京都大学の数学入試問題は一癖あるものが多い。受験勉強に取り組み、かつセンスがないとできないような問題が出題される。今年の、理系問6もそんな感じがする問題。
問6
(1) cos3θ、cos4θをcosθの式で表せ。
(2) pを3以上の素数とする。cosθ=1/pのとき、θ/πは無理数か。
方針:(1)が(2)のヒントになっていることは容易にわかるだろうけれど、私には、どうヒントなのかわからなかった。そこで、cos5θとsin3θ〜 sin5θまで書いてみたら、ようやく解答方針がわかってきた。 (1)のヒントだけで方針を立てろと言われたらつらい。
cos2θ=2cos2θ−1
cos3θ=4cos3θ−3cosθ
cos4θ=8cos4θ−8cos2θ+1
cos5θ=16cos5θ−20cos3θ+5cosθ
sin2θ=2cosθsinθ
sin3θ=(4cos2θ-1) sinθ
sin4θ=(8cos3θ―4cosθ) sinθ
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