質問<1132>
「「加法定理」」
日付 2003/2/27
質問者 opi


(問1)
次の等式を証明せよ。
COS(α+β)COS(αーβ)=COS^2αーSin^2β=
COS^2βーSin^2α

(問2)
α、βが第2象限の角のとき、
  Sinα=1/3、Cosβ=-\(\frac{2}{5}\)のとき、tan(α+β)
  を求めよ。

(問3)
α+β=45゜のとき、(tanα+1)×(tanβ+1)の値を求めよ。

(問4)
tanα=2のとき tan2α、tanα/2を求めよ。

(問5)
cos^2θ―sin^2(θ+60゜)+cos^2(θ+120゜)

(問6)
A+B+C=180゜のとき次の等式が成り立つことを証明せよ。
 sin2A+sin2B+sin2C=4sinAsinBsinC

お便り
日付 2003/3/1
回答者 tetsuya kobayashi


(1)
積→和の公式より、
cos(\alpha+\beta)cos(\alpha-\beta)
=(cos(2\alpha)+cos(2\beta))/2
(i)
={(2co\(s^{2}\)(\alpha)-1)+(1-2si\(n^{2}\)(\beta))}/2
=co\(s^{2}\)(\alpha)-si\(n^{2}\)(\beta) 。
(ii)
={(1-2si\(n^{2}\)(\alpha))+(2co\(s^{2}\)(\beta)-1)}/2
=co\(s^{2}\)(\beta)-si\(n^{2}\)(\alpha) 。

(2)
ta\(n^{2}\)(\alpha)=(si\(n^{2}\)(\alpha))/(1-si\(n^{2}\)(\alpha))
ta\(n^{2}\)(\beta)=(1-co\(s^{2}\)(\beta))/(co\(s^{2}\)(\beta))
また、tan(\alpha)<0, tan(\beta)<0 より、
tan(\alpha)=-sqrt(2)/4, tan(\beta)=-sqrt(21)/2 。
tan(\alpha+\beta)
=(tan(\alpha)+tan(\beta))/(1-tan(\alpha)tan(\beta))
=-(50sqrt(2)+18sqrt(21))11 。

(3)
(tan(\alpha)+tan(\beta))/(1-tan(\alpha)tan(\beta))=1
より、tan(\alpha)tan(\beta)+tan(\alpha)+tan(\beta)=1
(tan(\alpha)+1)(tan(\beta)+1)
=tan(\alpha)tan(\beta)+tan(\alpha)+tan(\beta)+1=2 。

(4)
tan(2\alpha)=2tan(\alpha)/(1-ta\(n^{2}\)(\alpha))=-\(\frac{4}{3}\) 。
tan(\alpha)=2tan(\alph\(\frac{a}{2}\))/(1-ta\(n^{2}\)(\alph\(\frac{a}{2}\)))=2
tan(\alph\(\frac{a}{2}\))=t とおいて、\(t^{2}\)+t-1=0
t=(-1\(\pm\)sqrt(5))/2 。

(5)
\(\frac{1}{2}\) 。
(加法定理で分解して整理すれば出ます。)

(6)
A+B+C=#pi より、
4sinAsinBsinC
=4sinAsinBsin(A+B)
=4(si\(n^{2}\)(A)sinBcosB+si\(n^{2}\)(B)sinAcosA)
=2(si\(n^{2}\)(A)sin(2B)+si\(n^{2}\)(B)sin(2A))
=(1-cos(2A))sin(2B)+(1-cos(2B))sin(2A)
=sin(2A)+sin(2B)-(sin(2A)cos(2B)+cos(2A)sin(2B))
=sin2A+sin2B-sin(2A+2B)
=sin(2A)+sin(2B)+sin(2C) 。