共通テスト数学IIBC '25年第1問 

(1) のとき、方程式
 ・・・@
の解を求めよう。以下では、とおく。このとき、@は
 ・・・A
となる。
(i) 二つの一般角αβが等しければ、は等しい。を満たすθであり、これは@の解の一つである。そして、のとき
となる。
(ii) 太郎さんと花子さんは、以外の@の解を求める方法について話している。

太郎:角が等しくなくても、サインの値が等しくなることがあるね。
花子:サインの値が等しくなるのはどんなときか、単位円を用いて考えてみようか。

Oを原点とする座標平面において、中心がOで、半径が1の円をCとする。さらに、αの動径とCとの交点をPβの動径とCとの交点をQとする。ここで、動径はOを中心とし、その始線はx軸の正の部分とする。
Aが成り立つときに、点
Pと点Qの間につねに成り立つ関係の記述として、次ののうち、正しいものはである。

の解答群
 点Pと点Qは同じ点である。
 点Px座標と、点Qx座標が等しい。
 点Py座標と、点Qy座標が等しい。
 点Pと点Qは、原点Oに関して対称である。

(iii) とする。
の場合を考える。このとき、であるので、Aが成り立つとき、(ii)で考察したことに注意すると、αβ
を満たすことがわかる。これより、のときの@の解
を得る。
の場合を考える。このとき、であるので、Aが成り立つとき、(ii)で考察したことに注意すると、αβ
を満たすことがわかる。これより、のときの@の解
を得る。
以上より、のとき、@の解は
である。

の解答群
(同じものを繰り返し選んでもよい)
 0      π               

(2) のとき、方程式
の解は
である。


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解答 三角関数の方程式@を基礎事項だけで解く、という趣旨なのですが、@を、和を積に直す公式
を用いて解くと、


または

より、
よって、より、
また、より、
よって,とする方が、ア,カ,キ,ク,コ,サ,シ,スだけなら簡単だと思いますが、誘導の途中のエ,オ,ケも聞かれているので、誘導の通りに進めるしかありません。しかもかえって考えにくくなり、オ,ケは少々悩むかも知れません
(安易に答えるとミスするので注意が必要です)θを求めておいて、に代入する方が安全のような気がします。

とおくと、 ・・・A となりますが、とは限らない、ということが本問のポイントになっています。

(1)(i) であればAが成立します。このとき、 ∴  ア 6 ......[]
のとき、 イ 3 ウ 2 ......[]
(ii) 単位円上で、動径(中心Oから伸びる半直線)と始線(x軸正方向)のなす角のsinの値は、動径と円との交点のy座標です。Aは、動径と円との交点PQy座標が等しいと言っているわけです。エ 2 ......[]
PQy座標が等しいとき、y軸のの部分に関してPQが対称になる場合と、y軸のの部分に関してPQが対称になる場合と、2通りあることに注意します。
(iii)のとき、となりますが、このとき、PQの部分にありy軸に関して対称で、となり、です。オ 2 ......[]
 ∴  カ 5 キク 18 ......[]

のとき、となりますが、このとき、PQの部分にありy軸に関して対称で、となり、です。ケ 6 ......[]
 ∴  コサ 17 シス 18 ......[]
以上より、のとき、となります。
(2) とおくと、 ・・・B
であれば、Bが成立します。より、
このときは、
αの動径とβの動径はx軸に関して対称です。
のとき、となりますが、αの動径とβの動径はx軸に関して対称になり得ません。
のとき、となりますが、αの動径とβの動径はの部分にあり、x軸に関して対称で、,よって、 ∴
以上より、のとき、
6 ソタ 11 チツ 18 ......[]



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