質問<3248>
「「三角比の相互関係」」
日付
質問者 ri
\(\frac{2006}{6}\)/15


tanθ=\(\frac{4}{3}\)のとき、sinθ-cosθ+sinθcosθ=?の値は?
ただし0≦θ≦180とする。
どなたか教えてください!

★完全解答希望★

お便り
日付 2006/6/16
回答者 亀田馬志


>tanθ=\(\frac{4}{3}\)のとき、sinθ-cosθ+sinθcosθ=?の値は?
>ただし0≦θ≦180とする。
>どなたか教えてください!

tanθ=\(\frac{4}{3}\)⇔θ=arctan(\(\frac{4}{3}\))・・・①

と言うのが同値です。arctan(アークタンジェント)と言うのはタンジェントの逆関数です
ね。
いやいや、黒バラの軍手キャラは関係ありません。
しかもアレは“クレッシェンド君”です(笑)。

とか言う「ノリツッコミ」はさておき、フリー数式処理ソフトMAXIMA(ウィンドウズ版)
を利用して解いてみましょう。まずはMAXIMAをダウンロードして下さい。

簡単な英語の指示に従ってインストールすると、デスクトップ上にMAXIMA
アイコンが作成されている筈です。このアイコンをダブルクリックしてMAXIMA
起動しましょう。

Maxima 5.9.3 http://maxima.sourceforge.net
Using Lisp GNU Common Lisp (GCL) GCL 2.6.7 (aka GCL)
Distributed under the GNU Public License. See the file COPYING.
Dedicated to the memory of William Schelter.
This is a development version of Maxima. The function bu\(g_{r}\)eport()
provides bug reporting information.
(%i1)

と言う画面が現れたら起動成功です。
MAXIMAでは(%i1)と言ったプロンプトの後に様々な数式(コマンド)を入力して
計算を実行します。
ではちょっと次のようにセミコロン(;)までコマンドを入力して下さい。

(%i1) t:atan(\(\frac{4}{3}\));

このコマンドは①のアークタンジェントの式そのままです。
意味は次のようになっています。

t:⇒tと言う変数を定義。コロン(:)以下の数式がtとして定義される
atan()⇒アークタンジェントの事。

そしてリターンキーを押すと、

4
(%o1) atan(-)
3

と表示されます。これで変数t=arctan(\(\frac{4}{3}\))として定義されました。
今度は新しい入力待ちプロンプト(%i2)が表示されていると思います。その後に問題の
数式を次のようにセミコロン(;)まで入力してみましょう。

(%i2) sin(t)-cos(t)+sin(t)*cos(t);

tは既に(%i1)で定義したので、それを利用して計算します。ではリターンキーを押して
みてください。答えが表示される筈です。

ちなみにまた新しい入力の為のプロンプト(%i3)が表示されている筈なんで、次のように
セミコロン(;)まで入力してみましょう。

(%i3) \(\frac{4}{5}\)-\(\frac{3}{5}\)+\(\frac{4}{5}\)*\(\frac{3}{5}\);

リターンキーを押せば・・・・多分(%o2)と同じ数字が返されてくる筈だと思います。
何故でしょうね・・・?ちょっと考えてみて下さい。

ヒントは「3平方の定理」です。

お便り
日付 2006/6/17
回答者 wakky


tanθ=\(\frac{4}{3}\)から、sinθとcosθがわかればいいですね。
まず
tanθ=\(\frac{4}{3}\) と 0°≦θ≦180° から
0°<θ<90°(実際は45°<θ<90°)
よって、sinθ>0,cosθ>0
co\(s^{2}\)θ=1/(1+ta\(n^{2}\)θ)=\(\frac{9}{25}\)
cosθ>0より cosθ=\(\frac{3}{5}\)
sinθ=tanθ・cosθ=\(\frac{4}{5}\)
あとは与式に代入するだけですが
ちょっと工夫して
 sinθ-cosθ+sinθcosθ
=(sinθ-1)(cosθ+1)+1
=(-\(\frac{1}{5}\))(\(\frac{8}{5}\))+1
=\(\frac{17}{25}\)・・・(答)

お便り
日付 2006/6/17
回答者 zelda


tanθ=\(\frac{4}{3}\) かつ 0°≦θ≦180°
であるから、cosθ=\(\frac{3}{5}\),sinθ=\(\frac{4}{5}\)
これは、単位円上にθを tanθ=\(\frac{4}{3}\) となるように図示すれば、明らかである。
これを、与えられた式に代入すれば

sinθ-cosθ+sinθcosθ=\(\frac{17}{25}\)