半角計算機
任意の角度から sin(θ/2)、cos(θ/2)、tan(θ/2) を計算します。度・ラジアン入力と象限の自動・手動指定に対応しています。
半角計算機
任意の角度から sin(θ/2)、cos(θ/2)、tan(θ/2) を計算します。度・ラジアン入力と象限の自動・手動指定に対応しています。
半角計算機について
半角公式を使うと、完全な角 θ の情報から θ/2 の三角関数の値を求められます。角の二等分、恒等式、符号の判定を一つの簡潔な公式群で結び付けるため、三角法の標準的な道具です。代表的な形は sin(θ/2) = ±√((1 − cosθ)/2) と cos(θ/2) = ±√((1 + cosθ)/2) です。これらが分かれば、比から tan(θ/2) も求められます。この計算機はその手順を自動化し、符号の選択も処理します。
注意が必要なのは符号です。平方根公式が直接与えるのは大きさだけです。平方根は定義上、非負だからです。正弦や余弦が正か負かを決めるには、半角がどの象限にあるかを知る必要があります。象限を「自動」にすると、必要に応じて入力をラジアンに変換したうえで、θ/2 の実際の位置を判定します。入力から決まる幾何学的位置に一致するため、通常は最も安全な選択です。象限を手動で選ぶ場合は、恒等式の特定の符号分岐を選択します。θ/2 の位置を示す追加情報がある教科書の問題で便利です。
半角恒等式は理論と応用の両方で重要です。式の簡約、別の三角恒等式の証明、微積分での正弦・余弦のべきの積分、角の二等分線を含む幾何問題などに現れます。解析幾何や物理では、傾きの形式の変換、振動のモデル化、回転や射影の公式の導出にも使われます。コンピューターグラフィックスや信号処理でも、関連する三角変換の内部で同じ代数関係が使われます。
よくある間違いは、入力角と半角が別の象限にあることを忘れることです。たとえば θ が第3象限でも、θ/2 は第2象限になる場合があり、半角の正弦・余弦の符号は θ 自身の符号と一致しません。もう一つはラジアンと度の混同です。単位が「度」のときだけ 90 は90度を意味します。それ以外では90ラジアンとなり、まったく異なる角度です。
符号の全ケースを手作業で追わず、信頼できる半角の値が必要なときにこの計算機を使ってください。数値結果をすぐに表示し、単位を明確にし、授業の問題で指定された象限と自動検出を簡単に比較できます。
半角の例
次の例は、公式の出力と符号選択の重要性を示します。
| 入力 | 出力 | 注記 |
|---|---|---|
| θ = 90°、象限は自動 | sin(45°)=0.707107, cos(45°)=0.707107, tan(45°)=1.000000 | 90°の半分は45°で第1象限にあるため、正弦と余弦はともに正です。 |
| θ = 240°、象限は自動 | sin(120°)=0.866025, cos(120°)=-0.500000, tan(120°)=-1.732051 | 半角は120°で第2象限にあります。正弦は正、余弦と正接は負です。 |
| θ = π ラジアン、象限は自動 | sin(π/2)=1.000000, cos(π/2)=0.000000, tan 未定義 | 90°またはπ/2ラジアンでは余弦が0のため、正接は有限値として存在しません。 |
半角計算機の使い方
- 「角度」欄に元の角度を入力します。
- 「度」または「ラジアン」を選び、入力を正しく解釈できるようにします。
- 「象限」を「自動」のままにして θ/2 から符号を検出するか、教科書の符号問題では象限を手動で選びます。
- 「半角を計算」をクリックして sin(θ/2)、cos(θ/2)、tan(θ/2) を確認し、「リセット」でフォームを消去します。
半角計算機に関するよくある質問
半角公式にプラスマイナスの符号があるのはなぜですか?
平方根の式が決めるのは半角の正弦または余弦の大きさだけです。実際の符号は θ/2 の象限によって変わるため、幾何学または追加情報から正しい分岐を選ぶ必要があります。
象限の自動検出はいつ使うべきですか?
入力した角度だけで半角の位置が完全に決まる場合は、自動を使ってください。計算機が θ/2 の実際の位置を評価するため、手動で分岐を固定するより符号ミスを減らせます。
tan(θ/2) が未定義になるのはなぜですか?
正接は sin(θ/2) ÷ cos(θ/2) の比なので、cos(θ/2) が0のとき計算できません。半角が90°や270°など、垂直軸上にある場合に起こります。
結果は正確値ですか、それとも近似値ですか?
この計算機は JavaScript の倍精度浮動小数点演算で恒等式を評価し、小数点以下6桁を表示します。√2/2 や √3/2 など多くの代表値は無理数なので、十進計算機では必ず近似値になります。
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