三角関数の不等式が表す xy 平面の領域(B)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 三角関数の不等式が表す xy 平面の領域(A) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$0\leqq x\leqq\pi$,$0\leqq y\leqq\pi$ のとき,不等式 $\sin x\geqq\sin y$ の表す領域を図示せよ.
和積公式より
\[ \sin x-\sin y=2\cos\frac{x+y}{2}\sin\frac{x-y}{2}\geqq 0 \]
$0\leqq\dfrac{x+y}{2}\leqq\pi$,$-\dfrac{\pi}{2}\leqq\dfrac{x-y}{2}\leqq\dfrac{\pi}{2}$ であるから
$\cos\dfrac{x+y}{2}\geqq 0$ となるのは $x+y\leqq\pi$ のとき,$\sin\dfrac{x-y}{2}\geqq 0$ となるのは $x\geqq y$ のときである.
積が $0$ 以上になるのは,2 つが同符号(または一方が $0$)のときであるから
(i) $x+y\leqq\pi$ かつ $x\geqq y$ \quad または \quad (ii) $x+y\geqq\pi$ かつ $x\leqq y$
よって,求める領域は正方形を 2 本の対角線で 4 つに分けたうちの上下の 2 つの三角形で,境界を含む(下図).
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