$\theta$ が鋭角で $\sin\theta = \frac{3}{5}$ のとき、$\cos\theta$, $\sin2\theta$, $\cos\frac{\theta}{2}$ の値を求める問題です。

その他三角関数三角比加法定理半角の公式
2025/6/19

1. 問題の内容

θ\theta が鋭角で sinθ=35\sin\theta = \frac{3}{5} のとき、cosθ\cos\theta, sin2θ\sin2\theta, cosθ2\cos\frac{\theta}{2} の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) cosθ\cos\theta を求める。
sin2θ+cos2θ=1\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1 の関係を利用します。
cos2θ=1sin2θ=1(35)2=1925=1625\cos^2\theta = 1 - \sin^2\theta = 1 - (\frac{3}{5})^2 = 1 - \frac{9}{25} = \frac{16}{25}
θ\theta は鋭角なので、cosθ>0\cos\theta > 0
したがって、cosθ=1625=45\cos\theta = \sqrt{\frac{16}{25}} = \frac{4}{5}
(2) sin2θ\sin2\theta を求める。
sin2θ=2sinθcosθ\sin2\theta = 2\sin\theta\cos\theta の関係を利用します。
sin2θ=23545=2425\sin2\theta = 2 \cdot \frac{3}{5} \cdot \frac{4}{5} = \frac{24}{25}
(3) cosθ2\cos\frac{\theta}{2} を求める。
cosθ=2cos2θ21\cos\theta = 2\cos^2\frac{\theta}{2} - 1 の関係を利用します。
45=2cos2θ21\frac{4}{5} = 2\cos^2\frac{\theta}{2} - 1
2cos2θ2=45+1=952\cos^2\frac{\theta}{2} = \frac{4}{5} + 1 = \frac{9}{5}
cos2θ2=910\cos^2\frac{\theta}{2} = \frac{9}{10}
θ\theta が鋭角なので θ2\frac{\theta}{2} も鋭角であり、cosθ2>0\cos\frac{\theta}{2}>0
したがって、cosθ2=910=310=31010\cos\frac{\theta}{2} = \sqrt{\frac{9}{10}} = \frac{3}{\sqrt{10}} = \frac{3\sqrt{10}}{10}

3. 最終的な答え

(1) cosθ=45\cos\theta = \frac{4}{5}
(2) sin2θ=2425\sin2\theta = \frac{24}{25}
(3) cosθ2=31010\cos\frac{\theta}{2} = \frac{3\sqrt{10}}{10}

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