直角三角形から単位円へ、三角関数が 90 度を超える仕組み
を直角三角形では作れません。内角の和が で、直角がすでに を使っているためです。
残りの 2 つは足して 。どうがんばっても、 以上の角は三角形の中に置けません。
そこで舞台を円に移します。半径 の円の上に点をとり、その座標を値と定める[1]。
角に上限がなくなりました。 でも でも、 でも点は置けます。
直角三角形の定義がどこで詰まるか
直角三角形では でした。長さの比なので、値はつねに正です。
が負になる、といった話はここから出てきません。負の長さがないためです。
も扱えません。三角形がつぶれてしまいます。
つまり直角三角形の定義は、 より大きく より小さい角にしか使えない。狭すぎます。
角度を制限なく扱いたいなら、長さの比ではなく座標を使う。それが単位円の発想です。
半径を 1 にすると割り算が消える
一般の円で考えると、点 に対して 、 です。
とすれば分母が消えます。、 と、座標そのものが値になる。
半径を に選ぶ理由はこれだけです。計算を軽くするための約束であって、深い意味はありません。
鋭角のときは、もとの直角三角形の定義とちゃんと一致します。斜辺が の直角三角形になるため。
なら 。 で、習った値と同じです。
符号は座標の符号
を求めます。 の点は第 2 象限、つまり左上にあります。
左上では が負で が正。だから が負、 が正です。
値そのものは なので、、。
符号を覚える表もありますが、点がどこにあるかを思い浮かべれば毎回作れます。
の符号は なので、 と が同符号の第 1・第 3 象限で正になります。
| 象限 | 正になるもの | 点の位置 |
|---|---|---|
| 第 1 | すべて | 右上 |
| 第 2 | 左上 | |
| 第 3 | 左下 | |
| 第 4 | 右下 |
1 周すると戻る
に を足しても、点は同じ場所に戻ります。円を一周したため。
これが周期の正体です[2]。角がいくら大きくなっても、値は ごとにくり返す。
なら なので 。2 周してから 進んだ位置です。
負の角も同じ理屈で扱えます。 は時計回りに 回った点、つまり右下。
、 です。 だけ符号が変わりました。
tan は右端の縦線で読む
ですが、円の上に直接見る方法もあります。
の縦線を引きます。原点と を通る直線が、この縦線と交わる点の 座標が です[1]。
理由は相似です。原点から までの横の伸びが 、縦が 。
横を まで伸ばすと 倍になるので、縦は になります。
が に近づくと直線がほぼ縦になり、交点は上へ飛んでいく。 が発散する様子がそのまま見えます。

有名角の座標
覚える価値があるのは、第 1 象限の 3 つだけです。あとは符号を変えれば作れます。
は を 軸で折り返した位置なので 。
は原点対称に移した位置で です。
は 軸で折り返して 。
3 つの座標と 3 通りの折り返しで、 刻みの角がすべて出そろいます。
と の座標は、 と が入れ替わっただけ です。
なので、直線 について対称な位置にあります。 もここから読めます。
半径が 1 でない円でも同じ
半径 の円上の点 なら、、 です。
角が同じなら比も同じ。円を拡大しても縮小しても、 と の値は変わりません。
で なら 、。
この形は、座標が分かっていて角が分からない問題でよく出ます。 を先に出す。
なら で、、。 と分かります。
まちがえやすい点
と を逆にする誤りが最も多い。座標は の順で、横が です。
アルファベット順で が先、と覚えると入れ替えません。 は縦、上下の高さ。
角を反時計回りに測る約束も忘れやすい。時計回りは負の角になります。
の値が を超えることはありません。円の半径が なので、座標も から の範囲。
だけは制限がありません。 で割るので、 が に近づくといくらでも大きくなります。
のとき、単位円上の点の座標はどれですか。
半径が でない場合も確かめます。
原点と点 を結ぶ半直線が 軸となす角を とすると、 はどれですか。
です。 になります。 は の値、 は の値です。
長さの比を座標に置き換える。それだけで、角の制限も符号の問題も消えます。













225∘ は 180∘+45∘ なので第 3 象限、つまり左下です。左下では x も y も負なので、両方の座標にマイナスが付きます。大きさは 45∘ と同じ 22 です。