Cheat Sheet

三角関数の値 Formulas

単位円上の 16 の標準角度における sin、cos、tan のすべての値、加えて直角三角形と単位円の二つの定義、ASTC の符号則、ラジアン換算をまとめました。宿題・試験・実務での参照用にブックマーク推奨。

sin・cos・tan の本当の意味

正弦(sin\sin)、余弦(cos\cos)、正接(tan\tan)は三角関数の三大基本関数です。角度を三角形の辺の比に変換し、一つの比が分かれば残りも導けます。

直角三角形での定義。 直角三角形の鋭角 θ\theta について:sinθ=対辺斜辺\sin\theta=\dfrac{\text{対辺}}{\text{斜辺}}cosθ=隣辺斜辺\cos\theta=\dfrac{\text{隣辺}}{\text{斜辺}}tanθ=対辺隣辺\tan\theta=\dfrac{\text{対辺}}{\text{隣辺}}。語呂合わせの SOH-CAH-TOA(ソカトア)で三つまとめて覚えられます。

単位円での定義。 原点中心・半径 1 の単位円上で、角 θ\theta に対応する点の座標は (cosθ,sinθ)(\cos\theta,\sin\theta)。つまり sinθ\sin\theta が y 座標、cosθ\cos\theta が x 座標、tanθ=sinθcosθ\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta} は原点を通る角 θ\theta の傾きです。だから sin・cos・tan は鋭角に限らず任意の実数角(負の角や 360° を超える角)まで拡張できます。

第 1 象限の値(0°–90°)

角度ラジアンsincostan

00

00

11

00

30°

π6\dfrac{\pi}{6}

12\dfrac{1}{2}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

45°

π4\dfrac{\pi}{4}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

11

60°

π3\dfrac{\pi}{3}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12\dfrac{1}{2}

3\sqrt{3}

90°

π2\dfrac{\pi}{2}

11

00

未定義

tan90°\tan 90° は未定義です。cos90°=0\cos 90° = 0 となり、0 で割ることができないためです。θ\theta が 90° に下から近づくと tanθ+\tan\theta\to+\infty に発散します。

単位円の全 16 角度(0°–360°)

角度ラジアンsincostan

00

00

11

00

30°

π6\dfrac{\pi}{6}

12\dfrac{1}{2}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

45°

π4\dfrac{\pi}{4}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

11

60°

π3\dfrac{\pi}{3}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12\dfrac{1}{2}

3\sqrt{3}

90°

π2\dfrac{\pi}{2}

11

00

未定義

120°

2π3\dfrac{2\pi}{3}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12-\dfrac{1}{2}

3-\sqrt{3}

135°

3π4\dfrac{3\pi}{4}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

1-1

150°

5π6\dfrac{5\pi}{6}

12\dfrac{1}{2}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33-\dfrac{\sqrt{3}}{3}

180°

π\pi

00

1-1

00

210°

7π6\dfrac{7\pi}{6}

12-\dfrac{1}{2}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

225°

5π4\dfrac{5\pi}{4}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

11

240°

4π3\dfrac{4\pi}{3}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12-\dfrac{1}{2}

3\sqrt{3}

270°

3π2\dfrac{3\pi}{2}

1-1

00

未定義

300°

5π3\dfrac{5\pi}{3}

32-\dfrac{\sqrt{3}}{2}

12\dfrac{1}{2}

3-\sqrt{3}

315°

7π4\dfrac{7\pi}{4}

22-\dfrac{\sqrt{2}}{2}

22\dfrac{\sqrt{2}}{2}

1-1

330°

11π6\dfrac{11\pi}{6}

12-\dfrac{1}{2}

32\dfrac{\sqrt{3}}{2}

33-\dfrac{\sqrt{3}}{3}

360°

2π2\pi

00

11

00

ヒント:どの角の関数値も参照角(x 軸からの最短角)の値と絶対値は同じで、符号だけが象限で決まります。

逆数の関数:csc・sec・cot

角度csc (1/sin)sec (1/cos)cot (1/tan)

未定義

11

未定義

30°

22

233\dfrac{2\sqrt{3}}{3}

3\sqrt{3}

45°

2\sqrt{2}

2\sqrt{2}

11

60°

233\dfrac{2\sqrt{3}}{3}

22

33\dfrac{\sqrt{3}}{3}

90°

11

未定義

00

csc・sec・cot は sin・cos・tan の逆数です。元の関数が 0 となる点では逆数が未定義になります。

象限ごとの符号 — ASTC ルール

象限角度範囲正となる関数
Q1

0°–90°

A すべて — sin・cos・tan(および csc・sec・cot)

Q2

90°–180°

Sin だけ(および逆数 csc)

Q3

180°–270°

Tan だけ(および逆数 cot)

Q4

270°–360°

Cos だけ(および逆数 sec)

英語の語呂合わせ All Students Take Calculus:Q1 から反時計回りに All・Sin・Tan・Cos。

度 ↔ ラジアン 換算

一周は 360°、すなわち 2π2\pi ラジアン。換算式:ラジアン=×π180\text{ラジアン} = \text{度}\times\dfrac{\pi}{180}=ラジアン×180π\text{度} = \text{ラジアン}\times\dfrac{180}{\pi}

覚えるべき定番:30°=π630°=\dfrac{\pi}{6}45°=π445°=\dfrac{\pi}{4}60°=π360°=\dfrac{\pi}{3}90°=π290°=\dfrac{\pi}{2}180°=π180°=\pi270°=3π2270°=\dfrac{3\pi}{2}360°=2π360°=2\pi

暗記のコツ:√n/2 の手のひら法

第 1 象限の 5 つの特殊角では sin\sin がきれいなパターンに従います:sinθ=n2\sin\theta=\dfrac{\sqrt{n}}{2}n=0,1,2,3,4n=0,1,2,3,4 がそれぞれ θ=0°,30°,45°,60°,90°\theta=0°,30°,45°,60°,90° に対応。

したがって sin0°=02=0\sin 0°=\dfrac{\sqrt{0}}{2}=0sin30°=12=12\sin 30°=\dfrac{\sqrt{1}}{2}=\dfrac{1}{2}sin45°=22\sin 45°=\dfrac{\sqrt{2}}{2}sin60°=32\sin 60°=\dfrac{\sqrt{3}}{2}sin90°=42=1\sin 90°=\dfrac{\sqrt{4}}{2}=1cos\cos は同じ 5 つの値を逆順に読むだけ。

よくある質問

tanθ=sinθcosθ\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta} で、cos90°=0\cos 90°=0 となるため、0 で割ることができず tan90°\tan 90° は未定義になります。θ\theta が 90° に下から近づくと tanθ+\tan\theta\to+\infty、上から近づくと tanθ\tan\theta\to-\infty に発散します。

sin は角度を入力して(−1 と 1 の間)を返します。arcsin(sin1\sin^{-1} または arcsin\arcsin)はその逆関数で、を入力して角度を返します。たとえば sin30°=0.5\sin 30°=0.5arcsin(0.5)=30°\arcsin(0.5)=30°。注意:sin1θ\sin^{-1}\theta1sinθ\dfrac{1}{\sin\theta} ではありません —— それは cscθ\csc\theta です。

三つを組み合わせます:(1) 第 1 象限 5 つの sin に √n/2 の手のひら法;(2) 第 1 象限 cos は同じ 5 値を逆順に読む;(3) 第 2〜第 4 象限は参照角(x 軸からの距離)を求めて Q1 値をコピーし、ASTC で符号を付ける。これで 16 角度すべてを瞬時に再構成できます。

第 1 象限の 5 つの特殊角 — 0°、30°、45°、60°、90° — の sin と cos の値(合計 10 個)。tan は tan=sincos\tan=\dfrac{\sin}{\cos} で導けます。ASTC の符号則と組み合わせれば、数学 II・数学 III・大学受験(共通テスト / センター)・SAT・AP などほぼ全ての出題角をカバーできます。