例題 126
三角方程式の解の個数
00000
a
は定数とする。 0≦0<2
のとき, 方程式 sin-sin0=α について
(1)この方程式が解をもつためのαのとりうる値の範囲を求めよ。
(2)この方程式の解の個数をαの値によって場合分けして求めよ。
CHART & SOLUTION
方程式f (0)=αの解
2つのグラフ=f(0), y=aの共有点
sink(0≦02) の解の個数 k=±1 で場合分け
基本125
の個数はk=±1 のとき1個: -1<k<1のとき2個 ; k<-1, 1<k のとき 0 個
答
(1) sin20-sin=a
・① とする。
sind=t とおくと
12-t=a
ただし, 0≦02
から -1≤t≤1
したがって, 方程式 ① が解をもつための条件は, [1]-
方程式 ② ③ の範囲の解をもつことである。
2
y=a
●方程式 ②の実数解は,y=-t=(1-1/21)2-12 [2]→
の
[3]
グラフと直線 y=αの共有点のt座標であるから,
02 1
[4]-
1
[5]
右の図より
-1=as2
(2)(1)の2つの関数のグラフの共有点の t座標に注目すると,
方程式 ①の解の個数は,次のように場合分けされる。
[1] α=2 のとき, t = -1 から
1個
tA
1
[2] 0<a<2 のとき, -1<t<0 から
2個
+ [3]
[4]→
[3] a=0 のとき, t=0, 1 から
3個
+ [5]
[4]
2π
++
[4] 1 <a<0 のとき, 0<t</1/21/12/2
1<t<1
T
-[3]
0
π
2
[2]→
の範囲に共有点がそれぞれ1個ずつあり,そ
[1]→
-1
t=sin0
れぞれ2個ずつの解をもつから
4個
[5] a=1のとき、1=1/2から
2個
[6] a<1.2<a のとき
0個