第13章 13.19

(1)

sin⁡(x−π3)\sin\left(x - \frac{\pi}{3}\right)

周期は 2π2\pi なのでこれが sin⁡\sin の関数であることから最大値は 11,最小値は −1-1 と分かる

また、この関数は x 軸方向に π3\frac{\pi}{3} 平行移動していることから

最大値は x=56πx = \frac{5}{6}\pi のとき 11 最小値は x=116πx = \frac{11}{6}\pi のとき −1-1

(2)

a⋅sin⁡x+b⋅cos⁡x=a2+b2(sin⁡x⋅aa2+b2+ba2+b2⋅cos⁡x)=a2+b2cos⁡(x−θ)θ=tan⁡−1ab よりa \cdot \sin x + b \cdot \cos x = \sqrt{a^2 + b^2}\left(\sin x \cdot \frac{a}{\sqrt{a^2+b^2}} + \frac{b}{\sqrt{a^2+b^2}} \cdot \cos x\right) = \sqrt{a^2+b^2}\cos(x-\theta) \qquad \theta = \tan^{-1}\frac{a}{b} \text{ より}

2sin⁡x+3cos⁡x=22+(3)2cos⁡(x−θ)=7cos⁡(x−θ)θ=tan⁡−123=49.1° であるので2\sin x + \sqrt{3}\cos x = \sqrt{2^2 + (\sqrt{3})^2}\cos(x-\theta) = \sqrt{7}\cos(x-\theta) \qquad \theta = \tan^{-1}\frac{2}{\sqrt{3}} = 49.1° \text{ であるので}

最大値は x=49.1°x = 49.1° のときで 7cos⁡0°=7\sqrt{7}\cos 0° = \sqrt{7}

最小値は x=180°+49.1=229.1°x = 180° + 49.1 = 229.1° のときで 7cos⁡180°=−7\sqrt{7}\cos 180° = -\sqrt{7}

(3)

sin⁡x−cos⁡(x−π6)=sin⁡x−sin⁡(x+13π)=2cos⁡(x+π6)sin⁡(−16π)=−cos⁡(x+π6)=sin⁡(x−π3)\sin x - \cos\left(x - \frac{\pi}{6}\right) = \sin x - \sin\left(x + \frac{1}{3}\pi\right) = 2\cos\left(x + \frac{\pi}{6}\right)\sin\left(-\frac{1}{6}\pi\right) = -\cos\left(x + \frac{\pi}{6}\right) = \sin\left(x - \frac{\pi}{3}\right)

これから

最大値は x=56πx = \frac{5}{6}\pi のとき 11 最小値は x=116πx = \frac{11}{6}\pi のとき −1-1

(4)

sin⁡x+sin⁡(x+π3)=2sin⁡(x+π6)cos⁡(−π6)=3sin⁡(x+π6)\sin x + \sin\left(x + \frac{\pi}{3}\right) = 2\sin\left(x + \frac{\pi}{6}\right)\cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) = \sqrt{3}\sin\left(x + \frac{\pi}{6}\right)

これから

最大値は x=π3x = \frac{\pi}{3} のときで 3\sqrt{3} 最小値は x=43πx = \frac{4}{3}\pi のときで −3-\sqrt{3}

(5)

sin⁡(x−π3)sin⁡(x+π3)=−12(cos⁡2x−cos⁡(−23π))=−12(12+cos⁡2x)=−14−12cos⁡2x\sin\left(x-\frac{\pi}{3}\right)\sin\left(x+\frac{\pi}{3}\right)=-\frac{1}{2}\left(\cos 2x-\cos\left(-\frac{2}{3}\pi\right)\right)=-\frac{1}{2}\left(\frac{1}{2}+\cos 2x\right)=-\frac{1}{4}-\frac{1}{2}\cos 2x

これから

最大値は x=π2,32πx=\dfrac{\pi}{2},\dfrac{3}{2}\pi のときで 14\dfrac{1}{4} 最小値は x=0,πx=0,\pi のときで −34-\dfrac{3}{4}

解説: r31bn1z