問題233の(1)、問題234の(2)、問題234の(3)を計算する問題です。 (1) $\cos 75^\circ \sin 15^\circ$ (2) $\sin 15^\circ \sin 105^\circ$ (3) $\cos 37.5^\circ \cos 7.5^\circ$

応用数学三角関数積和の公式三角関数の計算
2025/4/27

1. 問題の内容

問題233の(1)、問題234の(2)、問題234の(3)を計算する問題です。
(1) cos75sin15\cos 75^\circ \sin 15^\circ
(2) sin15sin105\sin 15^\circ \sin 105^\circ
(3) cos37.5cos7.5\cos 37.5^\circ \cos 7.5^\circ

2. 解き方の手順

(1) cos75sin15\cos 75^\circ \sin 15^\circ は、積和の公式 2cosAsinB=sin(A+B)sin(AB)2\cos A \sin B = \sin(A+B) - \sin(A-B) を利用します。
cos75sin15=12(2cos75sin15)=12(sin(75+15)sin(7515))=12(sin90sin60)\cos 75^\circ \sin 15^\circ = \frac{1}{2}(2 \cos 75^\circ \sin 15^\circ) = \frac{1}{2}(\sin(75^\circ+15^\circ) - \sin(75^\circ-15^\circ)) = \frac{1}{2}(\sin 90^\circ - \sin 60^\circ)
(2) sin15sin105\sin 15^\circ \sin 105^\circ は、積和の公式 2sinAsinB=cos(AB)cos(A+B)2\sin A \sin B = \cos(A-B) - \cos(A+B) を利用します。
sin15sin105=12(2sin15sin105)=12(cos(15105)cos(15+105))=12(cos(90)cos120)\sin 15^\circ \sin 105^\circ = \frac{1}{2}(2\sin 15^\circ \sin 105^\circ) = \frac{1}{2}(\cos(15^\circ-105^\circ) - \cos(15^\circ+105^\circ)) = \frac{1}{2}(\cos(-90^\circ) - \cos 120^\circ)
(3) cos37.5cos7.5\cos 37.5^\circ \cos 7.5^\circ は、積和の公式 2cosAcosB=cos(A+B)+cos(AB)2\cos A \cos B = \cos(A+B) + \cos(A-B) を利用します。
cos37.5cos7.5=12(2cos37.5cos7.5)=12(cos(37.5+7.5)+cos(37.57.5))=12(cos45+cos30)\cos 37.5^\circ \cos 7.5^\circ = \frac{1}{2}(2\cos 37.5^\circ \cos 7.5^\circ) = \frac{1}{2}(\cos(37.5^\circ+7.5^\circ) + \cos(37.5^\circ-7.5^\circ)) = \frac{1}{2}(\cos 45^\circ + \cos 30^\circ)
それぞれの値を代入して計算します。
sin90=1\sin 90^\circ = 1
sin60=32\sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}
cos(90)=0\cos(-90^\circ) = 0
cos120=12\cos 120^\circ = -\frac{1}{2}
cos45=22\cos 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}
cos30=32\cos 30^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}
(1)
cos75sin15=12(sin90sin60)=12(132)=234\cos 75^\circ \sin 15^\circ = \frac{1}{2}(\sin 90^\circ - \sin 60^\circ) = \frac{1}{2}(1 - \frac{\sqrt{3}}{2}) = \frac{2-\sqrt{3}}{4}
(2)
sin15sin105=12(cos(90)cos120)=12(0(12))=14\sin 15^\circ \sin 105^\circ = \frac{1}{2}(\cos(-90^\circ) - \cos 120^\circ) = \frac{1}{2}(0 - (-\frac{1}{2})) = \frac{1}{4}
(3)
cos37.5cos7.5=12(cos45+cos30)=12(22+32)=2+34\cos 37.5^\circ \cos 7.5^\circ = \frac{1}{2}(\cos 45^\circ + \cos 30^\circ) = \frac{1}{2}(\frac{\sqrt{2}}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}) = \frac{\sqrt{2}+\sqrt{3}}{4}

3. 最終的な答え

(1) 234\frac{2-\sqrt{3}}{4}
(2) 14\frac{1}{4}
(3) 2+34\frac{\sqrt{2}+\sqrt{3}}{4}

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