三角方程式

三角関数を含む方程式のことを三角方程式といい, 一般角で表された三角方程式の解を一般解という.

三角関数の定義 で単位円を用いていたことを思い出す.
\(\theta\)の 動径と, 単位円の交点の \(x\)座標が\(\cos\theta\), \(y\)座標が\(\sin\theta\) であり, 動径の傾きが\(\tan\theta\)である.

例えば,\(0\leq\theta< 2\pi\)において, $$\displaystyle\sin\theta=-\frac{1}{2}$$ の解は, 原点を中心とする単位円と 直線\(y=-\frac{1}{2}\)の交点を考えれば良く, その交点は2つある. それぞれの点に対応する一般角は, $$\theta=\frac{7\pi}{6}, \frac{11\pi}{6}$$ なので,これらが求める三角方程式の解となる. (三角関数の一般解は1つ存在するなら無数に存在することに注意する. ここでは,解の範囲が指定されているため,上の2つが解となっている.)

最後に考え方をまとめておく.
  • 三角方程式\(\sin\theta=a\)の解は, 直線\(y=a\)と単位円の交点を考えれば良い.
  • 三角方程式\(\cos\theta=a\)の解は, 直線\(x=a\)と単位円の交点を考えれば良い.
  • 三角方程式\(\tan\theta=a\)の解は, 直線\(y=ax\)と単位円の交点を考えれば良い.



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