$\theta$ の動径が第4象限にあり、$\tan \theta = -\frac{1}{2}$ のとき、$\sin \theta$ と $\cos \theta$ の値を求める問題です。

幾何学三角関数三角比象限sincostan
2025/6/2

1. 問題の内容

θ\theta の動径が第4象限にあり、tanθ=12\tan \theta = -\frac{1}{2} のとき、sinθ\sin \thetacosθ\cos \theta の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、tanθ=sinθcosθ\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} であることを思い出します。tanθ=12\tan \theta = -\frac{1}{2} なので、sinθ=12cosθ\sin \theta = -\frac{1}{2} \cos \theta となります。
次に、三角関数の基本的な恒等式 sin2θ+cos2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1 を利用します。
sinθ=12cosθ\sin \theta = -\frac{1}{2} \cos \theta を代入すると、
(12cosθ)2+cos2θ=1(-\frac{1}{2} \cos \theta)^2 + \cos^2 \theta = 1
14cos2θ+cos2θ=1\frac{1}{4} \cos^2 \theta + \cos^2 \theta = 1
54cos2θ=1\frac{5}{4} \cos^2 \theta = 1
cos2θ=45\cos^2 \theta = \frac{4}{5}
したがって、cosθ=±45=±25=±255\cos \theta = \pm \sqrt{\frac{4}{5}} = \pm \frac{2}{\sqrt{5}} = \pm \frac{2\sqrt{5}}{5} となります。
θ\theta は第4象限にあるので、cosθ>0\cos \theta > 0 である必要があります。よって、cosθ=255\cos \theta = \frac{2\sqrt{5}}{5} です。
次に、sinθ\sin \theta を求めます。sinθ=12cosθ\sin \theta = -\frac{1}{2} \cos \theta なので、
sinθ=12255=55\sin \theta = -\frac{1}{2} \cdot \frac{2\sqrt{5}}{5} = -\frac{\sqrt{5}}{5} となります。

3. 最終的な答え

sinθ=55\sin \theta = -\frac{\sqrt{5}}{5}
cosθ=255\cos \theta = \frac{2\sqrt{5}}{5}

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