【数学Ⅰ】三角比01:直角三角形を用いた三角比の定義

数学準備室
さん
さん

今日の板書はこれ!

\(\sin{\theta}\)

\(\color{red}{\sin{\theta}}=\frac{\color{lime}{対辺}}{\color{hotpink}{斜辺}}=\frac{\color{lime}{y}}{\color{hotpink}{r}}\)

\(\cos{\theta}\)

\(\color{red}{\cos{\theta}}=\frac{\color{deepskyblue}{底辺}}{\color{hotpink}{斜辺}}=\frac{\color{deepskyblue}{x}}{\color{hotpink}{r}}\)

\(\tan{\theta}\)

\(\color{red}{\tan{\theta}}=\frac{\color{lime}{対辺}}{\color{deepskyblue}{底辺}}=\frac{\color{lime}{y}}{\color{deepskyblue}{x}}\)

生徒
生徒

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三角比とは

生徒
生徒

三角比ってなに?

さん
さん

三角比は「ある角度θを持つ直角三角形の2辺の比の値」のことだよ!

三角比のポイントは、

「1つの角度が \(\theta\) である全ての直角三角形は、辺の比が等しい」

ということです。

生徒
生徒

んー•••。どゆこと?

下の図の、「直角三角形」について、辺の比を比べてみましょう。

直角三角形は、直角を持つ三角形です。

そして、他の角度 \(\theta\) が等しければ、「2組の角、\(\theta\) と \(90°\) が 等しい三角形」であるため、相似な三角形だといえます。

さらに、三角形の辺の比を比べてみると、

左の直角三角形は 
\(\color{deepskyblue}{底辺}: \color{hotpink}{斜辺}:\color{lime}{対辺}= \color{deepskyblue}{3}:\color{hotpink}{4}:\color{lime}{5}\)

右の直角三角形も
\(\color{deepskyblue}{底辺}: \color{hotpink}{斜辺}:\color{lime}{対辺} = \color{deepskyblue}{6}:\color{hotpink}{8}:\color{lime}{10} = \color{deepskyblue}{3}:\color{hotpink}{4}:\color{lime}{5}\)

つまり、「1つの角度が \(\theta\) である全ての直角三角形は、辺の比が等しい」というわけです。

さん
さん

どんなけ大きい直角三角形でも、どんなけ小さい直角三角形でも、角度θが同じだったら、辺の比も同じになるんだ!

生徒
生徒

ここまでは理解したよ!それで三角比ってなんだっけ?

三角比は、ある角度θを持つ直角三角形の2辺の比の値のことです。

3辺のうち、2辺を用いた比を、扱いやすい分数の形で定義してあります。

\(\sin{\theta}\) の定義

 

 

\(\sin{\theta}\)

\(\color{red}{\sin{\theta}}=\frac{\color{lime}{対辺}}{\color{hotpink}{斜辺}}=\frac{\color{lime}{y}}{\color{hotpink}{r}}\)

\(\color{red}{\sin{\theta}}\) とは、ある角度θを持つ直角三角形の2辺 \(\color{hotpink}{斜辺r}\) と \(\color{lime}{対辺y}\) の 比の値です。

分母が \(\color{hotpink}{斜辺 r}\) 、分子が \(\color{lime}{対辺 y}\) です。

さん
さん

直角三角形は、θが左下、直角が右下に来るようにセットしようね!

例えば、

 

この直角三角形において、 \(\color{red}{\sin{\theta}}\) の値は

\(\color{red}{\sin{\theta}}=\frac{\color{lime}{4}}{\color{hotpink}{5}}\)

となります。

\( \sin{\theta} \) は 正弦 と表現することもあります。

\(\cos{\theta}\) の定義

 

 

\(\cos{\theta}\)

\(\color{red}{\cos{\theta}}=\frac{\color{deepskyblue}{底辺}}{\color{hotpink}{斜辺}}=\frac{\color{deepskyblue}{x}}{\color{hotpink}{r}}\)

\(\color{red}{\cos{\theta}}\) とは、ある角度θを持つ直角三角形の2辺 \(\color{hotpink}{斜辺r}\) と \(\color{deepskyblue}{底辺x}\) の 比の値です。

分母が \(\color{hotpink}{斜辺 r}\) 、分子が \(\color{deepskyblue}{底辺x}\) です。

さん
さん

直角三角形は、θが左下、直角が右下に来るようにセットしようね!(2回目!)

例えば、

 

この直角三角形において、 \(\color{red}{\cos{\theta}}\) の値は

\(\color{red}{\cos{\theta}}=\frac{\color{deepskyblue}{3}}{\color{hotpink}{5}}\)

となります。

\(\cos{\theta}\) は 余弦 と表現することもあります。

\(\tan{\theta}\) の定義

 

 

\(\tan{\theta}\)

\(\color{red}{\tan{\theta}}=\frac{\color{lime}{対辺}}{\color{deepskyblue}{底辺}}=\frac{\color{lime}{y}}{\color{deepskyblue}{x}}\)

\(\color{red}{\tan{\theta}}\) とは、ある角度θを持つ直角三角形の2辺 \(\color{deepskyblue}{底辺x}\) と \(\color{lime}{対辺y}\)の 比の値です。

分母が \(\color{deepskyblue}{底辺x}\)、分子が \(\color{lime}{対辺 y}\) です。

さん
さん

直角三角形は、θが左下、直角が右下に来るようにセットしようね!(3回目!)

例えば、

 

この直角三角形において、 \(\color{red}{\tan{\theta}}\) の値は

\(\color{red}{\tan{\theta}}=\frac{\color{lime}{4}}{\color{deepskyblue}{3}}\)

となります。

\(\tan{\theta}\) は 正接と表現することもあります。

三角比の表とは

三角比の表というのがあります。

それがこちら。

出典:千葉大学理学部数学・情報数理学科 https://www.math.s.chiba-u.ac.jp/~yasuda/sysKOU/cit-H20/trig-table.pdf
生徒
生徒

うわ。数字ばっかりで酔いそう。

この表からは、「角θの三角比の値」と「三角比の値から角θのおおよその値」を読み取ることができます。

三角比の表から「角θの三角比の値」を読み取る。

例えば、角10° の三角比 \(\sin{10°}, \cos{10°}, \tan{10°}\) は

\(\sin{10°}=0.1736\)

\(\cos{10°}=0.9848\)

\(\tan{10°}=0.1763\)

と読み取ることができます。

三角比の表から「三角比の値から角θのおおよその値」を読み取る。

例えば、次の直角三角形の角θの値は

 

\(\color{red}{\sin{\theta}}=\frac{\color{lime}{4}}{\color{hotpink}{5}}=\color{red}{0.8}\)

ですので、三角比の表より

\(\theta \neq 53°\)

と読み取ることができます。

まとめ:直角三角形を用いた三角比の定義

さん
さん

さて、今回のまとめだよ!

三角比は、ある角度θを持つ直角三角形の2辺の比の値のこと。

\(\sin{\theta}\)

\(\color{red}{\sin{\theta}}=\frac{\color{lime}{対辺}}{\color{hotpink}{斜辺}}=\frac{\color{lime}{y}}{\color{hotpink}{r}}\)

\(\cos{\theta}\)

\(\color{red}{\cos{\theta}}=\frac{\color{deepskyblue}{底辺}}{\color{hotpink}{斜辺}}=\frac{\color{deepskyblue}{x}}{\color{hotpink}{r}}\)

\(\tan{\theta}\)

\(\color{red}{\tan{\theta}}=\frac{\color{lime}{対辺}}{\color{deepskyblue}{底辺}}=\frac{\color{lime}{y}}{\color{deepskyblue}{x}}\)

生徒
生徒

また一つ賢くなった!

 

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