【高校数学Ⅱ】4-2-3 三角関数の合成|要点まとめ

このページでは、高校数学Ⅱの「三角関数の合成」について要点を整理しています。a sinθ + b cosθ の形を合成して 1 つの三角関数にまとめる方法、合成を用いた方程式・不等式の解法、さらに三角関数の最大・最小値の求め方をわかりやすく解説します。定期テストや大学入試対策に役立つ内容です。

a sinθ + b cosθ の合成公式

【三角関数の合成】
\(a\sin\theta+b\cos\theta=\sqrt{a^2+b^2}\sin(\theta+\alpha)\)
ただし、
\(\displaystyle \cos\alpha=\frac{a}{\sqrt{a^2+b^2}},\sin\alpha=\frac{b}{\sqrt{a^2+b^2}}\)

【例題】次の式を\(r\sin(\theta+\alpha)\)の形で表しなさい。ただし、\(-\pi<\alpha<\pi\)とする。

(1)\(\sin\theta+\cos\theta\)
(2)\(-\sqrt{3}\sin\theta-\cos\theta\)

合成を使った三角方程式・不等式の解法

【例題】次の解を求めなさい。ただし、\(0\leqq x<2\pi\)とする。

(1)\(\sin x+\sqrt{3}\cos x=\sqrt{3}\)
(2)\(\sqrt{2}\sin x-\sqrt{6}\cos x\leqq2\)

二倍角や合成を含む三角関数の最大・最小値

【例題】次の関数の最大値と最小値を求めなさい。ただし、\(0\leqq x\leqq2\pi\)とする。

(1)\(y=-\cos2x+2\sin x-1\)
(2)\(y=2\sin x+2\cos x\)
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