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東京薬科大学 私立 東京薬科大学 2014年 第4問
中心$\mathrm{O}$,半径$1$の円周上に定点$\mathrm{A}$と動点$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$があり,$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$は常に$\angle \mathrm{PAQ}={120}^\circ$を満たしながら動いている.$\angle \mathrm{OAP}=\theta$として次の各問に答えよ.ただし,$*$については$+,\ -$の$1$つが入る.

(1)$\theta$の動ける範囲は${[あい]}^\circ<\theta<{[うえ]}^\circ$である.
(2)$\mathrm{AP}$,$\mathrm{AQ}$を$\sin \theta$,$\cos \theta$を用いて表すと,
\[ \mathrm{AP}=[お] \cos \theta,\quad \mathrm{AQ}=\sqrt{[か]} \sin \theta+[$*$ き] \cos \theta \]
となる.
(3)$\triangle \mathrm{OPQ}$の面積は,点$\mathrm{P}$,$\mathrm{Q}$がどこにあっても常に$\displaystyle \frac{\sqrt{[く]}}{[け]}$である.
(4)$\triangle \mathrm{APQ}$の面積$S(\theta)$を$\sin 2\theta$,$\cos 2\theta$を用いて表すと,
\[ S(\theta)=\frac{[こ]}{[さ]} \sin 2\theta-\frac{\sqrt{[し]}}{[す]} \cos 2\theta-\frac{\sqrt{[せ]}}{[そ]} \]
となり,$S(\theta)$は$\theta={[たち]}^\circ$のとき最大値$\displaystyle \frac{\sqrt{[つ]}}{[て]}$をとる.
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「うえ」とは・・・

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