3通りで証明できる!?おもしろい解法を紹介【数学 三角関数】 - 質問解決D.B.(データベース)

3通りで証明できる!?おもしろい解法を紹介【数学 三角関数】

問題文全文(内容文):
$tan10°=tan20°・tan30°・tan40°$を示せ。
単元: #数Ⅱ#三角関数#加法定理とその応用#数学(高校生)
指導講師: 数学・算数の楽しさを思い出した / Ken
問題文全文(内容文):
$tan10°=tan20°・tan30°・tan40°$を示せ。
投稿日:2022.08.11

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\large\boxed{3}}\ 座標空間において、2つの円C_1,\ C_2を\hspace{150pt}\\
C_1=\left\{(x,y,0)\ | \ x^2+y^2=1\right\},\ C_2=\left\{(0,y,z)\ | \ (y-1)^2+z^2=1\right\} \\
とする。次の設問に答えよ。\hspace{150pt}\\
(1)C_1上の2点とC_2上の点(0,1,1)を頂点とする正三角形を考える。\hspace{40pt}\\
このような正三角形の一辺の長さをすべて求めよ。\hspace{100pt}\\
(2)すべての頂点がC_1∪C_2上にある正四面体を考える。\hspace{80pt}\\
このような正四面体の一辺の長さをすべて求めよ。\hspace{90pt}
\end{eqnarray}
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
数学\textrm{II} 三角関数(19) なす角(3)\hspace{190pt}\\
2点A(0,2), B(0,8)がある。点P(a,0) (a \gt 0)について\angle APBが最大となるaは?
\end{eqnarray}
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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)#慶應義塾大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{2}} サッカー選手Pは下図(※動画参照)のようにペナルティーエリアの左端の線を延長した線\\
のゴール寄り右3mをドリブルで敵陣にまっすぐ向かっている。Pがゴールに向かって\\
シュートするとき、Pから見てゴールの見える範囲が大きい方が得策である。すなわち、\\
下図(※動画参照)のような配置でh=3mのとき、選手Pが蹴り込める角度範囲である\theta\\
が最も大きくなるPのゴールラインからの距離xを求めたい。ただし、ゴールは下図のように\\
ペナルティーエリアの左右の中央で、ゴールラインの外側に設置されているものとする。\\
一般に図(※動画参照)のようにペナルティーエリアの左端からゴールの左端までの距離をa、\\
ペナルティーエリアの左端からゴールの右端までの距離をb、Pのドリブルのラインと\\
ペナルティーエリアの左端までの距離をh(ただし、h \lt aとする)、Pからゴールライン\\
をx、Pの正面から右のゴールポストまでの角度を\alpha、Pの正面から左のゴールポスト\\
までの角を\betaとしたとき、次頁の解放の文章を完成させなさい。\\
\\
(解法)\tan\thetaを最も大きくするxを求める問題と考えることができる。\\
\tan\theta=\tan\boxed{\ \ ア\ \ }=\frac{\tan\alpha-\tan\beta}{1+\tan\alpha\tan\beta}=\frac{\boxed{\ \ ア\ \ }×x}{x^2+\boxed{\ \ ウ\ \ }}\\
\tan\thetaの逆数を考えると、相加相乗平均の定理より\\
\frac{1}{\tan\theta}=\frac{x}{\boxed{\ \ エ\ \ }}+\frac{\boxed{\ \ オ\ \ }}{x×\boxed{\ \ カ\ \ }} \geqq \frac{2}{\boxed{\ \ キ\ \ }}\sqrt{\boxed{\ \ ク\ \ }}\\
であり、\frac{1}{\tan\theta}が最小、すなわち\tan\thetaが最大となるのはx=\sqrt{\boxed{\ \ ケ\ \ }}のときである。\\
\\
(解法終わり)\\
ペナルティエリアの横幅を40m、ゴールの横幅を8mとすると、今回のサッカー選手Pの場合、\\
x=\sqrt{\boxed{\ \ コ\ \ }}mのときに、\thetaが最も大きくなることが分かる。
\end{eqnarray}
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\begin{eqnarray}
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y=a(\sin x+\cos x)+\sin2xの最大値、最小値を求めよ。ただし、a \gt 0とする。
\end{eqnarray}
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{1}} (2)\ 座標平面上に2点A(\frac{5}{8},0),\ B(0,\frac{3}{2})をとる。Lは原点を通る直線で、Lが\\
x軸の正の方向となす角\thetaは0 \leqq \theta \leqq \frac{\pi}{2}の範囲にあるとする。ただし、角\thetaの\\
符号は時計の針の回転と逆の向きを正の方向とする。点Aと直線Lとの距離を\\
d_A、点Bと直線Lの距離をd_Bとおく。このとき、\\
\\
d_A+d_B=\frac{\boxed{\ \ ク\ \ }}{\boxed{\ \ ケ\ \ }}\sin\theta+\frac{\boxed{\ \ コ\ \ }}{\boxed{\ \ サ\ \ }}\cos\theta\\
\\
である。\thetaが0 \leqq \theta \leqq \frac{\pi}{2}の範囲を動くとき、d_A+d_Bの最大値は\frac{\boxed{\ \ シス\ \ }}{\boxed{\ \ セ\ \ }}であり、\\
\\
最小値は\frac{\boxed{\ \ ソ\ \ }}{\boxed{\ \ タ\ \ }}である。
\end{eqnarray}
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