90°±θ,180°-θ の三角比

→高校数学TOP

 

\(90°-θ\)、\(90°+θ\)、\(180°-θ\)の三角比は、\(\sinθ,\cosθ,\tanθ\)を使ってどのように表されるのでしょうか。

 

・\(90°-θ\)の三角比
\(0°≦θ≦90°\)で、図のように単位円の周上に\(\angle AOP=90°-θ\)となるように、点\(P(x,y)\)をとる。\(P\)から\(y\)軸に下した垂線の足を\(Q\)とすると、\(\angle POQ=θ\) となるので、
\(OQ=\cosθ\) ,  \(QP=\sinθ\) よって

\(\sin(90°-θ)=y=OQ=\cosθ\)
\(\cos(90°-θ)=x=QP=\sinθ\)

\(θ≠0°,90°\)のとき
\(\tan(90°-θ)=\displaystyle\frac{y}{x}=\displaystyle\frac{OQ}{QP}=\displaystyle\frac{1}{\displaystyle\frac{QP}{OQ}}=\displaystyle\frac{1}{\tanθ}\)

90°-θ 三角比

\(0°≦θ≦90°\) において
\(\sin(90°-θ)=\cosθ\)
\(\cos(90°-θ)=\sinθ\)
\(\tan(90°-θ)=\displaystyle\frac{1}{\tanθ}\) (\(θ≠0°,90°\))。

 

・\(90°+θ\)の三角比

\(0°≦θ≦90°\)で、図のように単位円の周上に\(\angle AOP=90°+θ\)となるように、点\(P(x,y)\)をとる。\(P\)から\(y\)軸に下した垂線の足を\(Q\)とすると、\(\angle POQ=θ\) となるので、
\(OQ=\cosθ\) ,  \(QP=\sinθ\)
\(P\)の\(x\)座標は0以下の値であることに注意すると、

\(\sin(90°+θ)=y=OQ=\cosθ\)
\(\cos(90°+θ)=x=-QP=-\sinθ\)

\(θ≠0°,90°\)のとき
\(\tan(90°+θ)=\displaystyle\frac{y}{x}=\displaystyle\frac{OQ}{-QP}=-\displaystyle\frac{1}{\displaystyle\frac{QP}{OQ}}=-\displaystyle\frac{1}{\tanθ}\)

90+θ 三角比

\(0°≦θ≦90°\) において
\(\sin(90°+θ)=\cosθ\)
\(\cos(90°+θ)=-\sinθ\)
\(\tan(90°+θ)=-\displaystyle\frac{1}{\tanθ}\)  (\(θ≠0°,90°\))

 

・\(180°-θ\)の三角比
\(0°≦θ≦180°\)で図のように、単位円の周上に\(\angle AOP=θ\)となるように、点\(P(x,y)\)をとる。このとき、\(y\)座標に関して対称な点\(Q(-x,y)\)も半円の円周上にあり、\(\angle AOQ=180°-θ\) なので、\(Q(\cos(180°-θ),\sin(180°-θ))\)である。
\(\sinθ=y\) , \(\cosθ=x\) , \(\tanθ=\displaystyle\frac{y}{x}\) だから

\(\sin(180°-θ)=y=\sinθ\)
\(\cos(180°-θ)=-x=-\cosθ\)
\(\tan(180°-θ)=\displaystyle\frac{y}{-x}=-\tanθ\)

180°-θ 三角比

\(0°≦θ≦180°\) において
\(\sin(180°-θ)=\sinθ\)
\(\cos(180°-θ)=-\cosθ\)
\(\tan(180°-θ)=-\tanθ\)
以上3つの公式は覚えてもよいですが、図を描いていつでも導けるようにしましょう。ざっくりとした覚え方ですが、\(90°±θ\)は、\(\sin\)が\(\cos\)に変わったり、\(\tan\)は逆数になったりと変化が激しいですが、\(180°-θ\)のほうは形はそのままで符号が変わったりするだけであまり変化がないというイメージです。

 

 

(例題1)次の式を簡単にせよ。
\(\sin80°+\cos110°+\sin160°+\cos170°\)
(解答)
(与式)\(=\sin(90°-10°)+\cos(90°+20°)+\sin(180°-20°)+\cos(180°-10°)\)
\(=\cos10°-\sin20°+\sin20°-\cos10°=\)\(0\)

 

(例題2)次の式を簡単にせよ。
\(2\tan145°\tan125°+\tan155°\tan115°\)

(解答)
(与式)\(=2\tan(180°-35°)\tan(90°+35°)+\tan(180°-25°)\tan(90°+25°)\)
\(=2(-\tan35°)(-\displaystyle\frac{1}{\tan35°})+(-\tan25°)(-\displaystyle\frac{1}{\tan25°})\)
\(=2+1=\)\(3\)

 

 

三角比の分野は公式を覚えたり使いこなすのに慣れが必要です。
練習を積み重ねましょう。

 

 

 

以上になります。お疲れさまでした。
ここまで見て頂きありがとうございました。

→高校数学TOP next→三角方程式① back→三角比の符号と値の範囲

タイトルとURLをコピーしました