式を変形してから合成する最大・最小(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 式を変形してから合成する最大・最小(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$0\leqq\theta<2\pi$ のとき,関数 $y=\sin\left(\theta+\dfrac{\pi}{3}\right)+\sin\theta$ の最大値と最小値,およびそのときの $\theta$ の値を求めよ.
加法定理より
\[ y=\frac{1}{2}\sin\theta+\frac{\sqrt{3}}{2}\cos\theta+\sin\theta=\frac{3}{2}\sin\theta+\frac{\sqrt{3}}{2}\cos\theta \]
$r=\sqrt{\dfrac{9}{4}+\dfrac{3}{4}}=\sqrt{3}$,$\cos\alpha=\dfrac{3/2}{\sqrt{3}}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,$\sin\alpha=\dfrac{\sqrt{3}/2}{\sqrt{3}}=\dfrac{1}{2}$ より $\alpha=\dfrac{\pi}{6}$.
\[ y=\sqrt{3}\sin\left(\theta+\frac{\pi}{6}\right) \]
$\dfrac{\pi}{6}\leqq\theta+\dfrac{\pi}{6}<\dfrac{13}{6}\pi$ であるから,$\theta+\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{\pi}{2}$ すなわち $\theta=\dfrac{\pi}{3}$ で最大値 $\sqrt{3}$,$\theta+\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{3}{2}\pi$ すなわち $\theta=\dfrac{4}{3}\pi$ で最小値 $-\sqrt{3}$
(別解:和積公式より $y=2\sin\left(\theta+\dfrac{\pi}{6}\right)\cos\dfrac{\pi}{6}=\sqrt{3}\sin\left(\theta+\dfrac{\pi}{6}\right)$)
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