問題は、$2 - \sqrt{3} = \tan(\theta)$を満たす$\theta$を求める問題です。ただし、単位は度数法とします。

幾何学三角関数tan角度加法定理
2025/6/21

1. 問題の内容

問題は、23=tan(θ)2 - \sqrt{3} = \tan(\theta)を満たすθ\thetaを求める問題です。ただし、単位は度数法とします。

2. 解き方の手順

232 - \sqrt{3}の値は、tan\tanの特殊な角の値である可能性があるため、tan\tanの値をいくつか計算して比較します。
tan(15)\tan(15^\circ)を計算してみましょう。
tan(4530)\tan(45^\circ - 30^\circ)を計算します。
tan(αβ)=tanαtanβ1+tanαtanβ\tan(\alpha - \beta) = \frac{\tan \alpha - \tan \beta}{1 + \tan \alpha \tan \beta}
tan(45)=1\tan(45^\circ) = 1
tan(30)=13\tan(30^\circ) = \frac{1}{\sqrt{3}}
tan(15)=tan(4530)=tan45tan301+tan45tan30=1131+113=313+1\tan(15^\circ) = \tan(45^\circ - 30^\circ) = \frac{\tan 45^\circ - \tan 30^\circ}{1 + \tan 45^\circ \tan 30^\circ} = \frac{1 - \frac{1}{\sqrt{3}}}{1 + 1 \cdot \frac{1}{\sqrt{3}}} = \frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3} + 1}
この式を整理します。分母を有理化するために、分母と分子に31\sqrt{3} - 1をかけます。
tan(15)=(31)(31)(3+1)(31)=323+131=4232=23\tan(15^\circ) = \frac{(\sqrt{3} - 1)(\sqrt{3} - 1)}{(\sqrt{3} + 1)(\sqrt{3} - 1)} = \frac{3 - 2\sqrt{3} + 1}{3 - 1} = \frac{4 - 2\sqrt{3}}{2} = 2 - \sqrt{3}
したがって、23=tan(15)2 - \sqrt{3} = \tan(15^\circ)です。

3. 最終的な答え

θ=15\theta = 15^\circ

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