福田の数学〜慶應義塾大学2022年環境情報学部第2問〜三角関数の最大最小 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜慶應義塾大学2022年環境情報学部第2問〜三角関数の最大最小

問題文全文(内容文):
${\large\boxed{2}}\ 0 \leqq \theta \leqq \pi $のとき、関数$y=\sin3\theta-3\cos(\theta-\frac{\pi}{6})$の最大値と最小値を求めたい。
(1)$x=\cos(\theta-\frac{\pi}{6})$とおくと、もとの関数は

$y=\boxed{\ \ アイ\ \ }\ x^3+\boxed{\ \ ウエ\ \ }\ x^2+\boxed{\ \ オカ\ \ }\ x+\boxed{\ \ キク\ \ }$
と書き直すことができる。
(2)このことから、もとの関数の最大値は$\theta=\frac{\boxed{\ \ ケコ\ \ }}{\boxed{\ \ サシ\ \ }}\ \pi$のときに
$\boxed{\ \ スセ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ ソタ\ \ }}$
であり、最小値は$\theta=\frac{\boxed{\ \ チツ\ \ }}{\boxed{\ \ テト\ \ }}\ \pi$のときに
$\boxed{\ \ ナニ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ ヌネ\ \ }}$であることがわかる。

2022慶應義塾大学環境情報学部過去問
単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#三角関数#微分法と積分法#加法定理とその応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#慶應義塾大学#数学(高校生)
指導講師: JiroFukuda Math Channel
問題文全文(内容文):
${\large\boxed{2}}\ 0 \leqq \theta \leqq \pi $のとき、関数$y=\sin3\theta-3\cos(\theta-\frac{\pi}{6})$の最大値と最小値を求めたい。
(1)$x=\cos(\theta-\frac{\pi}{6})$とおくと、もとの関数は

$y=\boxed{\ \ アイ\ \ }\ x^3+\boxed{\ \ ウエ\ \ }\ x^2+\boxed{\ \ オカ\ \ }\ x+\boxed{\ \ キク\ \ }$
と書き直すことができる。
(2)このことから、もとの関数の最大値は$\theta=\frac{\boxed{\ \ ケコ\ \ }}{\boxed{\ \ サシ\ \ }}\ \pi$のときに
$\boxed{\ \ スセ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ ソタ\ \ }}$
であり、最小値は$\theta=\frac{\boxed{\ \ チツ\ \ }}{\boxed{\ \ テト\ \ }}\ \pi$のときに
$\boxed{\ \ ナニ\ \ }\sqrt{\boxed{\ \ ヌネ\ \ }}$であることがわかる。

2022慶應義塾大学環境情報学部過去問
投稿日:2022.07.09

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指導講師: JiroFukuda Math Channel
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 以下の文章を読んで後の問いに答えよ。
三角関数$\cos x$, $\sin x$については加法定理が成立するが、逆に加法定理を満たす関数はどのようなものがあるだろうか。実数全体を定義域とする実数値関数$f(x)$, $g(x)$が以下の条件を満たすとする。
(A)すべてのx, yについて$f(x+y)$=$f(x)$$f(y)$-$g(x)$$g(y)$
(B)すべてのx, yについて$g(x+y)$=$f(x)$$g(y)$+$g(x)$$f(y)$
(C)$f(0)$$\ne$0
(D)$f(x)$, $g(x)$はx=0で微分可能で$f'(0)$=0, $g'(0)$=1
条件(A), (B), (C)から$f(0)$=1, $g(0)$=0 がわかる。以上のことから$f(x)$, $g(x)$はすべてのxの値で微分可能で、$f'(x)$=$-g(x)$, $g'(x)$=$f(x)$が成立することが示される。上のことから$\left\{f(x)+ig(x)\right\}$$(\cos x-i\sin x)$=1 であることが、実部と虚部を調べることによりわかる。ただし$i$は虚数単位である。よって条件(A), (B), (C), (D)を満たす関数は三角関数$f(x)$=$\cos x$, $g(x)$=$\sin x$であることが示される。
さらに、a, bを実数でb≠0とする。このとき条件(D)をより一般的な(D)', $f(x)$, $g(x)$はx=0で微分可能で$f'(0)$=a, $g'(0)$=b
におきかえて、条件(A), (B), (C), (D)'を満たす$f(x)$, $g(x)$はどのような関数になるか考えてみる。この場合でも、条件(A), (B), (C)から$f(0)$=1, $g(0)$=0が上と同様にわかる。ここで
$p(x)$=$e^{-\frac{a}{b}x}f(\frac{x}{b})$, $q(x)$=$e^{-\frac{a}{b}x}g(\frac{x}{b})$
とおくと、条件(A), (B), (C), (D)において、$f(x)$を$p(x)$に、$g(x)$を$q(x)$におきかえた条件が満たされる。すると前半の議論により、$p(x)$, $q(x)$がまず求まり、このことを用いると$f(x)$=$\boxed{\ \ ア\ \ }$, $g(x)$=$\boxed{\ \ イ\ \ }$が得られる。
(1)下線部①について、$f(0)$=1, $g(0)$=0であることを示せ。
(2)下線部②について、$f(x)$がすべてのxの値で微分可能な関数であり、
$f'(x)$=$-g(x)$となることを示せ。
(3)下線部③について、下線部①、下線部②の事実を用いることにより、
$\left\{f(x)+ig(x)\right\}$$(\cos x-i\sin x)$=1 となることを示せ。
(4)下線部④について、条件(B), (D)において、$f(x)$を$p(x)$に、$g(x)$を$q(x)$におきかえた条件が満たされることを示せ。つまり$p(x)$を$q(x)$が、
(B)すべてのx, yについて、$q(x+y)$=$p(x)$$q(y)$+$q(x)$$p(y)$
(D)$p(x)$, $q(x)$はx=0 で微分可能で$p'(0)$=0, $q'(0)$=1
を満たすことを示せ。また空欄$\boxed{\ \ ア\ \ }$, $\boxed{\ \ イ\ \ }$に入る関数を求めよ。

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単元: #数Ⅱ#大学入試過去問(数学)#三角関数#加法定理とその応用#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#島根大学
指導講師: ハクシ高校【数学科】良問演習チャンネル
問題文全文(内容文):
関数$f(\theta)=a(\sqrt{ 3 }\ \sin\theta+\cos\theta)+\sin\theta(\sin\theta+\sqrt{ 3 }\ \cos\theta)$について、次の各問いに答えよ。
ただし、$0 \leqq x \leqq \pi$とする。
(1)$t=\sqrt{ 3 }\ \sin\theta+\cos\theta$のグラフをかけ。
(2)$\sin\theta(\sin\theta+\sqrt{ 3 }\ \cos\theta)$を$t$を用いて表せ。
(3)方程式$f(\theta)=0$が相異なる3つの解をもつときの$a$の値の範囲を求めよ。
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