$\arccos(\sin 6)$ の値を求める問題です。ここで、角度はラジアンで表されているものとします。

解析学三角関数逆三角関数ラジアンarccossincos
2025/5/28

1. 問題の内容

arccos(sin6)\arccos(\sin 6) の値を求める問題です。ここで、角度はラジアンで表されているものとします。

2. 解き方の手順

まず、66ラジアンがどの象限にあるかを考えます。
π3.14\pi \approx 3.14 なので、2π6.282\pi \approx 6.28 です。
3π/23×3.14/24.713\pi/2 \approx 3 \times 3.14 / 2 \approx 4.71
2π>6>3π/22\pi > 6 > 3\pi/2
したがって、66ラジアンは第4象限にあります。
sin6=sin(62π)\sin 6 = \sin(6 - 2\pi) です。
sinx=cos(π2x)\sin x = \cos(\frac{\pi}{2} - x) の関係を使って、sin6\sin 6cos\cos で表します。
sin6=cos(π26)\sin 6 = \cos(\frac{\pi}{2} - 6)
よって、
arccos(sin6)=arccos(cos(π26))\arccos(\sin 6) = \arccos(\cos(\frac{\pi}{2} - 6))
ここで、arccos\arccos の定義域を考慮します。arccosx\arccos x の値域は [0,π][0, \pi] です。
π21.57\frac{\pi}{2} \approx 1.57 なので、π261.576=4.43\frac{\pi}{2} - 6 \approx 1.57 - 6 = -4.43 となり、[0,π][0, \pi] に含まれません。
そこで、cosx=cos(x)\cos x = \cos(-x) の関係を使います。
cos(π26)=cos(6π2)\cos(\frac{\pi}{2} - 6) = \cos(6 - \frac{\pi}{2})
6π261.57=4.436 - \frac{\pi}{2} \approx 6 - 1.57 = 4.43 となり、これも [0,π][0, \pi] に含まれません。
cosx=cos(2πx)\cos x = \cos(2\pi - x) を使います。sin6=sin(62π)\sin 6 = \sin(6 - 2\pi).
sin(62π)=cos(π2(62π))=cos(5π26)\sin(6 - 2\pi) = \cos(\frac{\pi}{2} - (6 - 2\pi)) = \cos(\frac{5\pi}{2} - 6).
しかし、これでは意味がありません。
sinx=cos(π2x)\sin x = \cos (\frac{\pi}{2} - x)を用いて、
sin6=cos(π26)\sin 6 = \cos(\frac{\pi}{2} - 6).
arccos(sin6)=arccos(cos(π26))\arccos (\sin 6) = \arccos (\cos(\frac{\pi}{2} - 6)).
ここで π26\frac{\pi}{2} - 60xπ0 \le x \le \pi の範囲になければ、
arccos(cosx)x\arccos(\cos x) \ne x.
cos(θ)=sin(π2+θ)=sin(π2θ)=sin(θπ2)\cos(\theta) = \sin(\frac{\pi}{2} + \theta) = \sin (\frac{\pi}{2} - \theta) = -\sin (\theta - \frac{\pi}{2})
sinθ=cos(π2θ)\sin \theta = \cos (\frac{\pi}{2} - \theta)
62π[π/2,0]6 - 2\pi \in [-\pi/2, 0]
sin6=cos(6π/2)\sin 6 = -\cos (6-\pi/2)
sin6=cos(63π/2)\sin 6 = \cos (6-3\pi/2)
したがって
arccos(sin6)=arccoscos(3π26)\arccos(\sin 6) = \arccos \cos (\frac{3\pi}{2} - 6)
3π24.71\frac{3\pi}{2} \approx 4.71, なので3π26\frac{3\pi}{2} - 6は負の数.
0<63π2<π0 < 6-\frac{3\pi}{2} < \pi
arccoscos(3π26)=63π2\arccos \cos (\frac{3\pi}{2} - 6)= 6-\frac{3\pi}{2}.
63π2[0,π]6 - \frac{3\pi}{2} \in [0, \pi].

3. 最終的な答え

63π26 - \frac{3\pi}{2}

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