$\sin{\frac{\pi}{8}} \cos{\frac{\pi}{8}}$, $\sin^2{\frac{\pi}{12}}$, $\cos^2{\frac{5\pi}{12}}$ の値を求める問題です。

解析学三角関数倍角の公式半角の公式三角関数の値
2025/4/30

1. 問題の内容

sinπ8cosπ8\sin{\frac{\pi}{8}} \cos{\frac{\pi}{8}}, sin2π12\sin^2{\frac{\pi}{12}}, cos25π12\cos^2{\frac{5\pi}{12}} の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) sinπ8cosπ8\sin{\frac{\pi}{8}} \cos{\frac{\pi}{8}} の値を求めます。
2倍角の公式 sin2θ=2sinθcosθ\sin{2\theta} = 2\sin{\theta}\cos{\theta} を利用すると、sinθcosθ=12sin2θ\sin{\theta}\cos{\theta} = \frac{1}{2}\sin{2\theta} となります。
よって、
sinπ8cosπ8=12sinπ4=1222=24\sin{\frac{\pi}{8}} \cos{\frac{\pi}{8}} = \frac{1}{2}\sin{\frac{\pi}{4}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2}}{4}
(2) sin2π12\sin^2{\frac{\pi}{12}} の値を求めます。
半角の公式 sin2θ2=1cosθ2\sin^2{\frac{\theta}{2}} = \frac{1 - \cos{\theta}}{2} を利用します。
θ=π6\theta = \frac{\pi}{6} とすると、θ2=π12\frac{\theta}{2} = \frac{\pi}{12} となるため、
sin2π12=1cosπ62=1322=234\sin^2{\frac{\pi}{12}} = \frac{1 - \cos{\frac{\pi}{6}}}{2} = \frac{1 - \frac{\sqrt{3}}{2}}{2} = \frac{2 - \sqrt{3}}{4}
(3) cos25π12\cos^2{\frac{5\pi}{12}} の値を求めます。
半角の公式 cos2θ2=1+cosθ2\cos^2{\frac{\theta}{2}} = \frac{1 + \cos{\theta}}{2} を利用します。
θ=5π6\theta = \frac{5\pi}{6} とすると、θ2=5π12\frac{\theta}{2} = \frac{5\pi}{12} となるため、
cos25π12=1+cos5π62=1+(32)2=234\cos^2{\frac{5\pi}{12}} = \frac{1 + \cos{\frac{5\pi}{6}}}{2} = \frac{1 + (-\frac{\sqrt{3}}{2})}{2} = \frac{2 - \sqrt{3}}{4}

3. 最終的な答え

sinπ8cosπ8=24\sin{\frac{\pi}{8}} \cos{\frac{\pi}{8}} = \frac{\sqrt{2}}{4}
sin2π12=234\sin^2{\frac{\pi}{12}} = \frac{2 - \sqrt{3}}{4}
cos25π12=234\cos^2{\frac{5\pi}{12}} = \frac{2 - \sqrt{3}}{4}

「解析学」の関連問題

与えられた三角関数の式を、和積の公式を用いて変形する。 (1) $\sin 3x + \sin 7x$ (2) $4\cos 3x \cos 2x$

三角関数和積の公式三角関数の変形
2025/4/30

$\sin x = \frac{1}{3}$ ($0 \le x \le \frac{\pi}{2}$) のとき、以下の値を求めよ。 (1) $\sin 2x$ (2) $\cos 2x$ (3) $...

三角関数倍角の公式sincostan角度
2025/4/30

加法定理を用いて、次の三角関数の値を求める。 (1) $\sin(\frac{7}{12}\pi)$ (2) $\cos(\frac{3}{4}\pi)$

三角関数加法定理sincos
2025/4/30

与えられた2つの不定積分を計算します。 (a) $\int \frac{x}{\sqrt{x^2+1}} dx$ (b) $\int \frac{\arctan x}{1+x^2} dx$

積分不定積分置換積分arctanルート
2025/4/30

問題は、以下の2つの関数について、それぞれの導関数を求めることです。 (a) $y = x^x$ ($x > 0$) (b) $y = \arctan x$

微分導関数指数関数対数関数逆三角関数
2025/4/30

与えられた関数 $y = a^{-3x}$ について、何を求めるべきかが不明確です。微分、積分、もしくは変形など、具体的な指示が必要です。ここでは、仮にこの関数を $x$ で微分することを考えます。

微分指数関数合成関数の微分
2025/4/30

$0 \le x < 2\pi$ のとき、次の方程式と不等式を解く問題です。 (1) $\sqrt{3}\sin x - \cos x = \sqrt{3}$ (2) $\sqrt{3}\sin x ...

三角関数三角関数の合成方程式不等式
2025/4/30

与えられた積分を計算します。問題は次の通りです。 $\int (\frac{1}{t^2} + \frac{3}{t^3}) dt$

積分不定積分計算
2025/4/30

与えられた関数の極限を計算します。 具体的には、$\lim_{x \to \infty} \frac{a^x - a^{-x}}{a^x + a^{-x}}$ の値を求めます。ただし、$a > 1$ ...

極限関数の極限指数関数極限計算
2025/4/30

以下の4つの極限値を求める問題です。 (1) $\lim_{x\to\infty} (2^x - a^x)$ (2) $\lim_{x\to\infty} (a^x - b^x)$, ただし、$a >...

極限指数関数場合分け
2025/4/30