補助線を利用して 15°・75° の三角比を求める(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/23
🔁 類題: 補助線を利用して 15°・75° の三角比を求める(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
下図のように,$\angle\mathrm{ADB}=90^\circ$ の直角三角形 $\mathrm{ABD}$ と,$\angle\mathrm{ADC}=90^\circ$ の直角三角形 $\mathrm{ACD}$ を合わせて,$\angle\mathrm{BAD}=45^\circ$,$\angle\mathrm{CAD}=30^\circ$,$\mathrm{AD}=\sqrt{3}$ の $\triangle\mathrm{ABC}$ を作る.点 $\mathrm{C}$ から辺 $\mathrm{AB}$ に垂線 $\mathrm{CE}$ を下ろすことにより,$\sin 75^\circ$,$\cos 75^\circ$ の値を求めよ.
$\triangle\mathrm{ABD}$ は直角二等辺三角形であるから $\mathrm{BD}=\sqrt{3}$,$\mathrm{AB}=\sqrt{6}$
$\triangle\mathrm{ACD}$ において $\mathrm{CD}=\mathrm{AD}\tan 30^\circ=1$,$\mathrm{AC}=2$
$\angle\mathrm{BAC}=75^\circ$,$\angle\mathrm{ABC}=45^\circ$,$\mathrm{BC}=\sqrt{3}+1$
$\triangle\mathrm{BCE}$ は直角二等辺三角形であるから $\mathrm{CE}=\mathrm{BE}=\dfrac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{2}}=\dfrac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{2}$
$\mathrm{AE}=\mathrm{AB}-\mathrm{BE}=\sqrt{6}-\dfrac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{2}=\dfrac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{2}$
直角三角形 $\mathrm{ACE}$ で $\angle\mathrm{CAE}=75^\circ$ であるから
\[ \sin 75^\circ=\frac{\mathrm{CE}}{\mathrm{AC}}=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4},\quad \cos 75^\circ=\frac{\mathrm{AE}}{\mathrm{AC}}=\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{4} \]
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