不等式 $2\cos^2{\theta} - \sin{\theta} - 2 > 0$ を解く問題です。解析学三角関数不等式三角不等式2025/3/91. 問題の内容不等式 2cos2θ−sinθ−2>02\cos^2{\theta} - \sin{\theta} - 2 > 02cos2θ−sinθ−2>0 を解く問題です。2. 解き方の手順まず、cos2θ\cos^2{\theta}cos2θ を sinθ\sin{\theta}sinθ で表します。三角関数の恒等式 sin2θ+cos2θ=1\sin^2{\theta} + \cos^2{\theta} = 1sin2θ+cos2θ=1 より、cos2θ=1−sin2θ\cos^2{\theta} = 1 - \sin^2{\theta}cos2θ=1−sin2θ となります。これを不等式に代入すると、2(1−sin2θ)−sinθ−2>02(1 - \sin^2{\theta}) - \sin{\theta} - 2 > 02(1−sin2θ)−sinθ−2>02−2sin2θ−sinθ−2>02 - 2\sin^2{\theta} - \sin{\theta} - 2 > 02−2sin2θ−sinθ−2>0−2sin2θ−sinθ>0-2\sin^2{\theta} - \sin{\theta} > 0−2sin2θ−sinθ>02sin2θ+sinθ<02\sin^2{\theta} + \sin{\theta} < 02sin2θ+sinθ<0sinθ(2sinθ+1)<0\sin{\theta}(2\sin{\theta} + 1) < 0sinθ(2sinθ+1)<0ここで、x=sinθx = \sin{\theta}x=sinθ とおくと、x(2x+1)<0x(2x + 1) < 0x(2x+1)<0 となります。この不等式を解くと、−12<x<0-\frac{1}{2} < x < 0−21<x<0 となります。したがって、−12<sinθ<0-\frac{1}{2} < \sin{\theta} < 0−21<sinθ<0 となります。sinθ=−12\sin{\theta} = -\frac{1}{2}sinθ=−21 となる θ\thetaθ は、θ=7π6,11π6\theta = \frac{7\pi}{6}, \frac{11\pi}{6}θ=67π,611π です。sinθ<0\sin{\theta} < 0sinθ<0 となるのは、π<θ<2π\pi < \theta < 2\piπ<θ<2π の範囲です。したがって、π<θ<7π6\pi < \theta < \frac{7\pi}{6}π<θ<67π または 11π6<θ<2π\frac{11\pi}{6} < \theta < 2\pi611π<θ<2π が解となります。3. 最終的な答えπ<θ<7π6\pi < \theta < \frac{7\pi}{6}π<θ<67π, 11π6<θ<2π\frac{11\pi}{6} < \theta < 2\pi611π<θ<2π