三角比の練習問題|解説付き10問テストと公式まとめ【数学Ⅰ】

数学Ⅰ・図形と計量

三角比を10問ずつ。
解いたあとに、解き方まで確認。

sin・cos・tanの定義から、鈍角の符号、相互関係、 正弦定理・余弦定理、三角形の面積まで。 全30問から10問を出題する、解説付きの無料確認テストです。

答えを選ぶと、その場で正解と解説が表示されます。 迷った内容は、このページの公式表や例題で復習できます。

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三角比の練習問題|解説付き10問テスト

6つの分野から少なくとも1問ずつ出題します。 計算が必要な問題は、紙に途中式を書いてから選んでみましょう。

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三角比とは?sin・cos・tanの定義

三角比は、直角三角形の辺の長さの比を、角度と結び付けたものです。 まず、基準にする角θを決めます。 「対辺」はθの向かい側の辺、「隣辺」はθに接する斜辺以外の辺、 「斜辺」は直角の向かい側にある最も長い辺です。

sinθ = 対辺 ÷ 斜辺
cosθ = 隣辺 ÷ 斜辺
tanθ = 対辺 ÷ 隣辺

図を回転させても、基準の角から見た辺の関係は変わりません。 「縦・横」だけで覚えず、どの角から見た対辺・隣辺なのかを確認しましょう。

例題|辺の長さから三角比を求める

角θから見た対辺が5、隣辺が12、斜辺が13の直角三角形があります。 sinθ、cosθ、tanθを求めましょう。

sinθ=5/13、cosθ=12/13、tanθ=5/12

sinとcosの分母は斜辺の13です。 tanの分母は隣辺の12になる点に注意しましょう。

直角三角形による定義では0°<θ<90°を考えます。 0°・90°・鈍角・180°の値は、単位円の座標を使って考えます。

三角比の表|0°〜180°の基本値

最初に30°・45°・60°の値を確認し、鈍角では符号を判断します。 tanはsinをcosで割った値ですが、cosが0になる90°では定義されません。

よく使う角度のsin・cos・tan
θ sinθ cosθ tanθ
0°010
30°1/2√3/2√3/3
45°√2/2√2/21
60°√3/21/2√3
90°10定義されない
120°√3/2−1/2−√3
135°√2/2−√2/2−1
150°1/2−√3/2−√3/3
180°0−10

30°・45°・60°の覚え方

30°・60°は、正三角形を半分にした直角三角形で考えます。 30°・60°・90°の向かい側の辺の比は1:√3:2です。 45°は直角二等辺三角形なので、 2つの直角を挟む辺と斜辺の比は1:1:√2になります。

例えばtan30°は「30°の対辺÷隣辺」なので1/√3。 分母を有理化すると√3/3となり、表の値と一致します。 同様に1/√2と√2/2も同じ値です。

鈍角の三角比|sinは正、cos・tanは負

単位円上の点をPとすると、Pのx座標がcosθ、y座標がsinθです。 90°<θ<180°では点Pが左上にあるため、 x座標は負、y座標は正になります。

90°<θ<180°のとき
sinθ > 0、cosθ < 0、tanθ < 0

120°なら180°−60°、150°なら180°−30°と考えると、 鋭角の基本値を使って計算できます。

例題|120°の三角比

sin120°=sin60°=√3/2
cos120°=−cos60°=−1/2
tan120°=−tan60°=−√3

3つともマイナスになるわけではありません。 値を覚えるときも、先に単位円の位置から符号を確認します。

三角比の相互関係|公式と符号の決め方

三角比のうち1つが分かっているときは、相互関係を使います。

sin2θ + cos2θ = 1
tanθ = sinθ / cosθ
1 + tan2θ = 1 / cos2θ

sin2θは(sinθ)2の意味です。 2つ目・3つ目の式はcosθ≠0のときに使います。

例題|sinθからcosθとtanθを求める

θが鈍角で、sinθ=5/13のとき、cosθとtanθを求めましょう。

cos2θ=1−(5/13)2
=1−25/169
=144/169

ここからcosθ=±12/13と分かります。 θは鈍角なのでcosθは負となり、 cosθ=−12/13です。

tanθ=(5/13)÷(−12/13)=−5/12

2乗を外した直後に正の値だけを書かず、 角度の範囲から符号を決めることが大切です。

正弦定理・余弦定理・面積公式の使い分け

三角形ABCでは、角A・B・Cの向かい側の辺を、 それぞれa・b・cとします。 公式を選ぶ前に、分かっている辺と角を図に書き込みましょう。

問題の条件から使う公式を選ぶ
分かっている条件 使う公式の目安 確認すること
1辺とその対角、外接円の半径 正弦定理 辺と向かい側の角を対応させる
2辺と、その間の角 余弦定理で残りの辺を求める 使う角が本当に2辺の間にあるか
3辺の長さ 余弦定理で角のcosを求める 求める角の対辺をaに対応させる
2辺と、その間の角から面積を求める 面積公式 S=(1/2)bc sinA cosではなくsinを使う
3辺から面積を求める 余弦定理 → 相互関係 → 面積公式 三角形の内角なのでsinは正

正弦定理の例題|外接円の半径を求める

a / sinA = b / sinB = c / sinC = 2R

Rは三角形の外接円の半径です。 式の右辺は半径Rではなく、直径にあたる2Rになっています。

例題|a=6、A=30°のときのR

a / sinA=2Rに代入すると、
6 / sin30°=2R
6 / (1/2)=2R
12=2R

したがって、R=6です。

途中で出てきた12は直径です。 最後に「半径を求める問題だったか」を確認しましょう。

余弦定理の例題|2辺とその間の角から辺を求める

a2 = b2 + c2 − 2bc cosA

角Aは辺bと辺cの間にある角です。 角Aの向かい側の辺aを求めるときに使います。

例題|b=4、c=5、A=60°のときのa

a2=42+52−2×4×5×cos60°
=16+25−40×(1/2)
=21

求まったのはa2なので、 辺の長さはa=√21です。

辺の長さは正です。 「a=21」や「a=±√21」で終わらないようにしましょう。

三角形の面積|2辺とその間の角を使う

S = (1/2)bc sinA
= (1/2)ca sinB
= (1/2)ab sinC

掛け合わせる2辺と、その間の角を対応させます。 aとbを使う場合、その間の角はCです。

例題|b=4、c=5、A=60°のときの面積

S=(1/2)×4×5×sin60°
=10×(√3/2)
=5√3

先ほどの余弦定理の例題と同じ条件でも、 求めたいものが面積なら、この公式を直接使えます。

3辺しか分からない場合はどうする?

  1. 余弦定理で、1つの角のcosを求めます。
  2. sin2θ+cos2θ=1からsinを求めます。
  3. 面積公式に代入します。

例題|3辺が13・14・15の三角形

a=13、b=14、c=15として、角Aのcosを求めます。

cosA=(142+152−132) / (2×14×15)
=252/420=3/5

sin2A=1−(3/5)2=16/25。
Aは三角形の内角なのでsinA>0となり、sinA=4/5です。

S=(1/2)×14×15×(4/5)=84

空間図形では、まず求める面を取り出す

切断面が三角形なら、三平方の定理などを使って辺の長さを求め、 平面の三角形として考えます。 切断面が四角形以上になる場合は、三角形への分割なども検討しましょう。 切断面が必ず三角形になるわけではありません。

三角比の練習問題でよくある間違い

間違えやすいところ 見直すポイント
sinとcosを逆にする 基準の角を丸で囲み、対辺と隣辺を確認する
鈍角のcosを正にする 単位円では左側にあるので、x座標は負になる
2乗を外したとき、符号を確認しない 角度の範囲から正負を決める
外接円の半径を2倍で答える 正弦定理で求めた値がRなのか2Rなのかを見る
余弦定理で出たa²を、そのまま答える 求めたい辺の長さaまで計算する
面積公式にcosを使う 面積は2辺とその間の角のsinを使う

解き直すときは、正解の選択肢を覚えるだけで終わらず、 「なぜこの公式を使うのか」を短く説明してみましょう。 途中式を見ずにもう一度計算できれば、理解を確かめられます。

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三角比の練習についてよくある質問

三角比が苦手です。どこから始めればよいですか?

最初は直角三角形で、角θ・対辺・隣辺・斜辺を確認しましょう。 次に30°・45°・60°の基本値、鈍角の符号、相互関係へ進みます。 公式の使い分けで迷う場合は、正弦定理・余弦定理の比較表を使ってください。

問題は10問だけですか?

問題は全部で30問あり、1回につき10問を出題します。 結果画面の「別の10問に挑戦する」から、もう一度取り組めます。 再挑戦では、前に解いた問題が含まれることもあります。

定期テスト対策に使えますか?

定義・基本値・公式の選び方を確認する練習に使えます。 確認後は学校の問題集にも取り組み、 図の書き込みや途中式を自分で書く練習につなげましょう。

三角比と三角関数の違いは何ですか?

このページは数学Ⅰの「図形と計量」を対象にしています。 数学Ⅱでは角の範囲を広げ、弧度法・グラフ・加法定理などを学びます。 その範囲は 三角関数チェック で確認できます。

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