この問題は、以下の2つの三角関数と3つの逆三角関数のグラフを、それぞれの定義域と値域に注意して描くことを求めています。 * $y = \sin 2x \quad (0 \leq x \leq 2\pi)$ * $y = \frac{1}{2}\cos (\frac{x}{2}) \quad (0 \leq x \leq \pi)$ * $y = \arcsin x$ * $y = \arccos x$ * $y = \arctan x$

解析学三角関数逆三角関数グラフ定義域値域周期
2025/6/23
はい、承知しました。問題の内容と解き方を説明し、最終的な答えを記述します。

1. 問題の内容

この問題は、以下の2つの三角関数と3つの逆三角関数のグラフを、それぞれの定義域と値域に注意して描くことを求めています。
* y=sin2x(0x2π)y = \sin 2x \quad (0 \leq x \leq 2\pi)
* y=12cos(x2)(0xπ)y = \frac{1}{2}\cos (\frac{x}{2}) \quad (0 \leq x \leq \pi)
* y=arcsinxy = \arcsin x
* y=arccosxy = \arccos x
* y=arctanxy = \arctan x

2. 解き方の手順

(1) y=sin2x(0x2π)y = \sin 2x \quad (0 \leq x \leq 2\pi)のグラフ
* まず、基本的なy=sinxy = \sin xのグラフを考えます。
* y=sin2xy = \sin 2xは、y=sinxy = \sin xのグラフをxx軸方向に12\frac{1}{2}倍に縮小したものです。
* つまり、周期は2π2=π\frac{2\pi}{2} = \piとなります。
* 定義域は0x2π0 \leq x \leq 2\piなので、sin2x\sin 2xは0から2π2\piの間に2周期分のグラフを描きます。
* 値域は1y1-1 \leq y \leq 1です。
(2) y=12cos(x2)(0xπ)y = \frac{1}{2}\cos (\frac{x}{2}) \quad (0 \leq x \leq \pi)のグラフ
* まず、基本的なy=cosxy = \cos xのグラフを考えます。
* y=cos(x2)y = \cos (\frac{x}{2})は、y=cosxy = \cos xのグラフをxx軸方向に2倍に拡大したものです。
* 周期は2π/(1/2)=4π2\pi / (1/2) = 4\piとなります。
* y=12cos(x2)y = \frac{1}{2}\cos (\frac{x}{2})は、y=cos(x2)y = \cos (\frac{x}{2})のグラフをyy軸方向に12\frac{1}{2}倍に縮小したものです。
* 定義域は0xπ0 \leq x \leq \piなので、y=12cos(x2)y = \frac{1}{2}\cos (\frac{x}{2})は0からπ\piの範囲でグラフを描きます。
* 値域は12y12-\frac{1}{2} \leq y \leq \frac{1}{2}です。
(3) y=arcsinxy = \arcsin xのグラフ
* y=arcsinxy = \arcsin xは、x=sinyx = \sin yの逆関数です。
* 定義域は1x1-1 \leq x \leq 1です。
* 値域はπ2yπ2-\frac{\pi}{2} \leq y \leq \frac{\pi}{2}です。
* グラフは、y=sinxy = \sin xのグラフをxxyyを入れ替えてπ2xπ2- \frac{\pi}{2} \leq x \leq \frac{\pi}{2}の範囲で描いたものになります。
(4) y=arccosxy = \arccos xのグラフ
* y=arccosxy = \arccos xは、x=cosyx = \cos yの逆関数です。
* 定義域は1x1-1 \leq x \leq 1です。
* 値域は0yπ0 \leq y \leq \piです。
* グラフは、y=cosxy = \cos xのグラフをxxyyを入れ替えて0xπ0 \leq x \leq \piの範囲で描いたものになります。
(5) y=arctanxy = \arctan xのグラフ
* y=arctanxy = \arctan xは、x=tanyx = \tan yの逆関数です。
* 定義域は<x<-\infty < x < \inftyです。
* 値域はπ2<y<π2-\frac{\pi}{2} < y < \frac{\pi}{2}です。
* グラフは、y=tanxy = \tan xのグラフをxxyyを入れ替えてπ2<x<π2-\frac{\pi}{2} < x < \frac{\pi}{2}の範囲で描いたものになります。

3. 最終的な答え

これらの関数それぞれのグラフを描くことが問題の答えとなります。具体的なグラフの描画は省略しますが、それぞれの関数の定義域と値域を考慮し、上記の手順に従ってグラフを描くことができます。

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