図形と計量

$90^\circ - \theta$, $180^\circ - \theta$ の三角比

補角・余角の公式

図形と計量の「$90^\circ - \theta$, $180^\circ - \theta$ の三角比」を、答えを先に押さえてから理解できる形に整理したページです。「補角・余角の公式」でつまずきやすい点も含めて、学習の流れを短く確認できます。

数学Ⅰ 約9分 難易度 1 図つき

このページのまとめ

先に押さえておくこと

$90^\circ - \theta$, $180^\circ - \theta$ の三角比の要点をまとめたページです。先に答えを確認してから、解き方とつまずきやすい点を順にたどれます。

答えの要点

図と式の対応や答えの条件を、先に短く確認できます。

  • テーマ: 補角・余角の公式
  • ポイント: 図形と計量の要点を、図と式を往復しながら確認しやすい記事です。
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問題

次の値を求めよ。

(1)sin150°(1)\quad \sin 150°
(2)cos135°(2)\quad \cos 135°
(3)tan120°(3)\quad \tan 120°

答えを見る

(1)  sin150°=12(1)\;\sin 150° = \underline{\frac{1}{2}}
(2)  cos135°=22(2)\;\cos 135° = \underline{-\frac{\sqrt{2}}{2}}
(3)  tan120°=3(3)\;\tan 120° = \underline{-\sqrt{3}}

解説

90°θ90°-\theta180°θ180°-\thetaの三角比について解説します。

sin150°\sin 150°って、どうやって求めるんですか?30°30°とか45°45°みたいな有名な角度じゃないですよね...

いい質問だね!実は150°=180°30°150° = 180° - 30°と考えることで、30°30°の三角比から求められるんだ。

まずは公式を確認しよう。

公式がたくさんありますね...。全部覚えないとダメですか?

単位円を使って考えれば、暗記しなくても導けるようになるよ。

単位円上で角度θ\thetaの点と、90°θ90°-\theta180°θ180°-\thetaの点の座標を比べてみよう。

単位円(半径11の円)において、角度θ\thetaに対応する点PPの座標は(cosθ,sinθ)(\cos\theta, \sin\theta)です。

  • 180°θ180°-\thetaの点は、θ\thetaの点とyy軸に関して対称
  • 90°θ90°-\thetaの点は、θ\thetaの点と直線y=xy=xに関して対称

θ=30°\theta = 30°180°30°=150°180° - 30° = 150°の関係を単位円で見てみましょう。

P 30° √3/2 1/2 x y 1 -1 1 -1
θ=30\theta = 30^\circ
P(32,12)P\left(\frac{\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{2}\right)
sinθ=12\sin\theta = \frac{1}{2}
cosθ=32\cos\theta = \frac{\sqrt{3}}{2}
P 150° -√3/2 1/2 x y 1 -1 1 -1
θ=150\theta = 150^\circ
P(32,12)P\left(-\frac{\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{2}\right)
sinθ=12\sin\theta = \frac{1}{2}
cosθ=32\cos\theta = -\frac{\sqrt{3}}{2}

30°30°150°150°の点はyy軸に関して対称なので、yy座標(sin\sinの値)は同じ12\frac{1}{2}xx座標(cos\cosの値)は符号が反転しています。

この対称性から、xx座標(cos\cos)とyy座標(sin\sin)がどう変化するか分かります。

180°θ180°-\thetaでは、yy軸対称だからxx座標の符号が変わるね。

だからcos(180°θ)=cosθ\cos(180°-\theta) = -\cos\thetaとなるんだ。

(1)sin150°(1)\quad \sin 150°

150°=180°30°150° = 180° - 30°なので、180°θ180°-\thetaの公式を使います。

sin150°\sin 150°
=sin(180°30°)= \sin(180° - 30°)
=sin30°= \sin 30°
=12= \underline{\frac{1}{2}}

sin\sin180°θ180°-\thetaでも符号が変わらないんですね!

その通り!yy軸対称だからyy座標(つまりsin\sin)は変わらないね。

(2)cos135°(2)\quad \cos 135°

135°=180°45°135° = 180° - 45°なので、180°θ180°-\thetaの公式を使います。

cos135°\cos 135°
=cos(180°45°)= \cos(180° - 45°)
=cos45°= -\cos 45°
=22= -\frac{\sqrt{2}}{2}
=22= \underline{-\frac{\sqrt{2}}{2}}

cos\cos180°θ180°-\thetaで符号がマイナスになることに注意してね!

(3)tan120°(3)\quad \tan 120°

120°=180°60°120° = 180° - 60°なので、180°θ180°-\thetaの公式を使います。

tan120°\tan 120°
=tan(180°60°)= \tan(180° - 60°)
=tan60°= -\tan 60°
=3= \underline{-\sqrt{3}}

tan\tan180°θ180°-\thetaだとマイナスになるんですね。

そうだね。tanθ=sinθcosθ\tan\theta = \frac{\sin\theta}{\cos\theta}だから、sin\sinがそのままでcos\cosがマイナスになると、tan\tanもマイナスになるよ。

このページのまとめ

ここでは90°θ90°-\theta180°θ180°-\thetaの三角比について学習しました。

公式を丸暗記するより、単位円上での点の対称性を理解しておくと、符号の判断ができるようになります。

150°150°135°135°のような角度も、180°180°との差を考えることで有名角度に帰着できるので、ぜひマスターしてくださいね!

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