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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:三角関数の問題のわからないところですpt2)

三角関数問題の解法と範囲

このQ&Aのポイント
  • この記事では、センターの三角関数問題について解説します。
  • 具体的な問題として、0≦θ<360°の範囲での関数y=2sinθcosθ-2sinθ-2cosθ-3のグラフを考えます。
  • また、x=sinθ+cosθという関係を利用して、y=x^2 -2x - 4という別の式でも表せることを紹介します。

質問者が選んだベストアンサー

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  • roro02
  • ベストアンサー率26% (15/57)
回答No.1

k=-2(1+√2)です。 と答えだけ書いても仕方ありませんが、空欄の形式とこの数字は一致していますか? 求め方  y=2sinθcosθ-2sinθ-2cosθ-3 と y=k の交点を考えるのはお分かりかと思います。それで、誘導にしたがって変数変換をするとθの方程式の方は  y=x^2-2x-4 (-√2≦x≦√2) となります。図が書けないのでこのグラフをjiro_02さん自身で書いてくださいね。このグラフとy=kのグラフを重ねて、kを動かしていきます。 さて、ここからがポイントなのですが  普通はxの値一つに対してθの値は2つ定まります。先の質問の中に関連する部分があります。普通は、と書いたのはそうでない場合があるからです。そうでない場合とは、x=-√2やx=√2のときで、この場合はθはそれぞれ270°と90°に一つに定まります。  これでxとθの関係はわかりました。次はyとxの関係です。グラフより  k<-5 のとき交点0個  k=-5 のとき交点1個(重解)  -5<k≦-2(√2+1) のとき交点2個  -2(√2+1)<k≦2(√2-1)のとき交点1個  2(√2-1)<k のとき交点0個 ということが分かります。 さて、「θの方程式が相異なる3個の解をもつ」ということは「yとxの関係において2つ交点があり、そのうちの一つのxからθの値は1つしか定まらず、もう一つのxからは2つ定まる」ということです。それ以外はあり得ません。 xからθが1つしか定まらないのはx=-√2(このときk=2(√2-1))やx=√2(このときk=-2(√2+1)) のときですが、x=-√2の時はyとxの交わりが1つしかなく、結局θは一つしか定まりません。x=√2のときは、もう一回交わりその交点からはθが2つ定まるので、合計で3つ解が定まるというわけです。 ややこしいとおもいますが、ご理解いただけたでしょうか。

jiro_02
質問者

お礼

roro02さん引き続きお答えしていただいてどうもありがとうございます。 >k=-2(1+√2)です。 と答えだけ書いても仕方ありませんが、空欄の形式とこの数字は一致していますか? はい!一致しております! >x=-√2やx=√2のときで、この場合はθはそれぞれ270°と90°に一つに定まります。 ちょっと待ってください。この場合、x=√2sin(θ+45°)なので、√2の場合をとって考えてみますと、x=√2のとき、sin(θ+45°)=1となることはわかるのですが、ここはθではなくθ+45ですよね?sinθ=1だったら、θはそれぞれ270°と90°に決まると思うのですが、θ+45の場合はちょっとわかりません。どういった順序で考えればすっきりするのでしょうか? ここから先のお話はとてもよくわかったので、ここさえクリアできれば安心なのですが。

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その他の回答 (1)

  • roro02
  • ベストアンサー率26% (15/57)
回答No.2

疑問点が残ってしまったようで・・・。こちらの書き方がやや不正確な部分もあったので、補足します。 最大のポイントは「θとxの関係」なわけで、「xのある定まった直に対してθがいくつ決まるか」がキーです。「xのある値に対してをのときのθの値」が問題ではないのです。 つまり、この場合x=√2 のときθが45°か90°か分かりませんが、とにかく一つしか定まらないということが重要なのです。所詮sinは周期関数で、0≦θ<360°と書いてあれば1周期ありますので特に範囲を意識せずに(初めはきちんとやってくださいね、なれれば適当に解答が書けます(笑))解答することができます。 要は、sinθであろうがsin(θ+α)であろうが大差ないということが言いたいのです。 とりあえず答えがあっているっぽいのでほっとしています^^

jiro_02
質問者

お礼

>最大のポイントは「θとxの関係」なわけで、「xのある定まった直に対してθがいくつ決まるか」がキーです。「xのある値に対してをのときのθの値」が問題ではないのです。 すごくわかりやすいです!!なるほど、発想の時点で間違っていました。sin(θ+α)はみやすくするためにθ+α=Aとおけばわかりやすいですね。Aの解の個数とθの解の個数は一致しているんですね。失礼しました。どうもありがとうございました!

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