2直線 $y = x + 1$ と $y = -(2+\sqrt{3})x - 1$ のなす鋭角 $\theta$ を求める問題です。

幾何学直線角度tan鋭角三角比
2025/6/12

1. 問題の内容

2直線 y=x+1y = x + 1y=(2+3)x1y = -(2+\sqrt{3})x - 1 のなす鋭角 θ\theta を求める問題です。

2. 解き方の手順

2直線のなす角 θ\theta は、各直線の傾きを m1m_1, m2m_2 とすると、以下の公式で求められます。
\tan \theta = \left| \frac{m_1 - m_2}{1 + m_1 m_2} \right|
ここで、m1m_1 は直線 y=x+1y = x + 1 の傾き、m2m_2 は直線 y=(2+3)x1y = -(2+\sqrt{3})x - 1 の傾きです。

1. 傾きを求める:

m1=1m_1 = 1
m2=(2+3)m_2 = -(2+\sqrt{3})

2. $\tan \theta$ を計算する:

\tan \theta = \left| \frac{1 - (-(2+\sqrt{3}))}{1 + 1 \cdot (-(2+\sqrt{3}))} \right| = \left| \frac{3+\sqrt{3}}{1 - (2+\sqrt{3})} \right| = \left| \frac{3+\sqrt{3}}{-1-\sqrt{3}} \right|
\tan \theta = \left| \frac{3+\sqrt{3}}{-(1+\sqrt{3})} \right| = \left| \frac{(3+\sqrt{3})(1-\sqrt{3})}{-(1+\sqrt{3})(1-\sqrt{3})} \right| = \left| \frac{3 - 3\sqrt{3} + \sqrt{3} - 3}{-(1-3)} \right| = \left| \frac{-2\sqrt{3}}{2} \right| = \left| -\sqrt{3} \right| = \sqrt{3}

3. $\theta$ を求める:

tanθ=3\tan \theta = \sqrt{3} であるから、θ=π3\theta = \frac{\pi}{3}(60度)です。
問題では鋭角を求めるように指示されているため、θ\theta0<θ<π20 < \theta < \frac{\pi}{2} を満たす必要があります。
tanθ\tan \theta の値から、θ=π3\theta = \frac{\pi}{3} が鋭角であることがわかります。

3. 最終的な答え

θ=π3\theta = \frac{\pi}{3} (または60度)

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