2つの直線 $y = -x + 6$ と $y = (2 + \sqrt{3})x - 2$ のなす角 $\theta$ を求める問題です。ただし、$0 < \theta < \frac{\pi}{2}$ とします。

幾何学角度直線三角関数
2025/5/15

1. 問題の内容

2つの直線 y=x+6y = -x + 6y=(2+3)x2y = (2 + \sqrt{3})x - 2 のなす角 θ\theta を求める問題です。ただし、0<θ<π20 < \theta < \frac{\pi}{2} とします。

2. 解き方の手順

2つの直線の傾きをそれぞれ m1m_1m2m_2 とします。
m1=1m_1 = -1
m2=2+3m_2 = 2 + \sqrt{3}
2つの直線のなす角 θ\theta は、次の公式で求められます。
tanθ=m2m11+m1m2\tan \theta = \left| \frac{m_2 - m_1}{1 + m_1 m_2} \right|
この公式に m1m_1m2m_2 の値を代入します。
tanθ=(2+3)(1)1+(1)(2+3)\tan \theta = \left| \frac{(2 + \sqrt{3}) - (-1)}{1 + (-1)(2 + \sqrt{3})} \right|
tanθ=3+3123\tan \theta = \left| \frac{3 + \sqrt{3}}{1 - 2 - \sqrt{3}} \right|
tanθ=3+313\tan \theta = \left| \frac{3 + \sqrt{3}}{-1 - \sqrt{3}} \right|
tanθ=3+3(1+3)\tan \theta = \left| \frac{3 + \sqrt{3}}{-(1 + \sqrt{3})} \right|
tanθ=3+31+3\tan \theta = \left| - \frac{3 + \sqrt{3}}{1 + \sqrt{3}} \right|
tanθ=3+31+3\tan \theta = \frac{3 + \sqrt{3}}{1 + \sqrt{3}}
tanθ=(3+3)(13)(1+3)(13)\tan \theta = \frac{(3 + \sqrt{3})(1 - \sqrt{3})}{(1 + \sqrt{3})(1 - \sqrt{3})}
tanθ=333+3313\tan \theta = \frac{3 - 3\sqrt{3} + \sqrt{3} - 3}{1 - 3}
tanθ=232\tan \theta = \frac{-2\sqrt{3}}{-2}
tanθ=3\tan \theta = \sqrt{3}
tanθ=3\tan \theta = \sqrt{3} となる θ\thetaθ=π3\theta = \frac{\pi}{3} です。
0<θ<π20 < \theta < \frac{\pi}{2} の条件を満たしています。

3. 最終的な答え

θ=π3\theta = \frac{\pi}{3}

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