以下の三角関数の値を求める問題です。 (1) $\sin{\frac{5}{12}\pi}$ (2) $\cos{\frac{\pi}{12}}$ (3) $\tan{\frac{13}{12}\pi}$ (4) $\sin{\frac{7}{8}\pi}$

幾何学三角関数三角関数の加法定理三角関数の合成ラジアン
2025/8/13

1. 問題の内容

以下の三角関数の値を求める問題です。
(1) sin512π\sin{\frac{5}{12}\pi}
(2) cosπ12\cos{\frac{\pi}{12}}
(3) tan1312π\tan{\frac{13}{12}\pi}
(4) sin78π\sin{\frac{7}{8}\pi}

2. 解き方の手順

(1) sin512π\sin{\frac{5}{12}\pi}
512π=π6+π4\frac{5}{12}\pi = \frac{\pi}{6} + \frac{\pi}{4} より、
sin512π=sin(π6+π4)=sinπ6cosπ4+cosπ6sinπ4=1222+3222=2+64\sin{\frac{5}{12}\pi} = \sin(\frac{\pi}{6} + \frac{\pi}{4}) = \sin{\frac{\pi}{6}}\cos{\frac{\pi}{4}} + \cos{\frac{\pi}{6}}\sin{\frac{\pi}{4}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}
(2) cosπ12\cos{\frac{\pi}{12}}
π12=π3π4\frac{\pi}{12} = \frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{4} より、
cosπ12=cos(π3π4)=cosπ3cosπ4+sinπ3sinπ4=1222+3222=2+64\cos{\frac{\pi}{12}} = \cos(\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{4}) = \cos{\frac{\pi}{3}}\cos{\frac{\pi}{4}} + \sin{\frac{\pi}{3}}\sin{\frac{\pi}{4}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}
(3) tan1312π\tan{\frac{13}{12}\pi}
1312π=π+π12\frac{13}{12}\pi = \pi + \frac{\pi}{12} より、
tan1312π=tan(π+π12)=tanπ12\tan{\frac{13}{12}\pi} = \tan{(\pi + \frac{\pi}{12})} = \tan{\frac{\pi}{12}}
π12=π3π4\frac{\pi}{12} = \frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{4} より、
tanπ12=tan(π3π4)=tanπ3tanπ41+tanπ3tanπ4=311+3=(31)231=323+12=4232=23\tan{\frac{\pi}{12}} = \tan(\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{4}) = \frac{\tan{\frac{\pi}{3}} - \tan{\frac{\pi}{4}}}{1 + \tan{\frac{\pi}{3}}\tan{\frac{\pi}{4}}} = \frac{\sqrt{3} - 1}{1 + \sqrt{3}} = \frac{(\sqrt{3} - 1)^2}{3 - 1} = \frac{3 - 2\sqrt{3} + 1}{2} = \frac{4 - 2\sqrt{3}}{2} = 2 - \sqrt{3}
(4) sin78π\sin{\frac{7}{8}\pi}
78π=ππ8\frac{7}{8}\pi = \pi - \frac{\pi}{8} より、
sin78π=sin(ππ8)=sinπ8\sin{\frac{7}{8}\pi} = \sin{(\pi - \frac{\pi}{8})} = \sin{\frac{\pi}{8}}
sin2π8=1cosπ42=1222=224\sin^2{\frac{\pi}{8}} = \frac{1 - \cos{\frac{\pi}{4}}}{2} = \frac{1 - \frac{\sqrt{2}}{2}}{2} = \frac{2 - \sqrt{2}}{4}
sinπ8=224=222\sin{\frac{\pi}{8}} = \sqrt{\frac{2 - \sqrt{2}}{4}} = \frac{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}{2}

3. 最終的な答え

(1) 2+64\frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}
(2) 2+64\frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}
(3) 232 - \sqrt{3}
(4) 222\frac{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}{2}

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