三角比の解説
三角比(さんかくひ、trigonometric ratios)は、直角三角形の辺の長さの比を使って角度を表現する方法です。主な三角比には、正弦(sin)、余弦(cos)、正接(tan)の3つがあります。
三角比の定義
直角三角形の基本
直角三角形において、次のように辺を定義します:
- 直角を挟む二辺を「底辺」と「対辺」
- 直角に対する辺を「斜辺」
以下の図で示します:
斜辺
/|
/ |
/ | 対辺
/θ |
/____|
底辺
三角比の定義
- 正弦(sin):\(\sin \theta = \frac{\text{対辺}}{\text{斜辺}}\)
- 余弦(cos):\(\cos \theta = \frac{\text{底辺}}{\text{斜辺}}\)
- 正接(tan):\(\tan \theta = \frac{\text{対辺}}{\text{底辺}}\)
具体的な例
例 1
直角三角形 ABC で、角 B が直角、角 A が 30° の場合を考えます。辺 AB の長さを 1、斜辺 AC の長さを 2 とします。ここで、三角比を計算してみます:
C
/|
/ |
/ | 1
/30°|
/____|
A 1 B
ここで、斜辺 AC = 2、AB = 1、BC はピタゴラスの定理より、
\[BC = \sqrt{AC^2 - AB^2} = \sqrt{2^2 - 1^2} = \sqrt{3}\]
- \(\sin 30° = \frac{1}{2}\)
- \(\cos 30° = \frac{\sqrt{3}}{2}\)
- \(\tan 30° = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}\)
例 2
直角三角形 DEF で、角 D が 45° の場合を考えます。辺 DE と DF がともに 1 の場合、三角比を計算します:
F
/|
/ |
/ | 1
/45°|
/____|
D 1 E
ここで、斜辺 EF はピタゴラスの定理より、
\[EF = \sqrt{DE^2 + DF^2} = \sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{2}\]
- \(\sin 45° = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}\)
- \(\cos 45° = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}\)
- \(\tan 45° = \frac{1}{1} = 1\)
練習問題
次の直角三角形について、三角比 \(sin\)、\(cos\)、\(tan\) の値を求めてください:
- 角 A が 60°、斜辺 BC が 2 の場合
- 角 X が 45°、底辺 XY が 1 の場合
解答を表示/非表示
- 角 A が 60°、斜辺 BC が 2 の場合
直角三角形の特性上、辺 AB = 1、辺 AC = \(\sqrt{3}\)
- \(\sin 60° = \frac{\sqrt{3}}{2}\)
- \(\cos 60° = \frac{1}{2}\)
- \(\tan 60° = \sqrt{3}\)
- 角 X が 45°、隣辺 XY が 1 の場合
直角三角形の特性上、辺 XZ = 1 (斜辺 XZ = \(\sqrt{2}\))
- \(\sin 45° = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}\)
- \(\cos 45° = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}\)
- \(\tan 45° = \frac{1}{1} = 1\)