質問<694>
「「三角関数」」
日付 2001/11/15
質問者 ももっち


y=(\(\sqrt{\quad}\)2cosθー1)(\(\sqrt{\quad}\)2sinθー1)(0°≦θ≦360°)について、
(1)sinθ+cosθ=xとおき、yをxの式で表せ。
(2)(1)において、xのとりうる値の範囲を求めよ。
(3)yの最大値と最小値を求めよ。

お便り
日付 2001/11/17
回答者 ym


(同僚のM先生が解いてくれました。感謝!)
問1
sinθ+cosθ=xを2乗して、
1+2sinθcosθ=x2

y=(\(\sqrt{\quad}\)2cosθ-1)(\(\sqrt{\quad}\)2sinθ-1)
 =2sinθcosθ-\(\sqrt{\quad}\)2(sinθ+cosθ)+1
 =x2-\(\sqrt{\quad}\)2x

問2
sinθ+cosθ=xを合成して、
       π
\(\sqrt{\quad}\)2sin(θ+――)=x
       4
|x|≦\(\sqrt{\quad}\)2

問3
y=x2-\(\sqrt{\quad}\)2x

     \(\sqrt{\quad}\)2   1
 =(x-――)2-―
      2   2

-\(\sqrt{\quad}\)2≦x≦\(\sqrt{\quad}\)2の範囲でグラフを描くと、



x=-\(\sqrt{\quad}\)2のとき、最大値y=4

  \(\sqrt{\quad}\)2          1
x=――のとき、最小値y=-―
  2           2

       π
\(\sqrt{\quad}\)2sin(θ+――)=xより、
       4

       π
\(\sqrt{\quad}\)2sin(θ+――)=-\(\sqrt{\quad}\)2より、θを求めると、
       4

     π
sin(θ+――)=-1
     4

  π 3π     5π
θ+―=――  ∴θ=――
  4 2      4

       π   \(\sqrt{\quad}\)2
\(\sqrt{\quad}\)2sin(θ+――)=―――より、θを求めると、
       4   2

     π   1
sin(θ+――)=――
     4   2

  π π 5π       π 7π
θ+―=―、――  ∴θ=-――、――
  4 6 6       12 12

0≦θ≦2πより、
  5π
θ=――のとき、最大値y=4
  4

  7π          1
θ=――のとき、最小値y=-―  ………(答)
  12          2