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三角関数

    k (id: 1805) (2024年1月10日8:53)
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    こんにちは! このような問題を解く際1はこの様にとけばsinが求められますが2番のようにアークcscの場合1と同じ解き方をしてもいいのでしょうか? よろしくお願いします。
    こんにちは!
    このような問題を解く際1はこの様にとけばsinが求められますが2番のようにアークcscの場合1と同じ解き方をしてもいいのでしょうか?
    よろしくお願いします。

    IMG_2707.jpeg

    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年1月10日10:40)
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    kさん、こんにちは。 日本では三角関数の逆関数は高校では学習しないので、教えたことがなく、自分の知識でしか回答できません。 あなたが学習している方法と違うかもしれませんが、そのつもりで読んでください。 確認ですが、cscはコセカントですね?日本ではcosecと書いています。 1)はそれでいいですね。学校では図を使う方法を学習しているのですか? 逆関数は扱いにくいし、なじみにくいので、私はこんな風にやります。 まず逆関数の値(角)を文字で置いてしまいます。 $\cos^{-1}\frac{x}{4}=\varphi$ と置きます。 すると $\cos\varphi=\dfrac{x}{4}$ と書け、問題は $\sin\varphi=?$ となるので、 公式 $\sin^2\varphi+\cos^2\varphi=1$ を使って、 $\sin^2\varphi=1-\cos^2\varphi=1-\dfrac{x^2}{16}=\dfrac{16-x^2}{16}$ 問題に明示されていないのでわかりませんが、角の大きさは0からπまででいいのかな? それならx>0より $0\leqq\varphi\leqq\frac{\pi}{2}$ なのでサインは正。よって $\sin\varphi=\dfrac{\sqrt{16-x^2}}{4}$ すなわち $\sin(\cos^{-1}\frac{x}{4})=\dfrac{\sqrt{16-x^2}}{4}$ こんな風に、図ではなく解きます。 2)は間違ってますよ。θは角です。斜辺にθが書いてありますが、それはおかしい。図でやるとしたら直角三角形を書いて角にθと書きます。斜辺がc、底辺がaとでも書いておきましょうか。セカントθの値c/aがコセカントになるような角を求めなさいと言われています。これが問題の意味で、答はθと直角ではない、のこった角です。この角ならコセカントはc/aになります。よって答は$\dfrac{\pi}{2}-\theta$。 これを式でやると、 $\csc^{-1}(\sec \theta)=\phi$ と置きます。 とにかく逆関数になっているものは角度に置き換えます。 これで問題は $\csc\phi=\sec \theta$ セカントやコセカントはコサイン、サインの逆数だから、上の式の両辺の逆数をとって $\sin\phi=\cos\theta$ θの値が0とπ/2のあいだだから、$\phi=\dfrac{\pi}{2}-\theta$ つまり$\csc^{-1}(\sec \theta)=\dfrac{\pi}{2}-\theta$ これで求まりました。 1)2)ともに、$\varphi,\phi$ の範囲が定まらないので、±がついたり、$\theta-\dfrac{\pi}{2}$ という答も許されるのかもしれません。そのへんは学校で聞いてください。 これで大丈夫ですか?
    kさん、こんにちは。

    日本では三角関数の逆関数は高校では学習しないので、教えたことがなく、自分の知識でしか回答できません。
    あなたが学習している方法と違うかもしれませんが、そのつもりで読んでください。

    確認ですが、cscはコセカントですね?日本ではcosecと書いています。

    1)はそれでいいですね。学校では図を使う方法を学習しているのですか?
    逆関数は扱いにくいし、なじみにくいので、私はこんな風にやります。

    まず逆関数の値(角)を文字で置いてしまいます。
    cos1x4=φ\cos^{-1}\frac{x}{4}=\varphi と置きます。
    すると cosφ=x4\cos\varphi=\dfrac{x}{4} と書け、問題は
    sinφ=?\sin\varphi=? となるので、
    公式 sin2φ+cos2φ=1\sin^2\varphi+\cos^2\varphi=1
    を使って、
    sin2φ=1cos2φ=1x216=16x216\sin^2\varphi=1-\cos^2\varphi=1-\dfrac{x^2}{16}=\dfrac{16-x^2}{16}
    問題に明示されていないのでわかりませんが、角の大きさは0からπまででいいのかな?
    それならx>0より 0φπ20\leqq\varphi\leqq\frac{\pi}{2} なのでサインは正。よって
    sinφ=16x24\sin\varphi=\dfrac{\sqrt{16-x^2}}{4}
    すなわち sin(cos1x4)=16x24\sin(\cos^{-1}\frac{x}{4})=\dfrac{\sqrt{16-x^2}}{4}

    こんな風に、図ではなく解きます。

    2)は間違ってますよ。θは角です。斜辺にθが書いてありますが、それはおかしい。図でやるとしたら直角三角形を書いて角にθと書きます。斜辺がc、底辺がaとでも書いておきましょうか。セカントθの値c/aがコセカントになるような角を求めなさいと言われています。これが問題の意味で、答はθと直角ではない、のこった角です。この角ならコセカントはc/aになります。よって答はπ2θ\dfrac{\pi}{2}-\theta

    これを式でやると、

    csc1(secθ)=ϕ\csc^{-1}(\sec \theta)=\phi と置きます。
    とにかく逆関数になっているものは角度に置き換えます。
    これで問題は cscϕ=secθ\csc\phi=\sec \theta
    セカントやコセカントはコサイン、サインの逆数だから、上の式の両辺の逆数をとって
    sinϕ=cosθ\sin\phi=\cos\theta
    θの値が0とπ/2のあいだだから、ϕ=π2θ\phi=\dfrac{\pi}{2}-\theta
    つまりcsc1(secθ)=π2θ\csc^{-1}(\sec \theta)=\dfrac{\pi}{2}-\theta

    これで求まりました。

    1)2)ともに、φ,ϕ\varphi,\phi の範囲が定まらないので、±がついたり、θπ2\theta-\dfrac{\pi}{2} という答も許されるのかもしれません。そのへんは学校で聞いてください。

    これで大丈夫ですか?
    k (id: 1805) (2024年1月10日14:42)
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    このような解き方で導けるのですね! わかりましたよろしくお願いします。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年1月10日17:01)
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    回答を追加したので読んでくださいね。

    k (id: 1805) (2024年1月11日2:40)
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    拝見いたしました。 丁寧なご解説ありがとうございます。

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