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正弦定理と余弦定理が同値であること ~円の方程式を介して~

  • 数学
  • 指導資料
公開日:2019年10月11日
正弦定理と余弦定理が同値であること ~円の方程式を介して~

生徒にとって「正弦定理」と「余弦定理」はまったく別の定理のように映っているらしい。正弦定理と余弦定理は同値である,つまり正弦定理から余弦定理が導かれ,その逆もいえるというと怪訝な顔をする。証明の方向性が異なるし,正弦定理には外接円の半径も関わっているが,余弦定理ではそうではない。また,余弦定理の証明には座標を導入しているが,正弦定理ではそうではない。このようなことから異質の定理というように受け取られているようであるが,正弦と余弦の間には同じ角のときにはそれらの2乗の和は常に1であるという強力な関係(三角比の相互関係の1つ)があり,それらの根っこの部分は同じである。本稿では,生徒にもその同値性がわかるように,円の方程式を利用して証明する。

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山口県立高森高等学校 西元教善

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