教育150077 views
小学社会311570 views
いろは3025218 views
数学講師2913151 views
英語617403 views
小学理科721729 views
中学英語813624 views
中学理科1633649 views
中学社会670081 views
りんご220229 views
Help
Tools

English

サインとコサインの足し算をひとつの波にまとめる〜三角関数の合成

を、係数の 2 乗和の平方根 でくくります。

かっこの中の は 、 は 。そのまま書きかえます。

1 行目のかっこが加法定理の右辺そのもの。これを合成といいます。

係数の 2 乗和の平方根 r でくくる

残った 2 つを cos α と sin α として読む

加法定理で r sin(θ + α) にまとめる

例 1:

でくくります。

は でも でもある。

を入れると両辺とも になります。

例 2:

の係数を と読みます。。

、 です。

で両辺とも 。

例 3:

でくくります。

、。両方を満たす角は しかありません。

だけを見ると も候補になります。 を入れると で、必要な と符号が違う。

で確かめると、左辺は 、右辺は 。

、
、
、
、
、

例 4:

並べ替えて 。、 です。

、。

の係数が 、 の係数が 。並べ替えずに使うと が別の角になる。

例 5:

。、 を満たす角は有名角にありません。

の値を書かずに進む。振れ幅を決めているのは のほうです。

例 6: で の最大値と最小値

合成すると 。中身の動く範囲を計算します。

幅が あるので は から まで全部とる。最大値は で 、最小値は で 。

をもとの式に入れます。

例 7: で の最大値と最小値

、 で 。、 なので 。

中身の動く範囲は次のとおり。

幅が しかないので、 は から までしか動きません。最大値は で 、最小値は で 。

範囲がついていないとき

は から まで全部とる。最大が 、最小が

範囲がついているとき

の動く幅を先に計算する。 に届かないことがある

を合成した式はどれですか。

__RESULT__

でくくると 、 になり、 です。 を選ぶと と をとり違えた形になります。

例 8: で を解く

左辺を合成してから両辺を で割ります。

中身の範囲は例 6 と同じ。この範囲で が になるのは と の 2 つで、 は範囲の外にあります。

なら 、 なら 。

の最大値はどれですか。

__RESULT__

です。合成すると になり、 の最大が なので最大値は になります。 は をそのまま足した値で、 と が同時に最大にならないことを見落とした形。

係数の 2 乗和の平方根でくくり、残った 2 つを と として読む。範囲がついているときは、 の動く幅を先に計算します。

$\sin\theta + \sqrt{3}\cos\theta$ は $2\sin\left(\theta + \dfrac{\pi}{3}\right)$ と同じもの。形の違う波を足しても、出てくるのはやはり 1 つの波です。中身は加法定理を逆向きに読んだだけ。振幅 $r = \sqrt{a^2+b^2}$ は三平方の定理から出て、位相 $\varphi$ は点 $(a,b)$ の角として決まります。$\tan\varphi$ だけで決めると $180^\circ$ ずれた角を拾うので、$\cos$ と $\sin$ の符号を両方見る。$3\sin\theta+4\cos\theta$ のように $\varphi$ が有名角にならない場合の書き方と、最大最小への使い方まで。