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삼각함수의 합성Combining a sin θ + b cos θ · 문제집Worksheet

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문제Problem 1 몸풀기Warm-up

sinθ+cosθ\sin\theta + \cos\thetaRsin(θ+φ)R\sin(\theta + \varphi) 꼴로 합성하고 최댓값을 구하여라.

Combine sinθ+cosθ\sin\theta + \cos\theta into Rsin(θ+φ)R\sin(\theta + \varphi) form and find its maximum.

문제Problem 2 몸풀기Warm-up

y=3sinθ+4cosθy = 3\sin\theta + 4\cos\theta의 최댓값과 최솟값을 구하여라.

Find the maximum and minimum of y=3sinθ+4cosθy = 3\sin\theta + 4\cos\theta.

문제Problem 3 몸풀기Warm-up

3sinθ+cosθ\sqrt3\sin\theta + \cos\theta를 합성하여라.

Combine 3sinθ+cosθ\sqrt3\sin\theta + \cos\theta.

문제Problem 4 핵심Core

합성 정리를 증명하여라: 임의의 aa, bb(둘 다 00은 아님)에 대해 R=a2+b2R = \sqrt{a^2+b^2}과 적당한 각 φ\varphi가 존재하여

asinθ+bcosθ=Rsin(θ+φ)(모든 θ).a\sin\theta + b\cos\theta = R\sin(\theta + \varphi) \quad (\text{모든 } \theta).

Prove the combination theorem: for any aa, bb (not both 00), there exist R=a2+b2R = \sqrt{a^2+b^2} and an angle φ\varphi with

asinθ+bcosθ=Rsin(θ+φ)(all θ).a\sin\theta + b\cos\theta = R\sin(\theta + \varphi) \quad (\text{all } \theta).

문제Problem 5 핵심Core

[0°,360°)[0°, 360°)에서 방정식 sinθ3cosθ=1\sin\theta - \sqrt3\cos\theta = 1을 풀어라.

Solve sinθ3cosθ=1\sin\theta - \sqrt3\cos\theta = 1 on [0°,360°)[0°, 360°).

문제Problem 6 핵심Core

방정식 2sinθ+3cosθ=42\sin\theta + 3\cos\theta = 4는 해를 갖는가? 일반 판정 기준과 함께 답하여라.

Does 2sinθ+3cosθ=42\sin\theta + 3\cos\theta = 4 have a solution? Answer with the general criterion.

문제Problem 7 핵심Core

y=sinθ+cosθ+1y = \sin\theta + \cos\theta + 1의 치역을 구하여라.

Find the range of y=sinθ+cosθ+1y = \sin\theta + \cos\theta + 1.

문제Problem 8 핵심Core

합성의 두 상수 RRφ\varphi가 좌표평면의 점 (a,b)(a, b)에서 어떻게 읽히는지 설명하여라 — 그리고 이 "쌍을 점으로 읽는" 관점이 무엇의 예고인지 말하여라.

Explain how the combination's two constants RR and φ\varphi are read off the point (a,b)(a, b) in the plane — and what this "pair as a point" viewpoint previews.

문제Problem 9 도전Challenge

y=sin2θ+sinθcosθy = \sin^2\theta + \sin\theta\cos\theta의 최댓값을 구하여라.

Find the maximum of y=sin2θ+sinθcosθy = \sin^2\theta + \sin\theta\cos\theta.

문제Problem 10 도전Challenge

같은 주기의 두 사인파 AsinxA\sin xBsin(x+δ)B\sin(x + \delta)의 합이 다시 같은 주기의 사인파 하나임을 증명하여라.

Prove that the sum of two same-period sine waves AsinxA\sin x and Bsin(x+δ)B\sin(x + \delta) is again one sine wave of that period.

문제Problem 11 도전Challenge

단위원 위를 움직이는 점 P(cosθ,sinθ)P(\cos\theta, \sin\theta)에서 직선 3x+4y=103x + 4y = 10까지의 거리의 최솟값을 — 합성으로, 그리고 기하로 두 번 — 구하여라.

Find the minimum distance from a point P(cosθ,sinθ)P(\cos\theta, \sin\theta) moving on the unit circle to the line 3x+4y=103x + 4y = 10 — twice: by combination, and by geometry.

문제Problem 12 경시Contest

sin3θ+cos3θ\sin^3\theta + \cos^3\theta의 최댓값을 구하여라.

Find the maximum of sin3θ+cos3θ\sin^3\theta + \cos^3\theta.

문제Problem 13 경시Contest

삼상 교류의 기본 항등식을 증명하여라:

sinθ+sin(θ+120°)+sin(θ+240°)=0(모든 θ)\sin\theta + \sin(\theta + 120°) + \sin(\theta + 240°) = 0 \quad (\text{모든 } \theta)

Prove the fundamental identity of three-phase power:

sinθ+sin(θ+120°)+sin(θ+240°)=0(all θ)\sin\theta + \sin(\theta + 120°) + \sin(\theta + 240°) = 0 \quad (\text{all } \theta)