この問題が解けないで困ってます。わかる人がいたら教えてください。
0°≦θ≦180°とする。
4cosθ+2sinθ=\(\sqrt{\quad}\)2のとき、tanθの値を求めよ。
★希望★完全解答★
この問題が解けないで困ってます。わかる人がいたら教えてください。
0°≦θ≦180°とする。
4cosθ+2sinθ=\(\sqrt{\quad}\)2のとき、tanθの値を求めよ。
★希望★完全解答★
cosθ=x,sinθ=yとおくと、
(cosθ\()^{2}\)+(sinθ\()^{2}\)=1とあわせて、
4x+2y=\(\sqrt{\quad}\)2 ・・・①
x^2+y^2=1 ・・・②
これをといて、
(x、y)=((\(\sqrt{\quad}\)2)/2,(-\(\sqrt{\quad}\)2)/2),
((-\(\sqrt{\quad}\)2)/10,(7\(\sqrt{\quad}\)2)/10)
ここで、0°≦θ≦180°よりsinθ≧0だから、
1つ目の解は不適。
よって、tanθ=sinθ/cosθ=-7
もしも cosθ=0 だとすると 0°≦θ≦180°より
θ=90°。
このとき sinθ=sin 90°=1 で,
与えられた等式をみたさないので不適。
つまり cosθ≠0 である。
cosθで等式の両辺を割ると
4+2tanθ=\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{2}{c}\)osθ。
これより \(\frac{1}{c}\)osθ=2\(\sqrt{\quad}\)2+\(\sqrt{\quad}\)2tanθ。
θ(≠90°)の値によらずに成り立つ等式
1+ta\(n^{2}\)θ=\(\frac{1}{c}\)o\(s^{2}\)θ に代入すると
1+ta\(n^{2}\)θ=8+8tanθ+2ta\(n^{2}\)θ。
よって ta\(n^{2}\)θ+8tanθ+7=0。
因数分解できて (tanθ+1)(tanθ+7)=0。
よってtanθ=-1 または -7。
途中で式を2乗したために2次方程式になり,
解が2つ出てきてしまったので,
これらふたつともが答えなのかどうかを
検証する必要がある。
まず,0°≦θ≦180°のとき sinθ≧0 であるから
tanθ=sinθ/cosθ より tanθ と cosθ の正負の
符号が一致することに注意する。
tanθ=-1 のとき,1+ta\(n^{2}\)θ=\(\frac{1}{c}\)o\(s^{2}\)θ より
cosθ=\(\pm\)1/\(\sqrt{\quad}\)2。
tanθ<0 より cosθ<0 でなければならないので,
cosθ=-1/\(\sqrt{\quad}\)2。
このとき sinθ=\(\sqrt{\quad}\)(1-co\(s^{2}\)θ)=1/\(\sqrt{\quad}\)2 で,
4cosθ+2sinθ=-\(\sqrt{\quad}\)2 となって等式を
みたさないため不適。
tanθ=-7 のとき,1+ta\(n^{2}\)θ=\(\frac{1}{c}\)o\(s^{2}\)θ より
cosθ=\(\pm\)\(\frac{1}{5}\)\(\sqrt{\quad}\)2。
やはり tanθ<0 より cosθ=-\(\frac{1}{5}\)\(\sqrt{\quad}\)2。
このとき sinθ=\(\sqrt{\quad}\)(1-co\(s^{2}\)θ)=\(\sqrt{\quad}\)(\(\frac{49}{50}\))=\(\frac{7}{5}\)\(\sqrt{\quad}\)2
となり,確かに与えられた等式をみたす。
よって答えは tanθ=-7。