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単語帳
高校2年生 (16-17歳)

三角関数の活用

Applications of Trigonometry

三角形は辺と角が互いに結び付いていて、いくつか分かれば残りも求められます。 正弦定理は各辺を対角の正弦で割った値がすべて外接円の直径 2R に等しいという関係で、余弦定理 c² = a² + b² − 2ab cos C は挟角が直角のときピタゴラスの定理に戻る一般化された式です。 さらに面積公式 S = (1/2)ab sin C を使えば、測量や航海のように直接測れない距離や角も計算できます。 このページでは頂点や辺、挟角をスライダーで変えながら、二つの定理が三角形をどう決めるのかを見てみましょう。

正弦定理 — 外接円との関係
50°
正弦定理
asin A = bsin B = csin C = 2R
各辺を対角の正弦で割ると外接円の直径に等しい
💡 正弦定理の核心
①「辺/対角の正弦」は常に外接円の直径(2R)に等しい
②2 角と 1 辺が分かれば残りも求まる
③面積:S = (1/2)ab sin C
余弦定理 — 一般化したピタゴラス
4
3
60°
余弦定理
c² = a² + b² - 2ab cos C
C = 90° のときピタゴラスの定理に還元
三角形の面積
面積公式(2 辺+挟角)
S = 12 ab sin C
2 辺の長さと挟角で面積を計算
ヘロンの公式
S = √(s(s-a)(s-b)(s-c)), s = a+b+c2
3 辺の長さのみから面積
📐 どの公式を使う?
①2 辺+挟角 → S = (1/2)ab sin C
②3 辺のみ → ヘロンの公式
③1 辺+両端角 → 正弦定理で辺を求めてから面積
実生活への応用
🌍 三角関数が使われる場面
①測量:建物・山の高さ
②航海:2 地点間の距離計算
③物理:力の分解、ベクトル合成
④建築:屋根の勾配、構造設計
まとめ
正弦定理
asin A = bsin B = csin C = 2R
辺/対角の正弦 = 外接円の直径
余弦定理
c² = a² + b² - 2ab cos C
ピタゴラスの定理の一般化
🎯 試験ポイント
①正弦定理:角-辺対応(ASA, AAS)
②余弦定理:2 辺+挟角 or 3 辺(SAS, SSS)
③面積:S = (1/2)ab sin C
④C = 90° で cos C = 0 → ピタゴラス
⑤正弦定理から外接円半径 R も得られる
例題と過去問
例題 1
三角形 ABC で a = 8, sin A = 1/2 のとき、外接円の半径 R を求めよ。
1
正弦定理より a/sin A = 2R。
2R = asin A = 81/2
2
計算して R を求める。
2R = 16, R = 8
R = 8
正弦定理 a/sin A = 2R で外接円の半径を求める。
例題 2
2辺 a = 5, b = 3 と挟む角 C = 60° のとき、余弦定理で辺 c を求めよ。
1
余弦定理 c² = a² + b² − 2ab cos C に代入する。
c² = 5² + 3² - 2(5)(3) cos 60°
2
cos 60° = 1/2 を代入して計算する。
c² = 25 + 9 - 30 × 12 = 19, c = √19
c = √19
2辺と挟む角が分かれば、余弦定理で残りの辺を求める。
2023 修能 数学 類題
2辺 a = 4, b = 6 と挟む角 C = 30° の三角形の面積は?
6
12
6√3
3
12√3
① 6
1
面積公式 S = (1/2)ab sin C に代入する。
S = 12 × 4 × 6 × sin 30°
2
sin 30° = 1/2 を代入する。
S = 12 × 12 = 6
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