$\frac{\pi}{12} = \frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}$ であることを用いて、$\sin \frac{\pi}{12}$ と $\cos \frac{\pi}{12}$ の値を求めよ。

解析学三角関数加法定理sincos角度
2025/4/13

1. 問題の内容

π12=π4π6\frac{\pi}{12} = \frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6} であることを用いて、sinπ12\sin \frac{\pi}{12}cosπ12\cos \frac{\pi}{12} の値を求めよ。

2. 解き方の手順

sin(αβ)=sinαcosβcosαsinβ\sin (\alpha - \beta) = \sin \alpha \cos \beta - \cos \alpha \sin \beta
cos(αβ)=cosαcosβ+sinαsinβ\cos (\alpha - \beta) = \cos \alpha \cos \beta + \sin \alpha \sin \beta
である。
sinπ12=sin(π4π6)=sinπ4cosπ6cosπ4sinπ6\sin \frac{\pi}{12} = \sin (\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}) = \sin \frac{\pi}{4} \cos \frac{\pi}{6} - \cos \frac{\pi}{4} \sin \frac{\pi}{6}
cosπ12=cos(π4π6)=cosπ4cosπ6+sinπ4sinπ6\cos \frac{\pi}{12} = \cos (\frac{\pi}{4} - \frac{\pi}{6}) = \cos \frac{\pi}{4} \cos \frac{\pi}{6} + \sin \frac{\pi}{4} \sin \frac{\pi}{6}
sinπ4=22\sin \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}
cosπ4=22\cos \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}
sinπ6=12\sin \frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}
cosπ6=32\cos \frac{\pi}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2}
sinπ12=22322212=624\sin \frac{\pi}{12} = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}
cosπ12=2232+2212=6+24\cos \frac{\pi}{12} = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}

3. 最終的な答え

sinπ12=624\sin \frac{\pi}{12} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}
cosπ12=6+24\cos \frac{\pi}{12} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}

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