三角方程式の解の個数

(1)問題概要

文字を含む三角方程式が与えられており、その三角方程式の解の個数の条件を求める問題。

(2)ポイント

①まずは、sinθまたはcosθをxと置き、xの二次方程式とします。

②ただし、自分で文字を導入したので、xの範囲を求めておきます。

※0≦θ<2πなら、-1≦x≦1

ここで、文字の位置によって解法が2つに分かれます。

ⅰ)文字がxの係数に含まれているとき

左辺をf(x)として、y=f(x)とx軸の交点の数を考えます。つまり、②で求めた範囲にy=f(x)とx軸の交点があるのかを考えます。

これは、二次関数とx軸の交点の位置の問題と同様の解き方になります。

よって、考えるポイントは、

1.判別式

2.軸

3.端点のy座標

の3つの条件となり、それぞれの条件を組み合わせたものが答えとなります。

参考:二次関数とx軸との交点の位置

 

ⅱ)文字が定数項にのみある場合

定数分離をします。つまり、定数項を右辺に移項させ、

f(x)=a

の形を作ります。

④そして、y=f(x)のグラフをかき、y=aとの交点の数を考えます。

y=f(x)とy=aとの交点の数⇔f(x)=aの解の個数⇔f(x)=aを満たすxの個数

 

どちらの解法でも注意しないといけないことがあります。それは、

xの個数=θの個数とはならない

ということです。

xとはsinθ、cosθのことなので、x1つにつきθは最大2つ出てくるということです。

ただし、x1つにつき常にθは2つというわけでもなく、

x=±1となるときは、θは1つしか存在しないので注意してください。

(3)必要な知識

(4)理解すべきコア