関数 $y = 2\sin\theta + \cos\theta$ の最大値と最小値を求める問題です。

解析学三角関数最大値最小値三角関数の合成
2025/5/2

1. 問題の内容

関数 y=2sinθ+cosθy = 2\sin\theta + \cos\theta の最大値と最小値を求める問題です。

2. 解き方の手順

三角関数の合成を利用します。
y=2sinθ+cosθy = 2\sin\theta + \cos\thetaRsin(θ+α)R\sin(\theta + \alpha) の形に変形します。
ここで、R=22+12=5R = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{5} となり、R=5R = \sqrt{5}で、cosα=25 \cos\alpha = \frac{2}{\sqrt{5}}, sinα=15\sin\alpha = \frac{1}{\sqrt{5}}です。
したがって、y=5sin(θ+α)y = \sqrt{5}\sin(\theta + \alpha)となります。
sin\sin関数の最大値は1、最小値は-1なので、yyの最大値は5\sqrt{5}、最小値は5-\sqrt{5}となります。

3. 最終的な答え

最大値 5\sqrt{5}, 最小値 5-\sqrt{5}

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