$\cos(2\theta + \frac{\pi}{3}) = \frac{\sqrt{3}}{2}$ を満たす $\theta$ を求める問題です。

解析学三角関数方程式三角関数の合成解の公式
2025/6/3

1. 問題の内容

cos(2θ+π3)=32\cos(2\theta + \frac{\pi}{3}) = \frac{\sqrt{3}}{2} を満たす θ\theta を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、cos(x)=32\cos(x) = \frac{\sqrt{3}}{2} となる xx を考えます。
cos(x)=32\cos(x) = \frac{\sqrt{3}}{2} となる xxx=±π6+2nπx = \pm \frac{\pi}{6} + 2n\pinn は整数)です。
したがって、
2θ+π3=±π6+2nπ2\theta + \frac{\pi}{3} = \pm \frac{\pi}{6} + 2n\pi となります。
これを θ\theta について解きます。
まず、2θ+π3=π6+2nπ2\theta + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{6} + 2n\pi の場合を考えます。
2θ=π6π3+2nπ2\theta = \frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{3} + 2n\pi
2θ=π62π6+2nπ2\theta = \frac{\pi}{6} - \frac{2\pi}{6} + 2n\pi
2θ=π6+2nπ2\theta = -\frac{\pi}{6} + 2n\pi
θ=π12+nπ\theta = -\frac{\pi}{12} + n\pi
次に、2θ+π3=π6+2nπ2\theta + \frac{\pi}{3} = -\frac{\pi}{6} + 2n\pi の場合を考えます。
2θ=π6π3+2nπ2\theta = -\frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{3} + 2n\pi
2θ=π62π6+2nπ2\theta = -\frac{\pi}{6} - \frac{2\pi}{6} + 2n\pi
2θ=3π6+2nπ2\theta = -\frac{3\pi}{6} + 2n\pi
2θ=π2+2nπ2\theta = -\frac{\pi}{2} + 2n\pi
θ=π4+nπ\theta = -\frac{\pi}{4} + n\pi

3. 最終的な答え

θ=π12+nπ\theta = -\frac{\pi}{12} + n\pi または θ=π4+nπ\theta = -\frac{\pi}{4} + n\pinn は整数)

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