【数I】三角比の拡張【図形と計量(第3回)】

数学Ⅰ

ここまでは,直角三角形を用いて鋭角の三角比を考えてきましたが,座標平面を用いて,三角比の考えを\( \ 0^{\circ}\ \)以上\( \ 180^{\circ} \ \)以下の角にまで拡張します。

座標を用いた三角比の定義

定義

\( \displaystyle \sin \theta =\frac{y}{r} \ \ \ , \ \ \cos \theta =\frac{x}{r} \)

\( \displaystyle  \tan \theta =\frac{y}{x} \)  

単位円の周上の点の座標

原点を中心とする半径1の円を単位円といいます。単位円周上で考えると,角\( \theta \ \)を表す半径を\( O
P\),点\( P\)の座標を\( (x,y) \)とするとき,三角比の定義から

\( \displaystyle \sin \theta =y,\ \ \cos \theta =x ,\ \ \tan \theta =\frac{y}{x} \)

となる。したがって,\( 0 ^{\circ} ≦ \theta ≦ 180 ^{\circ} \)のとき

\(-1 ≦ \cos \theta ≦ 1, \ \ 0 ≦ \sin \theta ≦ 1 \)

が成り立ちます。

\(180°-\theta \)の三角比

\(180° – \theta \)の三角比

\begin{align*} \sin (180°-\theta )&=\sin \theta \\ \\ \cos (180 ^{\circ} -\theta ) &=-\cos{\theta }\\ \\   \tan {(180 ^{\circ} – \theta)}&=-\tan{\theta }   \end{align*}

三角比の等式を満たす\( \theta\)

直線の傾きと正接

直線\( \  y=mx \ \)と\(\  x\  \)軸の正の向きとのなす角\( \  \theta \ \)とすると,次の関係が成立します。

\( m=\tan \theta\) 

【注意】\( m=0\ \)のときは,\(\  \theta =0 ^{\circ}  \ \) とすると,この場合も\( \ m=\tan \theta\ \)が成立します。 

三角比の相互関係

三角比の相互関係

\( \displaystyle  \tan{A}=\frac{\sin{A}}{\cos{A}} \ ,\ \ \ \ \sin ^{2} A + \cos ^{2} A=1\ \ ,\) 

\( \displaystyle 1 +  \tan ^{2}  {A}=\frac{1}{\cos ^{2} A} \) 

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