2通りの表し方から cos(π/12) などを求める(B)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/27
🔁 類題: 2通りの表し方から cos(π/12) などを求める(A) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$\alpha=1+i$,$\beta=\sqrt{3}+i$ とする.$\dfrac{\beta}{\alpha}$ を 2 通りの方法で表すことにより,$\cos\dfrac{\pi}{12}$,$\sin\dfrac{\pi}{12}$ の値を求めよ.
$\dfrac{\beta}{\alpha}$ を $a+bi$ の形で表すと
\[ \frac{\sqrt{3}+i}{1+i}=\frac{(\sqrt{3}+i)(1-i)}{2}=\frac{\sqrt{3}-\sqrt{3}i+i+1}{2}=\frac{\sqrt{3}+1}{2}+\frac{1-\sqrt{3}}{2}i \]
一方,極形式を用いると
\[ \frac{\beta}{\alpha}=\frac{2}{\sqrt{2}}\left\{\cos\left(\frac{\pi}{6}-\frac{\pi}{4}\right)+i\sin\left(\frac{\pi}{6}-\frac{\pi}{4}\right)\right\}=\sqrt{2}\left(\cos\frac{\pi}{12}-i\sin\frac{\pi}{12}\right) \]
実部・虚部を比較して
\[ \sqrt{2}\cos\frac{\pi}{12}=\frac{\sqrt{3}+1}{2},\qquad -\sqrt{2}\sin\frac{\pi}{12}=\frac{1-\sqrt{3}}{2} \]
よって
\[ \cos\frac{\pi}{12}=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4},\qquad \sin\frac{\pi}{12}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4} \]
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