質問<1138>
「「加法定理」」
日付 2003/3/2
質問者 るん


(1)A=60゜である△ABCにおいて次の式のとりうる値の範囲を求めよ。
  sinBsinC

(2)0゜≦θ<360゜のとき sin3θ+cos2θ-sinθ-1=0
  を解け。

(3)関数y=asinθ+bcosθはθ=30゜のとき最大値をとり、
  また、最小値は-5である。a、bの値を求めよ。

お返事(武田)
日付 2003/3/3
回答者 武田


(問1)
B+C=180°-A=120°cos(B+C)=cos120°=-\(\frac{1}{2}\)
積を和・差に直す変形より、
sinBsinC=-\(\frac{1}{2}\){cos(B+C)-cos(B-C)}
     =-\(\frac{1}{2}\){-\(\frac{1}{2}\)-cos(120°-2C)}
     =\(\frac{1}{4}\)+\(\frac{1}{2}\)cos(2C-120°)
0°<C<120°より、
-120°<2C-120°<120°
-\(\frac{1}{2}\)<cos(2C-120°)≦1
-\(\frac{1}{4}\)<\(\frac{1}{2}\)cos(2C-120°)≦\(\frac{1}{2}\)
0<\(\frac{1}{4}\)+\(\frac{1}{2}\)cos(2C-120°)≦\(\frac{3}{4}\)
∴0<sinBsinC≦\(\frac{3}{4}\)………(答)

(問2)
0°≦θ<360°
sin3θ+cos2θ-sinθ-1=0
2,3倍角の公式より、
(3sinθ-4si\(n^{3}\)θ)+(1-2si\(n^{2}\)θ)-sinθ-1=0
-4si\(n^{3}\)θ-2si\(n^{2}\)θ+2sinθ=0
2si\(n^{3}\)θ+si\(n^{2}\)θ-sinθ=0
sinθ(2si\(n^{2}\)θ+sinθ-1)=0
sinθ(2sinθ-1)(sinθ+1)=0
sinθ=0より、θ=0°,180°
2sinθ-1=0より、θ=30°,150°
sinθ+1=0より、θ=270°
∴θ=0°,30°,150°,180°,270°………(答)

(問3)
y=asinθ+bcosθ
 =\(\sqrt{\quad}\)(a^2+b^2)sin(θ+α)
ただし、cosα=a/\(\sqrt{\quad}\)(a^2+b^2)
    sinα=b/\(\sqrt{\quad}\)(a^2+b^2)

最大値を取るのが、θ=30°だから、
θ+α=90°より、α=60°最小値が-5より、
-\(\sqrt{\quad}\)(a^2+b^2)=-5
\(\sqrt{\quad}\)(a^2+b^2)=5

したがって、
cos60°=a/5より、a=5・(1/2)=\(\frac{5}{2}\)
sin60°=b/5より、b=5・(\(\sqrt{\quad}\)3/2)
             =(5\(\sqrt{\quad}\)3)/2 ………(答)