数学
高校生
解決済み

三角比、三角関数の位相をずらす に関しての質問です。私はsinとcosの波を使って導いています。
ただ、波を使って導く方法でやると、例外が見つかりました。cos(90-x)とsin(180-x)です。cos(90-x)はsinxが正しいのですが、-sinxになってしまい、sin(180-x)はsinxが正しいのですが、-sinxになります。
何か私が間違えていますか?
個人的には単位円より波の方が早いので重宝していましたが、本質は単位円なので、波を使わずに単位円を使った方がいいのですか?それとも加法定理の方が良いですか?

回答

✨ ベストアンサー ✨

自分は波で考える場合は平行移動などを使って考えるので、一応その観点で説明したいと思います。
とはいえ、言いたいことはほとんど写真に書いておきましたので、見ていただけたらなと思います。
(写真ではcosの方しか説明していませんが、sinも多分同じ感じです。)
自分も最初考えたときはかなり混乱しました(笑)
xの係数が負の場合は、マイナスで括って正にするか、加法定理などの別の方法を考えた方がいいかもしれません。
逆にいえば、色々なアプローチができるということでもありますしね!
何か分からないことがあれば遠慮なく教えて下さい!

緑茶

1枚目の写真の平行移動ですが、f(x-a)はf(x-p)の間違いです。2枚目の写真のx-aも同様です。
あと、「割愛」が「割合」になってしまっています。
誤植多くてすみません。

頑張る人

回答ありがとうございます!
質問です。
y=cos(-(x-90))はy=cos(-x)をx軸方向に90平行移動したものというところは理解出来ました。ただ、そのグラフがどうやったらy=sinxのグラフとわかるか教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

緑茶

質問ありがとうございます。

自分でしたら結構見た目で判断してしまいますね。
今回のように、どうせsin,cos,-sin,-cosのどれかだろうとわかっていれば、③がsinの形と同じだからsinxというふうにざっくりと決めても良いのではないでしょうか。
もちろん、一回は厳密にグラフを描いて、本当にsinになるのか自分の手で確認するのがいいと思います。
一応、そこそこしっかり描いたグラフを載せておきます。

答えになっているといいのですが、知りたいことと違ってたり、納得できないことがあったりすれば教えてくださいね!

頑張る人

なるほどです!!
理解出来ました。ありがとうございます🙇🏻‍♀️

緑茶

よかったです!
勉強頑張ってくださいね!

頑張る人

すみません、1ヶ月ほど前なのに質問させて頂きます🙇🏻‍♀️
もし気づいたら、返信いただけると大変有難いです。
この質問に関連した事です。(sincosではなく、tanについてです。)

tan(π-x)=-tanx (写真2枚目の赤の矢印) は、波をかいたらすぐに分かるのですが、
tan(-π/2-x)=1/tanx (写真2枚目のオレンジの矢印) がなぜ1/tanxになるのか理解出来ません。
スタート∞で、マイナス方向に進むので、-1/tanxなのでは?というのが私の思考です。

緑茶

お久しぶりです^ ^
すみません、写真が見えないので、確認していただけるとありがたいです。
一応さらっと言いますと、tan(-π/2-x)について、xの定義域を0<x<πとしたとき、スタート∞でマイナスの方向に進むのは0<x<π/2の範囲になります。つまり、x→+0のとき、tan(-π/2-x)→+∞で、xがπ/2まで増加するとtan(-π/2-x)は減少していくということですね。
ところが、tanx→+0(x→+0)なので、-1/tanx→-∞になってしまい、xがπ/2まで増加すると-1/tanxも増加します。つまり符号は逆だということですね!
定義域や、右側極限、左側極限を意識しなければいけないところがポイントだと思います(多分ですが)。

頑張る人

すみません、写真添付するのを忘れていました🙇🏻‍♀️
添付しておきます。
さらっと説明していただいたことが全体的に理解できないです。私の理解力が足りないので、もっと分かりやすく教えて頂くことは可能でしょうか?😅💦

緑茶

なるほど、写真でどのように考えているのかがよくわかりました。
先程の説明はそこそこ的外れなので忘れて下さい笑
tan(-π/2-x)がスタート∞でマイナスに進むのは正しいです。(実はもう少し細かい議論が必要になりますが、数IIIでやるので、今は触れないことにします)
今回は、写真1枚目の「マイナスが付いているものはマイナスに進む」というのがホントに!?という感じですね。
これは正確に言えば、「マイナスがつけば増減が入れ替わる」です。関数1/tanxは減少関数ですので、そこにマイナスがつくと増加します。つまり、-1/tanxはプラスに進むのです。
詳しくは写真を参照して頂ければと思います。

頑張る人

非常に分かりやすかったです🙇🏻‍♀️
いつも本当にありがとうございます!!

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回答

考えやすい方法で大丈夫だと思います。
ただ、あなたの考え方が分からないので、なんとも言えませんが、自分が波のグラフを使って説明するなら、
始点のy座標(cos90→0、sin180→0)を基準にして
まず、sinか、cosか判断し、
sinの場合は、−xのとき左へ、+xのとき右へ移動すると考えて、xを少し増加させてみて、y座標が増加するなら正、減少するなら負と判断できると思います。つまり、cos0>cos90より、cos(90-x)はsinx、sin180>sin90よりsin(180-x)はsinxと考えればよいと思います。
不安になったら加法定理で確認するくらいで
基本慣れだと思います。

頑張る人

多分うどんさんの考えと同じですが、一応私の考え方をはっておきます。
慣れたつもりですが、このふたつだけどうしても合わないです😢

うどん

3枚目の写真のどちらも、矢印の方向が間違っています。
伝わりにくいかもしれませんが、
極小範囲で、xが増加すると、yが増加するので、
増加関数です。
ですので、傾きが正になるはずだと思います。

頑張る人

回答ありがとうございます。どういうことでしょうか?
(間違っていることはわかっているのですが、)私が合っている気しかしないのです😅
写真貼っておくのでどこから違うか教えていただきたいです🙇🏻‍♀️

うどん

f(x)=cos(90-x)、g(x)=−sinx、h(x)=sinxとおきます。
x=0を代入すると、f(x)=g(x)=h(x)となりますが、
x=90などの値を代入すると、f(x)≠g(x)かつ、f(x)=h(x)となることがわかります。
ここで注意することは、x軸のみを移動すると考えられない事ですかね…f(x)において、t=−xとおくと、x軸とt軸を考えると、軸の正の向きが逆になることはわかるでしょうか?
ですので、⇒から先がt軸にしたがって書かれているものならあってると思いますが、x軸に戻すために、軸の正の向きを逆にしなければなりません。
ですから、どちらも⇒以降のグラフのみが間違えていると思いますよ。
あと、ここでやったように、確認として具体的な値を代入して確認すると良いと思いますよ!

頑張る人

なるほどです。助かりました!
ありがとうございます🙇🏻‍♀️

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sinやcosの波形を使っても正しくもとまるはずです。それぞれの人の好みによりますが、グラフで考えるより加法定理で考えるのが得意な人もいます。個人的には加法定理で求めるのが間違いが少ないように思いそれを使っていますし、計算を苦にしない人にはそれを進めています。特に物理の波形の変換などでは3π/2とか2π/3などのプラス、マイナスなどは加法定理のほうがすっきりするように感じています。加法定理を使うのは単純なので私には向いているようです。
どれが好みか試されたらと思います。個人的には単位円を使うのはあまり好みでないです。

頑張る人

色々試した結果、私は波が1番好きなので使っています。
cos(90-x)とsin(180-x)を波を使って求める方法を教えて頂けることは可能ですか?🙇🏻‍♀️

安田ヒデ

今が書いた図の写真がとれないのでのちほど。

安田ヒデ

90,180度の場合、こうやって考えています。
写真が良く見えればいいのですが。

安田ヒデ

どうぞ

頑張る人

理解出来ました。ありがとうございます🙇🏻‍♀️

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