質問<2127>2004/12/26
from=AME
「三角比」


sin^3θ-3sinθcos^2θ+2cos^3θ=0 を満たすθは 
0°≦θ≦180°の範囲に2つある。
それらをθ1、θ2(θ1<θ2)として、
sinθ1、sinθ2の値を求めよ。
よろしくお願いします。

★希望★完全解答★

お便り2004/12/28
from=wakky


sin^3θ-3sinθcos^2θ+2cos^3θ=0
係数が1,-3,2なので
sinθ=cosθのときに方程式が成り立つことが感覚的に見えてきます。
つまりsinθ-cosθを因数にもつのではないか?・・・
ということになります。
ならば、まず因数分解を試みます。
sinθ=S,cosθ=Cとおくと
S^3-3SC+2C^2=0
S^3-SC^2-2SC^2+2C^2=0
S(S^2-C^2)+2C^2(C-S)=0
S(S-C)(S+C)+2C^2(C-S)=0
(S-C)(S^2+SC-2C^2)=0
(S-C)^2(S+2C)=0
したがって
sinθ-cosθ=0 または
sinθ+2cosθ=0
ここで
0°≦θ≦180°より
sinθ≧0
sinθ-cosθ=0のとき
sin^2θ+cos^2θ=1より
2sin^2θ=1
sinθ≧0より
sinθ=1/√2=2/√2
(まぁ、すぐにθ=45°がわかりますけど・・・)
sinθ+2cosθ=0のとき
sin^2θ+cos^2θ=1より
sin^2θ=4/5
sinθ≧0より
sinθ=2/√5=(2√5)/5
また
θ1<θ2
sinθ+2cosθ=0のときにsinθとcosθは異符号
0°≦θ≦180°でそうなるのは第2象限
sinθ-cosθ=0の時はθ=45°
よって
sinθ1=√2/2
sinθ2=(2√5)/5 ・・・答