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「180 度から引く」だけで鈍角の三角比が出る補角の公式

は と同じ です。 は に負号を付けた 。

鈍角の値は、 から引いた鋭角の値から作れます[1]。正弦はそのまま、余弦と正接は符号を変える。

単位円で 軸について折り返すと、この規則がそのまま見えてくる。

180 度から引くと左右が入れかわる

の点と の点を並べます。片方が右上なら、もう片方は左上。

原点からの距離はどちらも で、 軸からの高さも同じです。違うのは左右だけになる。

正弦は高さなので変わりません。余弦は左右の位置なので、符号だけがひっくり返る[2]。

x 座標だけが符号を変える

の点を とすると、 の点は 。

はそのまま、 に負号が付いた形。ここから 3 つの公式がまとめて出てきます[3]。

正接は なので、分母だけが負になって全体が負に転じる。

変わるのは x 座標の符号 ひとつだけで、 座標も原点からの距離も動きません。

だから正弦は無傷、余弦と正接が符号を落とす、という 3 対 1 の分かれ方になる。

例:150 度と 135 度と 120 度

から引いた角は、それぞれ 、、。

角sincos
150 度1/2マイナス 3 の平方根 / 2
135 度2 の平方根 / 2マイナス 2 の平方根 / 2
120 度3 の平方根 / 2マイナス 1/2

正弦の列は 、、 の値そのまま。余弦の列だけに負号が付いています。

基準角という言い方

鈍角 に対して、 を基準の鋭角として扱う考え方があります[4]。

値の大きさは基準の鋭角から読み、符号は象限から決める。この 2 段構えにすると手順が短くなる。

図の直角三角形は のものです。辺の長さは と から出る。

軸の左側にあるので、横の座標には負号が付く。

例:鈍角の値を鋭角の表から引く

を求めます。 なので、 をそのまま使う。

は に負号を付けて 。

も同じで、 から になる。

正弦だけが同じ値のまま

という等式は、方程式の答えの個数に直結します。

を満たす角が 2 つ出るのは、この関係があるためです。片方を見つければ、もう片方は引き算で作れる。

の答えは と です。足すと になる。

余弦の場合は で値が変わるので、こうした対はできません。

余角と混ぜない

と は、引く数も結果も違う。

余角 90 度マイナス θ

正弦と余弦が入れかわる。

補角 180 度マイナス θ

正弦はそのまま、余弦が符号を変える。

余角は関数の名前が変わり、補角は符号が変わる。混ざりやすいので、単位円のどちらの軸で折り返すかで見分けます。

例:どちらを使うか見分ける

を鋭角に直します。 は鈍角なので補角を使い、 から 。

を正弦に直すなら余角を使います。 で になる。

引く数が か かで、起きることが違う。角が鈍角なら補角、関数を替えたいなら余角です。

と等しい値はどれですか。

__RESULT__

で、正弦は符号を変えません。 は と等しい別の値、 は負なので から の正弦にはなりません。

例:余弦から鈍角そのものを決める

三角形の角 について と分かったとします。負なので は鈍角。

角そのものは補角から出ます。 なので、。

したがって になる。鈍角のまま表を引く代わりに、鋭角へ移してから戻す形です。

表を鈍角まで伸ばす

から までの表が 1 枚あれば、 までの値がすべて作れる。

角が 90 度を超えているか見る

超えていれば 180 度から引いて鋭角にする

正弦はそのまま、余弦と正接には負号を付ける

なら 、 なら 。引き算 1 回で表の中へ戻せます。

の値はどれですか。 とします。

__RESULT__

なので、 です。 は にあたる値になります。

補角の公式がしていることは、単位円を 軸で折り返す 1 手だけです。 が符号を落とし、 は動かない。

出典

*Further trigonometry*. The Improving Mathematics Education in Schools (TIMES) Project, AMSI and ICE-EM.
D. E. Joyce. *Trigonometric Functions*. Clark University.
Table 4.16.2, Elementary Properties. NIST Digital Library of Mathematical Functions.
Steven Butler. Notes from Trigonometry. Section 6.4, Using reference angles.
sin 150 度は sin 30 度と同じ 1/2、cos 150 度は cos 30 度に負号を付けた値になります。単位円で y 軸について折り返すと、y 座標は動かず x 座標だけが符号を落とす。そこから sin(180 度 - θ) = sin θ、cos は符号反転、tan も符号反転という 3 本が出ます。0 度から 90 度までの表 1 枚で、180 度までの値がすべて作れる。sin の方程式の答えが 2 つになる理由もここにあります。余角の 90 度マイナスと混ざりやすいので、折り返す軸が y 軸か y = x かで見分ける手順も置きました。