2}$ が与えられているとき、$\cos(x+y)$ の値を求める問題です。

解析学三角関数加法定理三角関数の合成
2025/8/9

1. 問題の内容

sinx+siny=13\sin x + \sin y = \frac{1}{3} および cosxcosy=12\cos x - \cos y = \frac{1}{2} が与えられているとき、cos(x+y)\cos(x+y) の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた2つの式をそれぞれ2乗します。
(sinx+siny)2=sin2x+2sinxsiny+sin2y=(13)2=19(\sin x + \sin y)^2 = \sin^2 x + 2\sin x \sin y + \sin^2 y = (\frac{1}{3})^2 = \frac{1}{9}
(cosxcosy)2=cos2x2cosxcosy+cos2y=(12)2=14(\cos x - \cos y)^2 = \cos^2 x - 2\cos x \cos y + \cos^2 y = (\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}
次に、これらの2式を足し合わせます。
sin2x+cos2x+sin2y+cos2y+2(sinxsinycosxcosy)=19+14\sin^2 x + \cos^2 x + \sin^2 y + \cos^2 y + 2(\sin x \sin y - \cos x \cos y) = \frac{1}{9} + \frac{1}{4}
1+12(cosxcosysinxsiny)=4+9361 + 1 - 2(\cos x \cos y - \sin x \sin y) = \frac{4+9}{36}
22cos(x+y)=13362 - 2\cos(x+y) = \frac{13}{36}
2cos(x+y)=13362=137236=5936-2\cos(x+y) = \frac{13}{36} - 2 = \frac{13-72}{36} = -\frac{59}{36}
cos(x+y)=5972\cos(x+y) = \frac{59}{72}

3. 最終的な答え

cos(x+y)=5972\cos(x+y) = \frac{59}{72}

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