〈三角関数〉 第3回

      番・氏名 解 答        

 以下に示した問題に対する解答例の中には、論理的に不適切な部分があります。それを指摘し(赤ペンで記す)、その理由を、右側余白に簡潔に述べ、正しい解答を求めなさい。

 この解法のほかの解法があれば、別解の欄に記述しなさい。(裏面を利用しても可)

《問題》 0°≦θ<360°で、次の方程式を解け。

 (1) sin2θ=cosθ    (2) cosθ−cos2θ+cos3θ=1

【解答例】

(1) sin2θ=2sinθcosθより

代入して

2sinθcosθ=cosθ

両辺をcosθ で割って

 2sinθ=

 ∴ sinθ=

よって θ=60°、120°

(2) cos2θ=2cosθ−1

cos3θ=4cosθ−3cosθ より

与式に代入して、cosθ=xとおくと

 x−(2x−1)+4x−3x=1

4x−2x−2x=0

 両辺を2xで割って

 2x−x−1=0

 (x−1)(2x+1)=0

  −1≦x≦1より

  ∴ x=1、

  ∴ cosθ=1、

 よって、 θ=0°、120°、240°

【別解】





 

cosθで割ることはできない。

理由) 0°≦θ<360°より -1≦cosθ≦1となるので、cosθ=0となる場合もある。0となる可能性のあるものでは、割ることができない。その操作をする場合は、cosθ=0のときと、cosθ≠0の場合に分けて検討する必要がある。

ここでは、この2つの場合に分けずに、一般的な解法を示す。

 2sinθcosθ=cosθ

 2sinθcosθ−cosθ=0

 cosθ(2sinθ−)=0

 ∴ cosθ=0,sinθ=

よって、θ=60°、90°、120°、270°

 

 (1)同様、x=0の場合もあるので割ることはできない。よって正しい解答例は、2xで因数分解して

 2x(2x−x−1)=0

2x(2x+1)(x−1)=0

∴ x=0,1,

∴ cosθ=0,1,

よって、θ=0°、90°、120°、240°、270°