鈍角の三角比
ゾウ先生鈍角では、yがsin、xがcosになる点Pの座標で考えると迷わないよ。
30秒でつかむ
- 原点中心・半径rの円周上の点Pの座標を(r cos(新しいタブで開きます)θ,r sinθ)とし、0°≤θ≤180°で三角比を定める。
- θ=0°、90°、180°では、sinθ・cosθ・tanθの値が座標からそのまま読み取れる。
- 180°-θの三角比は、sin(180°-θ)=sinθ、cos(180°-θ)=-cosθの関係で求められる。
詳しく
公式
ここまでのsinA・cosA・tanAは、直角三角形の辺の比として定めていた。これは0°より大きく90°より小さい角(鋭角)だけの話だった。これを0°以上180°以下の角まで広げる。
原点Oを中心とする半径の円の上に、x軸の正の方向から角だけ回った点Pをとる。点Pの座標はになる。
この座標を使って、と表す。も同じように表す。()も同じように表す。が鋭角のときは、直角三角形の対辺・隣辺・斜辺による定義と同じ値になる。
では点Pがになるので、。では点Pがになるので、。では点Pがになる。だから。はになるため定めない。
例題
例題:120°の・・の値を求めよう。
120°は180°-60°なので、点Pはx軸との角が60°の点をy軸で折り返した位置になる。折り返すとyの値(sin)は変わらず、xの値(cos)は符号だけ変わる。
60°の値はになる。も使う。これからが決まる。も求められた。で計算する。になる。
なぜそうなるか
180°-θの点と、θの点は、どちらも原点中心・半径rの円の上にあり、y軸をはさんで線対称の位置にある。
線対称な点は、y座標(sinのもと)が同じで、x座標(cosのもと)の符号だけ反対になる。これがの理由。も同じ理由による。
鋭角だけだった三角比を座標で定め直した。これにより、三角形の外接円や、180°近くまで開いた角を含む図形の計量にも三角比を使えるようになる。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/math/obtuse-angle-trigonometric-ratios/?from=print#quiz
θ=180°のとき、sinθの値を求めよ。
答え:____________
正解:0
θ=180°では点Pが(-r,0)になるので、y=0。sin180°=0。120°のcosの値はどれか。
- ◯ -√3/2
- ◯ -1/2
- ◯ 1/2
- ◯ √3/2
正解:-1/2
120°=180°-60°なので、cos120°=-cos60°=-1/2。符号を変え忘れると1/2と誤る。sinθ=1/2(0°≤θ≤180°)を満たすθは次のうちどれか。
- ◯ 30°と150°
- ◯ 30°のみ
- ◯ 60°と120°
- ◯ 150°のみ
正解:30°と150°
sin30°=1/2で成り立つ。sin(新しいタブで開きます)(180°-30°)=sin30°も成り立つので、θ=30°と150°の両方が条件を満たす。θ=180°のとき、tanθの値を求めよ。
答え:____________
正解:0
θ=180°では点Pが(-r,0)になるので、tan180°=y/x=0/(-r)=0。
単元のポイント
- 点Pの座標 半径r・角θの点Pは(r cosθ,r sinθ)になる
- sinθ=0°,90°,180° sin0°=0、sin90°=1、sin180°=0
- cosθ=0°,90°,180° cos0°=1、cos90°=0、cos180°=-1
- 180°-θの関係 sin(180°-θ)=sinθ、cos(180°-θ)=-cosθ、tan(180°-θ)=-tanθ