与えられた三角関数の方程式を解く問題です。方程式は $(4 \cos^3 \theta - 3 \cos \theta - \cos \theta) = 0$ です。

解析学三角関数方程式解法三角恒等式cossin
2025/5/21

1. 問題の内容

与えられた三角関数の方程式を解く問題です。方程式は (4cos3θ3cosθcosθ)=0(4 \cos^3 \theta - 3 \cos \theta - \cos \theta) = 0 です。

2. 解き方の手順

まず、方程式を整理します。
4cos3θ3cosθcosθ=04 \cos^3 \theta - 3 \cos \theta - \cos \theta = 0
4cos3θ4cosθ=04 \cos^3 \theta - 4 \cos \theta = 0
次に、cosθ\cos \theta でくくります。
4cosθ(cos2θ1)=04 \cos \theta (\cos^2 \theta - 1) = 0
さらに、因数分解します。cos2θ1=sin2θ\cos^2 \theta - 1 = - \sin^2 \thetaであることを利用して、
4cosθ(sin2θ)=04 \cos \theta (-\sin^2 \theta) = 0
4cosθsin2θ=0-4 \cos \theta \sin^2 \theta = 0
よって、cosθ=0\cos \theta = 0 または sinθ=0\sin \theta = 0 となります。
cosθ=0\cos \theta = 0 のとき、θ=π2+nπ\theta = \frac{\pi}{2} + n\pi (nn は整数)。
sinθ=0\sin \theta = 0 のとき、θ=nπ\theta = n\pi (nn は整数)。
これらを合わせると、θ=nπ2\theta = \frac{n\pi}{2} (nn は整数) となります。

3. 最終的な答え

θ=nπ2\theta = \frac{n\pi}{2} (n は整数)

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