以下の3つの逆三角関数の値を求める問題です。 (1) $\arccos(\frac{1}{2})$ (2) $\arcsin(\sin(\frac{7\pi}{6}))$ (3) $\arcsin(\cos(\frac{16\pi}{5}))$

解析学逆三角関数三角関数arccosarcsin角度
2025/6/8

1. 問題の内容

以下の3つの逆三角関数の値を求める問題です。
(1) arccos(12)\arccos(\frac{1}{2})
(2) arcsin(sin(7π6))\arcsin(\sin(\frac{7\pi}{6}))
(3) arcsin(cos(16π5))\arcsin(\cos(\frac{16\pi}{5}))

2. 解き方の手順

(1) arccos(12)\arccos(\frac{1}{2}) の計算
arccos(x)\arccos(x) は、cos(θ)=x\cos(\theta) = x となる θ\theta の値を求める関数です。ここで、θ\theta の範囲は 0θπ0 \le \theta \le \pi です。
cos(θ)=12\cos(\theta) = \frac{1}{2} となる θ\thetaθ=π3\theta = \frac{\pi}{3} です。
(2) arcsin(sin(7π6))\arcsin(\sin(\frac{7\pi}{6})) の計算
arcsin(x)\arcsin(x) は、sin(θ)=x\sin(\theta) = x となる θ\theta の値を求める関数です。ここで、θ\theta の範囲は π2θπ2-\frac{\pi}{2} \le \theta \le \frac{\pi}{2} です。
まず、sin(7π6)\sin(\frac{7\pi}{6}) を計算します。
7π6=π+π6\frac{7\pi}{6} = \pi + \frac{\pi}{6} であるので、sin(7π6)=sin(π6)=12\sin(\frac{7\pi}{6}) = -\sin(\frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{2} です。
したがって、arcsin(sin(7π6))=arcsin(12)\arcsin(\sin(\frac{7\pi}{6})) = \arcsin(-\frac{1}{2}) となります。
sin(θ)=12\sin(\theta) = -\frac{1}{2} となる θ\thetaθ=π6\theta = -\frac{\pi}{6} です。
π2π6π2-\frac{\pi}{2} \le -\frac{\pi}{6} \le \frac{\pi}{2} であるので、arcsin(12)=π6\arcsin(-\frac{1}{2}) = -\frac{\pi}{6} です。
(3) arcsin(cos(16π5))\arcsin(\cos(\frac{16\pi}{5})) の計算
まず、cos(16π5)\cos(\frac{16\pi}{5}) を計算します。
16π5=3π+π5\frac{16\pi}{5} = 3\pi + \frac{\pi}{5} であるので、cos(16π5)=cos(3π+π5)=cos(π+2π+π5)=cos(π+π5)=cos(π5)\cos(\frac{16\pi}{5}) = \cos(3\pi + \frac{\pi}{5}) = \cos(\pi + 2\pi + \frac{\pi}{5}) = \cos(\pi + \frac{\pi}{5}) = -\cos(\frac{\pi}{5}) です。
したがって、arcsin(cos(16π5))=arcsin(cos(π5))\arcsin(\cos(\frac{16\pi}{5})) = \arcsin(-\cos(\frac{\pi}{5})) となります。
cos(θ)=sin(π2θ)\cos(\theta) = \sin(\frac{\pi}{2} - \theta) であることを利用すると、cos(π5)=sin(π2π5)=sin(3π10)=sin(3π10)-\cos(\frac{\pi}{5}) = -\sin(\frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{5}) = -\sin(\frac{3\pi}{10}) = \sin(-\frac{3\pi}{10}) となります。
arcsin(cos(16π5))=arcsin(sin(3π10))\arcsin(\cos(\frac{16\pi}{5})) = \arcsin(\sin(-\frac{3\pi}{10})) となります。
π23π10π2-\frac{\pi}{2} \le -\frac{3\pi}{10} \le \frac{\pi}{2} であるので、arcsin(sin(3π10))=3π10\arcsin(\sin(-\frac{3\pi}{10})) = -\frac{3\pi}{10} です。

3. 最終的な答え

(1) π3\frac{\pi}{3}
(2) π6-\frac{\pi}{6}
(3) 3π10-\frac{3\pi}{10}

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