$0 \leq \theta < 2\pi$ のとき、$2\sin^2\theta - 3\cos\theta = 0$ を満たす$\theta$の値を小さい順に求める問題です。

代数学三角関数二次方程式三角関数の合成解の公式
2025/3/15

1. 問題の内容

0θ<2π0 \leq \theta < 2\pi のとき、2sin2θ3cosθ=02\sin^2\theta - 3\cos\theta = 0 を満たすθ\thetaの値を小さい順に求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、sin2θ\sin^2\theta1cos2θ1 - \cos^2\theta で置き換えます。
2(1cos2θ)3cosθ=02(1 - \cos^2\theta) - 3\cos\theta = 0
整理すると、
22cos2θ3cosθ=02 - 2\cos^2\theta - 3\cos\theta = 0
2cos2θ+3cosθ2=02\cos^2\theta + 3\cos\theta - 2 = 0
ここで、x=cosθx = \cos\theta とおくと、
2x2+3x2=02x^2 + 3x - 2 = 0
この二次方程式を解きます。因数分解すると、
(2x1)(x+2)=0(2x - 1)(x + 2) = 0
したがって、x=12x = \frac{1}{2} または x=2x = -2
x=cosθx = \cos\theta であるので、cosθ=12\cos\theta = \frac{1}{2} または cosθ=2\cos\theta = -2
1cosθ1-1 \leq \cos\theta \leq 1 であるため、cosθ=2\cos\theta = -2 は解なし。
cosθ=12\cos\theta = \frac{1}{2} となる θ\theta0θ<2π0 \leq \theta < 2\pi の範囲で求めます。
θ=π3\theta = \frac{\pi}{3} または θ=5π3\theta = \frac{5\pi}{3}
小さい順に並べると、π3,5π3\frac{\pi}{3}, \frac{5\pi}{3}

3. 最終的な答え

θ=π3,5π3\theta = \frac{\pi}{3}, \frac{5\pi}{3}

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