加法定理を用いて、以下の三角関数の値を求める問題です。 (1) $\sin 195^\circ$, $\cos 195^\circ$, $\tan 195^\circ$ (2) $\sin 165^\circ$, $\cos 165^\circ$, $\tan 165^\circ$

解析学三角関数加法定理三角関数の値
2025/5/19

1. 問題の内容

加法定理を用いて、以下の三角関数の値を求める問題です。
(1) sin195\sin 195^\circ, cos195\cos 195^\circ, tan195\tan 195^\circ
(2) sin165\sin 165^\circ, cos165\cos 165^\circ, tan165\tan 165^\circ

2. 解き方の手順

(1) sin195\sin 195^\circ, cos195\cos 195^\circ, tan195\tan 195^\circ
まず、195=150+45195^\circ = 150^\circ + 45^\circと分解します。
sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB\sin(A+B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B
cos(A+B)=cosAcosBsinAsinB\cos(A+B) = \cos A \cos B - \sin A \sin B
tan(A+B)=tanA+tanB1tanAtanB\tan(A+B) = \frac{\tan A + \tan B}{1 - \tan A \tan B}
sin195=sin(150+45)=sin150cos45+cos150sin45=1222+(32)22=264\sin 195^\circ = \sin (150^\circ + 45^\circ) = \sin 150^\circ \cos 45^\circ + \cos 150^\circ \sin 45^\circ = \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} + (-\frac{\sqrt{3}}{2}) \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}
cos195=cos(150+45)=cos150cos45sin150sin45=(32)221222=624=6+24\cos 195^\circ = \cos (150^\circ + 45^\circ) = \cos 150^\circ \cos 45^\circ - \sin 150^\circ \sin 45^\circ = (-\frac{\sqrt{3}}{2}) \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{-\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4} = -\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
tan195=sin195cos195=264624=2662=626+2=(62)2(6+2)(62)=6212+262=8434=23\tan 195^\circ = \frac{\sin 195^\circ}{\cos 195^\circ} = \frac{\frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}}{\frac{-\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}} = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{-\sqrt{6} - \sqrt{2}} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = \frac{(\sqrt{6} - \sqrt{2})^2}{(\sqrt{6} + \sqrt{2})(\sqrt{6} - \sqrt{2})} = \frac{6 - 2\sqrt{12} + 2}{6 - 2} = \frac{8 - 4\sqrt{3}}{4} = 2 - \sqrt{3}
(2) sin165\sin 165^\circ, cos165\cos 165^\circ, tan165\tan 165^\circ
まず、165=120+45165^\circ = 120^\circ + 45^\circと分解します。
sin165=sin(120+45)=sin120cos45+cos120sin45=3222+(12)22=624\sin 165^\circ = \sin (120^\circ + 45^\circ) = \sin 120^\circ \cos 45^\circ + \cos 120^\circ \sin 45^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} + (-\frac{1}{2}) \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}
cos165=cos(120+45)=cos120cos45sin120sin45=(12)223222=264=2+64\cos 165^\circ = \cos (120^\circ + 45^\circ) = \cos 120^\circ \cos 45^\circ - \sin 120^\circ \sin 45^\circ = (-\frac{1}{2}) \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{-\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4} = -\frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}
tan165=sin165cos165=624264=6226=62(6+2)=626+2=(23)=2+3=32\tan 165^\circ = \frac{\sin 165^\circ}{\cos 165^\circ} = \frac{\frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}}{\frac{-\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{-\sqrt{2} - \sqrt{6}} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{-(\sqrt{6} + \sqrt{2})} = - \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = -(2 - \sqrt{3}) = -2 + \sqrt{3} = \sqrt{3} - 2

3. 最終的な答え

(1)
sin195=264\sin 195^\circ = \frac{\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}
cos195=6+24\cos 195^\circ = -\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
tan195=23\tan 195^\circ = 2 - \sqrt{3}
(2)
sin165=624\sin 165^\circ = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}
cos165=2+64\cos 165^\circ = -\frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}
tan165=32\tan 165^\circ = \sqrt{3} - 2

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