三角方程式の基本

三角方程式

数学Ⅰで学習した三角方程式と大差はありません。
角の範囲が \(180°\) をこえただけです。
単位円による解法とグラフによる解法があります。

単位円による解法を断然おすすめします。

例題1

\(0 \leqq \theta \lt 2\pi\) のとき、次の方程式を解きなさい。
\(2\sin \theta+\sqrt{3}=0\)

解説

等式を満たす \(\theta\) を求めることが目標です。

\(2\sin \theta+\sqrt{3}=0\) を変形して

\(\sin \theta=-\displaystyle \frac{\sqrt{3}}{2}\)

単位円で図示します。
\(\sin \theta\) は単位円周上の \(y\) 座標です。
結局、水色の直角三角形が有名三角形だから解けるのです。
\(3\) 辺の比を覚えているから図示できるし、解けるのです。
そして、解ける問題しか出題されません。有名角のみが出題されるのです。

高校数学無料学習サイトko-su- 三角関数 方程式1

\(OP_{1}\) と \(OP_{2}\) の表す角が求める \(\theta\) です。
\(OP_{1}\) は \(240°\)
\(OP_{2}\) は \(300°\) ですね。
\(0 \leqq \theta \lt 2\pi\) より、

\(\theta=\displaystyle \frac{4}{3}\pi,\displaystyle \frac{5}{3}\pi\)

別解

グラフでも解けます。

高校数学無料学習サイトko-su- 三角関数 方程式1-2グラフによる解法

単位円による解法がおススメです。
グラフによる解法はおすすめはしません。

例題2

\(0 \leqq \theta \lt 2\pi\) のとき、次の方程式を解きなさい。
\(2\cos \theta= \sqrt{2}\)

解説

等式を満たす \(\theta\) を求めることが目標です。

\(2\cos \theta= \sqrt{2}\) を変形して

\(\cos \theta=\displaystyle \frac{\sqrt{2}}{2}\)

単位円で図示します。
\(\cos \theta\) は単位円周上の \(x\) 座標です。
結局、水色の直角三角形が有名三角形だから解けるのです。
\(3\) 辺の比を覚えているから図示できるし、解けるのです。

高校数学無料学習サイトko-su- 三角関数 方程式2

\(OP_{1}\) と \(OP_{2}\) の表す角が求める \(\theta\) です。
\(0 \leqq \theta \lt 2\pi\) より、

\(\theta=\displaystyle \frac{\pi}{4},\displaystyle \frac{7}{4}\pi\)

例題3

\(0 \leqq \theta \lt 2\pi\) のとき、次の方程式を解きなさい。
\(\tan \theta= -1\)

解説

等式を満たす \(\theta\) を求めることが目標です。

単位円で図示します。
\(\tan \theta\) は直線の傾きです。
結局、水色の直角三角形が有名三角形だから解けるのです。
\(3\) 辺の比を覚えているから図示できるし、解けるのです。

高校数学無料学習サイトko-su- 三角関数 方程式3

\(OP_{1}\) と \(OP_{2}\) の表す角が求める \(\theta\) です。
\(0 \leqq \theta \lt 2\pi\) より、

\(\theta=\displaystyle \frac{3}{4}\pi,\displaystyle \frac{7}{4}\pi\)