$2\sin{2\theta} - 1 = 0$ を満たす $0 \leq \theta \leq 2\pi$ の範囲の $\theta$ を全て求め、それらを小さい順に $\frac{\text{オ}}{\text{カ}}\pi$, $\frac{\text{キ}}{\text{ク}}\pi$, $\frac{\text{ケ}}{\text{コ}}\pi$, $\frac{\text{サ}}{\text{シ}}\pi$ の形で表す。

解析学三角関数方程式三角関数の合成角度
2025/5/25

1. 問題の内容

2sin2θ1=02\sin{2\theta} - 1 = 0 を満たす 0θ2π0 \leq \theta \leq 2\pi の範囲の θ\theta を全て求め、それらを小さい順に π\frac{\text{オ}}{\text{カ}}\pi, π\frac{\text{キ}}{\text{ク}}\pi, π\frac{\text{ケ}}{\text{コ}}\pi, π\frac{\text{サ}}{\text{シ}}\pi の形で表す。

2. 解き方の手順

まず、与えられた方程式を解きます。
2sin2θ1=02\sin{2\theta} - 1 = 0
sin2θ=12\sin{2\theta} = \frac{1}{2}
0θ2π0 \leq \theta \leq 2\pi なので、02θ4π0 \leq 2\theta \leq 4\pi です。sinx=12\sin x = \frac{1}{2} となる 0x4π0 \leq x \leq 4\pi の範囲の xx は、x=π6,5π6,13π6,17π6x = \frac{\pi}{6}, \frac{5\pi}{6}, \frac{13\pi}{6}, \frac{17\pi}{6} です。
したがって、2θ=π6,5π6,13π6,17π62\theta = \frac{\pi}{6}, \frac{5\pi}{6}, \frac{13\pi}{6}, \frac{17\pi}{6} です。
θ=π12,5π12,13π12,17π12\theta = \frac{\pi}{12}, \frac{5\pi}{12}, \frac{13\pi}{12}, \frac{17\pi}{12}
これらを小さい順に並べると、112π,512π,1312π,1712π\frac{1}{12}\pi, \frac{5}{12}\pi, \frac{13}{12}\pi, \frac{17}{12}\pi となります。
よって、θ=112π,512π,1312π,1712π\theta = \frac{1}{12}\pi, \frac{5}{12}\pi, \frac{13}{12}\pi, \frac{17}{12}\pi

3. 最終的な答え

θ=112π,512π,1312π,1712π\theta = \frac{1}{12}\pi, \frac{5}{12}\pi, \frac{13}{12}\pi, \frac{17}{12}\pi

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