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記事No.89129に関するスレッドです

  京都大学過去問 / Higashino
複素数平面

京都大学過去問

何卒よろしくお願いします

以下問題

No.89129 - 2024/10/15(Tue) 13:00:37

Re: 東京医大過去問 / ヨッシー
京大でも複素数平面でもないですが、問題合ってますか?

普通に、5倍角の公式
 cos5θ=16cos^5θ−20cos^3θ+5cosθ
から一発では?

No.89130 - 2024/10/15(Tue) 13:39:47

Re:   京都大学過去問 / Higashino
 早速のご回答ありがとうございます

5倍速の公式を覚えていること自体が、私には信じられなんてないすごいです

この問題が発展して

cos6θ cos7θ

のようになれば、どのように考えるかと言うことがその問題の主題だと思うのですが

ヨッシー先生はいかがお考えでしょうか?

No.89131 - 2024/10/15(Tue) 14:07:52

Re:   京都大学過去問 / Higashino
この問題は、過去に京都大学でも出題されています

私は2倍角の公式までが限界で、それ以降は覚えられません
和席の公式などとなると、もう1つも覚えていません

三角関数が、どうしても苦手なのは、そこら辺にあるのかもしれません

何卒よろしくお願いいたします

No.89132 - 2024/10/15(Tue) 14:43:19

Re:   京都大学過去問 / IT
ヨッシーさん
> 普通に、5倍角の公式
>  cos5θ=16cos^5θ−20cos^3θ+5cosθ
> から一発では?

入試の答案としては、5倍角の公式の証明が必要では?

No.89136 - 2024/10/15(Tue) 18:56:19

Re:   京都大学過去問 / IT
> この問題は、過去に京都大学でも出題されています
1996年後期 京都大学文系で
(1)cos5θ=f(cosθ)を満たす多項式f(x)を求めよ
(2)省略 (1)を使う問題
が出題されているようです。

No.89137 - 2024/10/15(Tue) 19:36:53

Re:   京都大学過去問 / らすかる
cos5θ,cos6θ,cos7θの導出例

cos2θ=2(cosθ)^2-1
cos4θ=2(cos2θ)^2-1=2{2(cosθ)^2-1}^2-1=8(cosθ)^4-8(cosθ)^2+1
sin2θ=2sinθcosθ
sin4θ=2sin2θcos2θ=2(2sinθcosθ){2(cosθ)^2-1}={8(cosθ)^3-4cosθ}sinθ

cos5θ=cos4θcosθ-sin4θsinθ
={8(cosθ)^4-8(cosθ)^2+1}cosθ-{8(cosθ)^3-4cosθ}sinθ・sinθ
={8(cosθ)^4-8(cosθ)^2+1}cosθ-{8(cosθ)^3-4cosθ}{1-(cosθ)^2}
=16(cosθ)^5-20(cosθ)^3+5cosθ

sin5θ=sin4θcosθ+cos4θsinθ
={8(cosθ)^3-4cosθ}sinθ・cosθ+{8(cosθ)^4-8(cosθ)^2+1}・sinθ
={16(cosθ)^4-12(cosθ)^2+1}sinθ

cos6θ=cos5θcosθ-sin5θsinθ
={16(cosθ)^5-20(cosθ)^3+5cosθ}cosθ-{16(cosθ)^4-12(cosθ)^2+1}sinθ・sinθ
={16(cosθ)^5-20(cosθ)^3+5cosθ}cosθ-{16(cosθ)^4-12(cosθ)^2+1}{1-(cosθ)^2}
=32(cosθ)^6-48(cosθ)^4+18(cosθ)^2-1

sin6θ=sin5θcosθ+cos5θsinθ
={16(cosθ)^4-12(cosθ)^2+1}sinθ・cosθ+{16(cosθ)^5-20(cosθ)^3+5cosθ}sinθ
={32(cosθ)^5-32(cosθ)^3+6cosθ}sinθ

cos7θ=cos6θcosθ-sin6θsinθ
={32(cosθ)^6-48(cosθ)^4+18(cosθ)^2-1}cosθ
   -{32(cosθ)^5-32(cosθ)^3+6cosθ}sinθ・sinθ
={32(cosθ)^6-48(cosθ)^4+18(cosθ)^2-1}cosθ
   -{32(cosθ)^5-32(cosθ)^3+6cosθ}{1-(cosθ)^2}
=64(cosθ)^7-112(cosθ)^5+56(cosθ)^3-7cosθ

No.89138 - 2024/10/16(Wed) 02:17:33

Re:   京都大学過去問 / Higashino
ご回答ありがとうございます

早速ですが、私は次のように考えました

答案で使った漸化式は 慶応大学医学部等で証明で出題されたりしております

以下答案

No.89139 - 2024/10/16(Wed) 03:26:58

Re:   京都大学過去問 / IT
複素数平面とあるので
ドモアブルの定理でcos5θ+isin5θ=(cosθ+isinθ)^5 で右辺を展開して
(sinθ)^2=1-(cosθ)^2 を使って実部の係数をcosθで表す方法が想定されているのかも

No.89140 - 2024/10/16(Wed) 07:25:08

Re:   京都大学過去問 / ヨッシー
ITさん
> 入試の答案としては、5倍角の公式の証明が必要では?
もちろん、公式を作るのですよ。
私はこちらを持っているので、すぐ参照できましたが。

No.89143 - 2024/10/16(Wed) 08:57:53