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θ+π/4と書くと数式のように見えるかもしれませんが、これをαとでもおくと、単純にsinαとなり、三角関数であることがわかると思います。①より、π/4≦α<9π/4という範囲の中で、sinαの値が1/2となればいいわけです。sinの値が1/2となるような角度は、もしも制限がなければ小さい方から順にπ/6、5π/6、13π/6、17π/6…となりますから、この中でαの範囲(①より)に含まれているのは5π/6と13π/6のみです。したがって線分の通りになるわけですね。
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