共通テスト(数学) 過去問
令和7年度(2025年度)本試験
問53 (数学Ⅱ・数学B(第1問) 問6)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和7年度(2025年度)本試験 問53(数学Ⅱ・数学B(第1問) 問6) (訂正依頼・報告はこちら)

(1)0≦θ<πのとき、方程式

sin{θ+(π/6)}=sin2θ  ・・・・・①

の解を求めよう。以下では、α=θ+(π/6)、β=2θとおく。

このとき、①は

sinα=sinβ  ・・・・・②

となる。

(ⅰ)二つの一般角αとβが等しければ、sinαとsinβは等しい。

α=βを満たすθはπ/( ア )であり、これは①の解の一つである。

そして、θ=π/( ア )のとき

sin{θ+(π/6)}(=sin2θ=(√[ イ ])/( ウ )となる。

(ⅱ)太郎さんと花子さんは、θ=π/( ア )以外の①の解を求める方法について話している。

太郎:角が等しくなくても、サインの値が等しくなることがあるね。
花子:サインの値が等しくなるのはどんなときか、単位円を用いて考えてみようか。

Oを原点とする座標平面において、中心がOで、半径が1の円をCとする。さらに、αの動径とCとの交点をP,βの動径とCとの交点をQとする。ここで、動径はOを中心とし、その始線はx軸の正の部分とする。

②が成り立つときに、点Pと点Qの間につねに成り立つ関係の記述として、正しいものは( エ )である。

(ⅲ)θ≠π/( ア )とする。

・0≦θ≦π/2の場合を考える。このとき、0≦β≦πであるので、②が成り立つとき、(ⅱ)で考察したことに注意すると、αとβは

α+β=( オ )

を満たすことがわかる。これより、0≦θ≦π/2のときの①の解

θ=([ カ ]/[ キク ])π

を得る。

・π/2<θ<πの場合を考える。

このとき、π<β<2πであるので、②が成り立つとき、(ⅱ)で考察したことに注意すると、αとβは

α+β=( ケ )

を満たすことがわかる。これより、π/2<θ<πのときの①の解

θ=([ コサ ]/[ シス ])π

を得る。

以上より、0≦θ<πのとき、①の解は

θ=π/( ア ),([ カ ]/[ キク ])π,([ コサ ]/[ シス ])π

である。

( ケ )にあてはまるものを1つ選べ。
問題文の画像
  • 0
  • π/2
  • π
  • (3/2)π
  • (5/2)π
  • (7/2)π

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この過去問の解説 (1件)

01

この問題では

α=θ+π/6
β=2θ

とおいています。

また、前問までで、

・sinα=sinβ

・単位円では、これは点Pと点Qのy座標が等しいことを表す

と整理しました。

 

さらに、0≦θ≦π/2 のときは 0≦β≦π だったので、
上半分でy座標が等しい2点として

α+β=π

が成り立つと分かっていました。

選択肢7. 3π

今は π/2<θ<π です。

このとき、π<β<2π となります。
つまり、βの動径の先の点Qは、単位円の下半分にあります。

そして sinα=sinβ なので、点Pと点Qは同じy座標をもちます。
下半分でy座標が等しい2点は、y軸に関して対称な位置になります。

下半分でそのような2つの角を足すと、

α+β=3π

です。

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