質問<1242>2003/6/4
from=エリイ
「三角関数の値と角の関係」


0°≦α<360°,0°≦β<360°とする。
sinα+cosβ=√2,cosα+sinβ=-√2 のとき、
sin(α+β)の値を求め、αとβの値を求めよ。

という問題なのですが、特に、αとβの値の求め方がわかりません。
答えはα=135°,β=315°らしいのですが、途中が分かりません。
問題を解いていくと…
両辺を二乗したりして、sin(α+β)=1まではわかるのですが、この後、
『α+β=90°またはα+β=450°となり、いずれのときも、
cosβ=cos(90°-α)=sinα,
sinβ=sin(90°-α)=cosα
二つの条件式から、sinα=1/√2,cosα=-1/√2 』
というのが読んでも全然分からないので、詳しく教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いします。


お返事2003/6/4
from=武田


加法定理
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
条件をそれぞれ2乗して、
(sinα+cosβ)^2=2,(cosα+sinβ)^2=2
1+2sinαcosβ=2,1+2cosαsinβ=2
sinαcosβ=1/2,cosαsinβ=1/2
これより、
sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ=1………(答)

0°≦α<360°,0°≦β<360°より、
0°≦α+β<720°が範囲となるので、
sin(α+β)=1となるα+β=90°または450°
sinβ=sin(90°-α)=cosα
sinβ=sin(450°-α)=sin{360°+(90°-α)}
             =sin(90°-α)=cosα
同様にして
cosβ=sinα

これをはじめの条件に代入して、
sinα+cosβ=√2,cosα+sinβ=-√2 のとき、
2sinα=√2   ,2cosα=-√2
sinα=√2/2,cosα=-√2/2より、
αは第2象限の角だから、α=135°………(答)

同様にして、
cosβ=√2/2,sinβ=-√2/2より、
βは第4象限の角だから、β=315°………(答)