2倍角・半角の公式で値を求める(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 2倍角・半角の公式で値を求める(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\dfrac{3}{2}\pi<\alpha<2\pi$ で $\cos\alpha=\dfrac{1}{3}$ のとき,$\sin 2\alpha$,$\cos 2\alpha$,$\sin\dfrac{\alpha}{2}$,$\cos\dfrac{\alpha}{2}$ の値を求めよ.
\item[(2)] $\cos\dfrac{\pi}{8}$ の値を求めよ.
\end{enumerate}
(1) $\sin\alpha<0$ より $\sin\alpha=-\sqrt{1-\dfrac{1}{9}}=-\dfrac{2\sqrt{2}}{3}$
$\sin 2\alpha=2\cdot\left(-\dfrac{2\sqrt{2}}{3}\right)\cdot\dfrac{1}{3}=-\dfrac{4\sqrt{2}}{9}$,\quad $\cos 2\alpha=2\cos^2\alpha-1=\dfrac{2}{9}-1=-\dfrac{7}{9}$
$\dfrac{3}{4}\pi<\dfrac{\alpha}{2}<\pi$ であるから $\sin\dfrac{\alpha}{2}>0$,$\cos\dfrac{\alpha}{2}<0$.
\[ \sin^2\frac{\alpha}{2}=\frac{1-\frac{1}{3}}{2}=\frac{1}{3},\qquad \cos^2\frac{\alpha}{2}=\frac{1+\frac{1}{3}}{2}=\frac{2}{3} \]
よって $\sin\dfrac{\alpha}{2}=\dfrac{\sqrt{3}}{3}$,$\cos\dfrac{\alpha}{2}=-\dfrac{\sqrt{6}}{3}$
(2) $\cos^2\dfrac{\pi}{8}=\dfrac{1+\cos\frac{\pi}{4}}{2}=\dfrac{2+\sqrt{2}}{4}$.$\cos\dfrac{\pi}{8}>0$ より $\cos\dfrac{\pi}{8}=\dfrac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}$
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