三角関数不等式の問題

三角関数不等式の問題

■問題

次の不等式を解け.ただし, 0 θ < 2 π とする.

1 < tan ( θ π 6 ) 3

■解説動画

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■答

0 θ π 2 11 12 π < θ 3 2 π 23 12 π < θ < 2 π

■解説

θ π 6 = t ・・・・・・(1)

とおくと

0 θ < 2 π

0 π 6 θ π 6 < 2 π π 6

より

π 6 t < 11 6 π

となる.

問題を t を使って書き直すと

次の不等式を解け.ただし, π 6 t < 11 6 π とする.

1 < tan t 3

まず, 0 t < 2 π の範囲で

tan t = 1 tan t = 3

を満たす t を求める.

以下の問題を参考にする.

次の方程式を解け.ただし, 0 θ < 2 π とする.

tan θ = 1 ⇒ 

t = 3 4 π , 7 4 π

次の方程式を解け.ただし, 0 θ < 2 π とする.

tan θ = 3 ⇒ 

t = 1 3 π , 4 3 π

1 tan t 単位円に引いた補助線 x = 1 の直線上の点の y 成分に相当することを考慮して, t を用いて書き直した不等式 1 < tan t 3 を満たす単位円上の円弧の範囲を赤線で示す.

π 6 t < 11 6 π と赤色の円弧の部分が重なっている部分が t を用いて書き直した問題答えとなる.その答えは

π 6 t π 3 3 4 π < t 4 3 π 7 4 π < t < 11 6 π ・・・・・・(2)

となる.(1)の関係から(2)を θ の範囲に書き換えると

π 6 θ π 6 π 3  →  0 θ π 2

3 4 π<θ π 6 4 3 π  →  11 12 π < θ 3 2 π

7 4 π<θ π 6 < 11 6 π  →  23 12 π < θ < 2 π

となる.

 

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最終更新日: 2025年2月20日