与えられた角度 $\theta$ に対して、$\sin \theta$, $\cos \theta$, $\tan \theta$, $\csc \theta$, $\sec \theta$, $\cot \theta$ の値を求め、表を完成させる問題です。角度 $\theta$ は、$-\frac{\pi}{4}$, $-\frac{\pi}{6}$, $0$, $\frac{\pi}{6}$, $\frac{\pi}{4}$, $\frac{\pi}{3}$, $\frac{\pi}{2}$, $\frac{2\pi}{3}$, $\frac{3\pi}{4}$, $\pi$ です。ここで、 * $\csc \theta = \frac{1}{\sin \theta}$ * $\sec \theta = \frac{1}{\cos \theta}$ * $\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta}$ * $\cot \theta = \frac{\cos \theta}{\sin \theta} = \frac{1}{\tan \theta}$

解析学三角関数三角関数の値
2025/5/24

1. 問題の内容

与えられた角度 θ\theta に対して、sinθ\sin \theta, cosθ\cos \theta, tanθ\tan \theta, cscθ\csc \theta, secθ\sec \theta, cotθ\cot \theta の値を求め、表を完成させる問題です。角度 θ\theta は、π4-\frac{\pi}{4}, π6-\frac{\pi}{6}, 00, π6\frac{\pi}{6}, π4\frac{\pi}{4}, π3\frac{\pi}{3}, π2\frac{\pi}{2}, 2π3\frac{2\pi}{3}, 3π4\frac{3\pi}{4}, π\pi です。ここで、
* cscθ=1sinθ\csc \theta = \frac{1}{\sin \theta}
* secθ=1cosθ\sec \theta = \frac{1}{\cos \theta}
* tanθ=sinθcosθ\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta}
* cotθ=cosθsinθ=1tanθ\cot \theta = \frac{\cos \theta}{\sin \theta} = \frac{1}{\tan \theta}

2. 解き方の手順

まず、基本的な三角関数の値を求めます。
* sin(π4)=22\sin(-\frac{\pi}{4}) = -\frac{\sqrt{2}}{2}, cos(π4)=22\cos(-\frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{2}}{2}, tan(π4)=1\tan(-\frac{\pi}{4}) = -1
* sin(π6)=12\sin(-\frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{2}, cos(π6)=32\cos(-\frac{\pi}{6}) = \frac{\sqrt{3}}{2}, tan(π6)=13=33\tan(-\frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{\sqrt{3}} = -\frac{\sqrt{3}}{3}
* sin(0)=0\sin(0) = 0, cos(0)=1\cos(0) = 1, tan(0)=0\tan(0) = 0
* sin(π6)=12\sin(\frac{\pi}{6}) = \frac{1}{2}, cos(π6)=32\cos(\frac{\pi}{6}) = \frac{\sqrt{3}}{2}, tan(π6)=13=33\tan(\frac{\pi}{6}) = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}
* sin(π4)=22\sin(\frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{2}}{2}, cos(π4)=22\cos(\frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{2}}{2}, tan(π4)=1\tan(\frac{\pi}{4}) = 1
* sin(π3)=32\sin(\frac{\pi}{3}) = \frac{\sqrt{3}}{2}, cos(π3)=12\cos(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2}, tan(π3)=3\tan(\frac{\pi}{3}) = \sqrt{3}
* sin(π2)=1\sin(\frac{\pi}{2}) = 1, cos(π2)=0\cos(\frac{\pi}{2}) = 0, tan(π2)\tan(\frac{\pi}{2}) は定義されない
* sin(2π3)=32\sin(\frac{2\pi}{3}) = \frac{\sqrt{3}}{2}, cos(2π3)=12\cos(\frac{2\pi}{3}) = -\frac{1}{2}, tan(2π3)=3\tan(\frac{2\pi}{3}) = -\sqrt{3}
* sin(3π4)=22\sin(\frac{3\pi}{4}) = \frac{\sqrt{2}}{2}, cos(3π4)=22\cos(\frac{3\pi}{4}) = -\frac{\sqrt{2}}{2}, tan(3π4)=1\tan(\frac{3\pi}{4}) = -1
* sin(π)=0\sin(\pi) = 0, cos(π)=1\cos(\pi) = -1, tan(π)=0\tan(\pi) = 0
次に、cscθ\csc \theta, secθ\sec \theta, cotθ\cot \theta の値を求めます。
* csc(π4)=2\csc(-\frac{\pi}{4}) = -\sqrt{2}, sec(π4)=2\sec(-\frac{\pi}{4}) = \sqrt{2}, cot(π4)=1\cot(-\frac{\pi}{4}) = -1
* csc(π6)=2\csc(-\frac{\pi}{6}) = -2, sec(π6)=23=233\sec(-\frac{\pi}{6}) = \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3}, cot(π6)=3\cot(-\frac{\pi}{6}) = -\sqrt{3}
* csc(0)\csc(0) は定義されない, sec(0)=1\sec(0) = 1, cot(0)\cot(0) は定義されない
* csc(π6)=2\csc(\frac{\pi}{6}) = 2, sec(π6)=23=233\sec(\frac{\pi}{6}) = \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3}, cot(π6)=3\cot(\frac{\pi}{6}) = \sqrt{3}
* csc(π4)=2\csc(\frac{\pi}{4}) = \sqrt{2}, sec(π4)=2\sec(\frac{\pi}{4}) = \sqrt{2}, cot(π4)=1\cot(\frac{\pi}{4}) = 1
* csc(π3)=23=233\csc(\frac{\pi}{3}) = \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3}, sec(π3)=2\sec(\frac{\pi}{3}) = 2, cot(π3)=13=33\cot(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}
* csc(π2)=1\csc(\frac{\pi}{2}) = 1, sec(π2)\sec(\frac{\pi}{2}) は定義されない, cot(π2)=0\cot(\frac{\pi}{2}) = 0
* csc(2π3)=23=233\csc(\frac{2\pi}{3}) = \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3}, sec(2π3)=2\sec(\frac{2\pi}{3}) = -2, cot(2π3)=13=33\cot(\frac{2\pi}{3}) = -\frac{1}{\sqrt{3}} = -\frac{\sqrt{3}}{3}
* csc(3π4)=2\csc(\frac{3\pi}{4}) = \sqrt{2}, sec(3π4)=2\sec(\frac{3\pi}{4}) = -\sqrt{2}, cot(3π4)=1\cot(\frac{3\pi}{4}) = -1
* csc(π)\csc(\pi) は定義されない, sec(π)=1\sec(\pi) = -1, cot(π)\cot(\pi) は定義されない

3. 最終的な答え

表に書き込む値は次の通りです。
| θ\theta | π4-\frac{\pi}{4} | π6-\frac{\pi}{6} | 00 | π6\frac{\pi}{6} | π4\frac{\pi}{4} | π3\frac{\pi}{3} | π2\frac{\pi}{2} | 2π3\frac{2\pi}{3} | 3π4\frac{3\pi}{4} | π\pi |
| --------------- | ---------------- | ---------------- | ----- | ---------------- | ---------------- | ---------------- | ---------------- | ---------------- | ---------------- | ----- |
| sinθ\sin \theta | 22-\frac{\sqrt{2}}{2} | 12-\frac{1}{2} | 00 | 12\frac{1}{2} | 22\frac{\sqrt{2}}{2} | 32\frac{\sqrt{3}}{2} | 11 | 32\frac{\sqrt{3}}{2} | 22\frac{\sqrt{2}}{2} | 00 |
| cscθ\csc \theta | 2-\sqrt{2} | 2-2 | undefined | 22 | 2\sqrt{2} | 233\frac{2\sqrt{3}}{3} | 11 | 233\frac{2\sqrt{3}}{3} | 2\sqrt{2} | undefined |
| cosθ\cos \theta | 22\frac{\sqrt{2}}{2} | 32\frac{\sqrt{3}}{2} | 11 | 32\frac{\sqrt{3}}{2} | 22\frac{\sqrt{2}}{2} | 12\frac{1}{2} | 00 | 12-\frac{1}{2} | 22-\frac{\sqrt{2}}{2} | 1-1 |
| secθ\sec \theta | 2\sqrt{2} | 233\frac{2\sqrt{3}}{3} | 11 | 233\frac{2\sqrt{3}}{3} | 2\sqrt{2} | 22 | undefined | 2-2 | 2-\sqrt{2} | 1-1 |
| tanθ\tan \theta | 1-1 | 33-\frac{\sqrt{3}}{3} | 00 | 33\frac{\sqrt{3}}{3} | 11 | 3\sqrt{3} | undefined | 3-\sqrt{3} | 1-1 | 00 |
| cotθ\cot \theta | 1-1 | 3-\sqrt{3} | undefined | 3\sqrt{3} | 11 | 33\frac{\sqrt{3}}{3} | 00 | 33-\frac{\sqrt{3}}{3} | 1-1 | undefined |

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