【数Ⅱ】【三角関数】三角関数の合成5 ※問題文は概要欄 - 質問解決D.B.(データベース)

【数Ⅱ】【三角関数】三角関数の合成5 ※問題文は概要欄

問題文全文(内容文):
次の関数の最大値, 最小値と, そのときのxの値も求めよ。
y=2sin$^{2}$x+2$\sqrt{3}$sinxcosx+4cos$^{2}$x (0$\leqq$x$\lt$2π)
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単元: #数Ⅱ#三角関数#加法定理とその応用#数学(高校生)
教材: #4S数学#4S数学Ⅱ+BのB問題解説(新課程2022年以降)#三角関数#中高教材
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
次の関数の最大値, 最小値と, そのときのxの値も求めよ。
y=2sin$^{2}$x+2$\sqrt{3}$sinxcosx+4cos$^{2}$x (0$\leqq$x$\lt$2π)
投稿日:2025.03.13

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$\Large\boxed{5}$ 原点Oを中心とする半径1の円周上に2点
Q($\cos a$, $\sin a$), R($\cos(a+b), \sin(a+b)$)
をとる。ただし、a, bはa >0,b >0, a +b<$\frac{\pi}{2}$を満たす。また、点Qからx軸へ下ろした垂線の足を点Pとし、点Rからy軸へ下した垂線の足を点Sとする。
$\triangle$OPQの面積と$\triangle$ORSの面積の和をA, 五角形OPQRSの面積をBとおく。
(1)Aをaとbで表せ。
(2)bを固定して、aを0<a<$\frac{\pi}{2}$-bの範囲で動かすとき、Aがとりうる値の範囲をbで表し、Aが最大値をとるときのaの値をbで表せ。
(3)Bはa=$\frac{\pi}{8}$, b=$\frac{\pi}{4}$のときに最大値をとることを示せ。

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${\Large\boxed{1}}$
(1)三角形$\rm ABC$において、$\rm \angle B=2\alpha, \angle C=2\beta$とする。
$\tan\alpha\tan\beta=x, \rm \dfrac{AB+AC}{BC}=y$
とするとき、$y$を$x$で表すと、$y=\boxed{ア}$となる。

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$\theta$の関数。 $f(\theta)=\dfrac{1}{2\sin2\theta}-\sqrt2k\cos(θ-\dfrac{\pi}{4})+k^2$ がある。ただし、kは正の定数である。
(1)$\sin2\theta,\cos(\theta-\dfrac{\pi}{4})$のそれぞれをsinθ、cosθを用いて表せ。
(2)(i)$f(\theta)$を$(\sin\theta-p)(\cos\theta-q)$ (p,qは定数)の形で表せ。 $(ii)k=\dfrac{\sqrt3}{2}$のとき、方程式$f(\theta)=0$を$0\leqq \theta\lt 2\pi$において解け。
(3)$\theta$の方程式$f(\theta)=0$が$0\leqq\theta\lt 2\pi$において相異なる4個の解をもつようなkの値の範 囲を求めよ。
(4)(3)のとき、$\theta$の方程式$f(\theta)=0$の$0\leqq\theta\lt 2\pi$における最小の解を$\alpha$、最大の解を$\beta$と する。$\alpha+\beta=\dfrac{5\pi}{3}$となるようなkの値を求めよ。
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