$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、次の方程式を解く。 (1) $\sin(\theta - \frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{\sqrt{2}}$ (2) $\cos(\theta + \frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{3}}{2}$

解析学三角関数方程式解の公式
2025/6/14

1. 問題の内容

0θ<2π0 \le \theta < 2\pi のとき、次の方程式を解く。
(1) sin(θπ6)=12\sin(\theta - \frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{\sqrt{2}}
(2) cos(θ+π4)=32\cos(\theta + \frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{3}}{2}

2. 解き方の手順

(1) sin(θπ6)=12\sin(\theta - \frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{\sqrt{2}}
θπ6=t\theta - \frac{\pi}{6} = t とおく。
sint=12\sin t = -\frac{1}{\sqrt{2}}
0θ<2π0 \le \theta < 2\pi より、 π6θπ6<2ππ6-\frac{\pi}{6} \le \theta - \frac{\pi}{6} < 2\pi - \frac{\pi}{6}
π6t<11π6-\frac{\pi}{6} \le t < \frac{11\pi}{6}
sint=12\sin t = -\frac{1}{\sqrt{2}} を満たす tt は、
t=5π4,7π4t = \frac{5\pi}{4}, \frac{7\pi}{4}
θπ6=5π4\theta - \frac{\pi}{6} = \frac{5\pi}{4} より、 θ=5π4+π6=15π12+2π12=17π12\theta = \frac{5\pi}{4} + \frac{\pi}{6} = \frac{15\pi}{12} + \frac{2\pi}{12} = \frac{17\pi}{12}
θπ6=7π4\theta - \frac{\pi}{6} = \frac{7\pi}{4} より、 θ=7π4+π6=21π12+2π12=23π12\theta = \frac{7\pi}{4} + \frac{\pi}{6} = \frac{21\pi}{12} + \frac{2\pi}{12} = \frac{23\pi}{12}
(2) cos(θ+π4)=32\cos(\theta + \frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{3}}{2}
θ+π4=t\theta + \frac{\pi}{4} = t とおく。
cost=32\cos t = \frac{\sqrt{3}}{2}
0θ<2π0 \le \theta < 2\pi より、 π4θ+π4<2π+π4\frac{\pi}{4} \le \theta + \frac{\pi}{4} < 2\pi + \frac{\pi}{4}
π4t<9π4\frac{\pi}{4} \le t < \frac{9\pi}{4}
cost=32\cos t = \frac{\sqrt{3}}{2} を満たす tt は、
t=π6,11π6,13π6t = \frac{\pi}{6}, \frac{11\pi}{6}, \frac{13\pi}{6}
θ+π4=π6\theta + \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{6} より、 θ=π6π4=2π123π12=π12\theta = \frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{4} = \frac{2\pi}{12} - \frac{3\pi}{12} = -\frac{\pi}{12}
これは、0θ<2π0 \le \theta < 2\pi を満たさない。
θ+π4=11π6\theta + \frac{\pi}{4} = \frac{11\pi}{6} より、 θ=11π6π4=22π123π12=19π12\theta = \frac{11\pi}{6} - \frac{\pi}{4} = \frac{22\pi}{12} - \frac{3\pi}{12} = \frac{19\pi}{12}
θ+π4=13π6\theta + \frac{\pi}{4} = \frac{13\pi}{6} より、 θ=13π6π4=26π123π12=23π12\theta = \frac{13\pi}{6} - \frac{\pi}{4} = \frac{26\pi}{12} - \frac{3\pi}{12} = \frac{23\pi}{12}

3. 最終的な答え

(1) θ=17π12,23π12\theta = \frac{17\pi}{12}, \frac{23\pi}{12}
(2) θ=19π12,23π12\theta = \frac{19\pi}{12}, \frac{23\pi}{12}

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