• การหาระยะทางและความสูง

    ในการวัดระยะทางที่การวัดแบบว่า วัดได้ยาก เข้าไปวัดแบบโดยตรงไม่ได้ เช่นการวัดความสูงของตึก การวัดระยะระหว่างสถานที่สองแห่งที่มีเนินเขากั้นกลาง  ปัญหาการวัดระยะนี้ อาจนำความรู้เรื่องฟังก์ชันตรีโกณมิติ ความรู้เรื่องมุมก้ม (angle of depression) และ มุมเงย (angle of elevation) กฎของไซน์และโคไซน์มาช่วยหาได้ดังตัวอย่างต่อไปนี้

    ตัวอย่างที่ 1 ต้องการขึงเชือกจากจุด \(A\) กับยอดเสาธง ซึ่งจุด \(A\) ทำมุม \(45^{\circ}\) กับยอดเสาธง และจุด \(A\) อยู่ห่างจากโคนเสาธง \(10\) เมตร  ถามว่าจะต้องใช้เชือกยาวกี่เมตรจึงจะขึงเชือกยอดเสาธงถึงจุด \(A\) ได้

    วิธีทำ กำหนดให้ \(AB\) คือความยาวของเชือกที่ขึงระหว่างจุด \(A\) และยอดเสาธง ข้อนี้ใช้ความรู้เรื่องอัตราส่วนตรีโกณมิติในการหาคำตอบครับ จากรูปจะได้ว่า

    \(\cos 45^{\circ}=\frac{AC}{AB}\)  เราต้องการหาความยาวของ \(AB\) เริ่มหากันเลยครับผม

    \begin{array}{lcl}\cos 45^{\circ}&=&\frac{AC}{AB}\\AB&=&\frac{AC}{\cos 45^{\circ}}\\AB&=&\frac{10}{\frac{\sqrt{2}}{2}}\\AB&=&10\times \frac{2}{\sqrt{2}}\\AB&=&\frac{20}{\sqrt{2}}\\AB&=&\frac{20}{\sqrt{2}}\times \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}\\AB&=&10\sqrt{2}\end{array}

    เนื่องจาก \(\sqrt{2}\approx 1.414\) ดังนั้น

    \(AB=10\sqrt{2}=10\times 1.414=14.14\)

     ดังนั้นต้องใช้เชือกในการขึงยาวประเมาณ 14.14 เมตร 


    ตัวอย่างที่ 2 เนตรยืนอยู่บนสนามแห่งหนึ่งมองเห็นยอดเสาธงเป็นมุมเงย 15 องศา แต่เมื่อเดินตรงเข้าไปหาเสาธงอีก 60 เมตร เขามองเห็นยอดเสาธงเป็ฯมุมเงย 75 องศา ถ้าเนตรสูง 150 เซนติเมตร จงหาความสูงของเสาธง

    วิธีทำ  ให้ CD เป็นความสูงของเสาธงที่อยู่เหนือระดับสายตา

    จุด A เป็นจุดที่เนตรมองเห็นยอดเสาธงในครั้งแรก

    จุด B เป็นจุดที่เนตรมองยอดเสาธงในครั้งหลัง และระยะทาง AB เท่ากับ 60 เมตร

    เนื่องจาก \(C\hat{A}D=15^{\circ}\)  และ  \(C\hat{B}D=75^{\circ}\)

    จะได้ \(A\hat{D}B=60^{\circ}\) 

    ในรูป \(\triangle{ABD}\) จากกฎของไซน์ จะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\frac{sin 15^{\circ}}{BD}&=&\frac{sin 60^{\circ}}{AB}\\BD&=&\frac{ABsin 15^{\circ}}{sin 60^{\circ}}\end{array}

    ใน \(\triangle{BCD}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}CD&=&BD sin 75^{\circ}\\&=&(\frac{AB sin 15^{\circ}}{sin 60^{\circ}})sin 75^{\circ}\\&=&60\times \frac{2}{\sqrt{3}}sin 15^{\circ}sin 75^{\circ}\\&=&\frac{60}{\sqrt{3}}\times 2 sin 15^{\circ} cos 15^{\circ}\\&=&\frac{60\sqrt{3}}{3} sin 2(15^{\circ})\\&=&20\sqrt{3} sin 30^{\circ}\\&=&20\sqrt{3}\times \frac{1}{2}\\&=&10\sqrt{3}\\&\approx&17.32\end{array}

    นั่นคือ เสาธงมีความสูงเหนือระดับสายตายเนตรเท่ากับ 17.32 เมตร

    นั่นคือ เสาธงนี้มีความสูงจริงๆเท่ากับ \(17.32+1.50=18.82 \) เมตร


    ตัวอย่างที่ 3 จากหน้าผาซึ่งสูง 200 เมตร เหนือระดับน้ำทะเล ผู้สังเกตการณ์คนหนึ่งมองเห็นเรือสองลำทอดสมออยู่ในทะเลเป็นมุมก้ม 40 องศา และ 60 องศา ตามลำดับ เส้นระดับสายตาเส้นเดียวกัน อยากทราบว่าเรือทั้งสองลำนั้นอยู่ห่างกันเท่าใด

    วิธีทำ

    ให้ CD เป็นหน้าผาสูง 200 เมตร

    A และ B เป็นเรือสองลำ ให้เรือทั้งสองห่างกัน \(x\) เมตร โดยใช้ความรู้เรื่องเส้นขนาน จะได้ว่า 

    \(D\hat{A}C=40^{\circ}\) และ \(D\hat{B}C=60^{\circ}\)

    ฉะนั้น \(A\hat{D}B=60^{\circ}-40^{\circ}=20^{\circ}\)

    ใน \(\triangle{BCD}\) เราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl} sin C\hat{B}D&=&\frac{CD}{BD}\\sin 60^{\circ}&=&\frac{200}{BD}\\\frac{\sqrt{3}}{2}&=&\frac{200}{BD}\\BD&=&\frac{200}{\frac{\sqrt{3}}{2}}\\BD&=&\frac{400\sqrt{3}}{3}\end{array}

    ทำต่ออีก  ใน \(\triangle{ADB}\) เราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\frac{sin A\hat{D}B}{x}&=&\frac{sin B\hat{A}D}{BD}\\\frac{sin 20^{\circ}}{x}&=&\frac{sin 40^{\circ}}{BD}\\x&=&\frac{BDsin 20^{\circ}}{sin 40^{\circ}}\\x&=&\frac{400\sqrt{3}}{3}\times \frac{sin 20^{\circ}}{2sin 20^{\circ}cos 20^{\circ}}\\x&=&\frac{400\sqrt{3}}{3}\times \frac{1}{2 cos 20^{\circ}}\\x&\approx&122.88\end{array}

    นั่นคือ เรือสองลำหางกันประมาณ 122.88 เมตร


    ลองทำแบบฝึกหัดเพิ่มเติมครับผม

    1. พิเชษฐ์ยืนอยูห่างจากตึกหลังหนึ่ง 18 เมตร มองเห็นยอดตึกและยอดเสาอากาศซึ่งอยู่บนยอดตึกเป็นมุมเงย \(30^{\circ}\) และ \(60^{\circ}\) ตามลำดับ จงหาความสูงของเสาอากาศ

    วิธีทำ   จากรูปกำหนดให้ \(BC\) เป็นความสูงของตึก

    \(CD\) เป็นความสูงของเสาอากาศ

    \(A\) เป็นจุดที่พิเชษฐ์มองยอดตึกและยอดเสาอากาศ

    มุมเงย \(BAC=30^{\circ}\) และมุมเงย \(BAD=60^{\circ}\)

    จะเห็นว่าใน \(\triangle{ABD}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}BD&=&AB\tan 60^{\circ}\\&=&18\sqrt{3}\end{array}

    ใน \(\triangle{ABC}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}BC&=&AB\tan 30^{\circ}\\&=&\frac{18}{\sqrt{3}}\\&=&6\sqrt{3}\end{array}

    ดังนั้นจากรูปจะได้ว่า \(DC=18\sqrt{3}-6\sqrt{3}=12\sqrt{3}\)


    2. เรือสองลำทอดสมออยู่ห่างกัน 60 เมตร และอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันกับประภาคาร ทหารในเรือแต่ละลำมองเห็นยอดประภาคารเป็นมุมเงย \(45^{\circ}\) และ \(30^{\circ}\) จงหาว่าเรือลำที่อยู่ใกล้ประภาคารอยู่ห่างจากประภาคารเท่าไร

    วิธีทำ จากรูป กำหนดให้ \(AB\) เป็นประภาคารหลังนี้

    ให้ \(C\) และ \(D\) เป็นตำแหน่งที่เรือสองลำจอดอยู่ห่างกัน \(60\) เมตร

    มุมเงย \(ACB=45^{\circ}\) และมุมเงย \(ADB=30^{\circ}\)

    พิจารณา \(\triangle{ABC}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}BC&=&\frac{AB}{\tan 45^{\circ}}\\BC&=&AB\end{array}

    พิจารณา \(\triangle{ABD}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}BD&=&\frac{AB}{\tan 30^{\circ}}=\sqrt{3} AB\end{array}

    จากรูปจะเห็นว่า \(BD-BC=CD\)

    นั่นคือ \(\sqrt{3}AB-AB=60\)

    เนื่อง \(\sqrt{3}\approx 1.732\)

    ดังนั้น

    \begin{array}{lcl}1.732AB-AB&=&60\\0.732AB&=&60\\AB&=&\frac{60}{0.732}\\AB&\approx&81.97\end{array}

    อย่าลืมนะ \(AB=BC\) นั่นคือเรือลำที่อยู่ใกล้ประภาคารอยู่ห่างจากประภาคาร \(81.97\) เมตร


    3. \(A\) และ \(B\) เป็นจุดสองจุดที่อยู่ตรงข้ามกันของบึงแห่งหนึ่ง \(C\) เป็นจุดๆหนึ่งบนพื้นราบเดียวกัน ถ้าระยะ \(CA\) และ \(CB\) เท่ากับ \(3.2\) และ \(2.4\)   กิโลเมตร ตามลำดับ และวัดมุม \(ACB\) ได้ \(75^{\circ}\) จงหาความกว้างของบึงตามแนว \(AB\)

    วิธีทำ ข้อนี้ใช้กฎของโคไซน์ ได้เลยครับ จากรูปถ้าใช้กฎของโคไซน์จะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}AB^{2}&=&AC^{2}+BC^{2}-2AC\cdot BC \cos 75^{\circ}\\&=&(3.2)^{2}+(2.4)^{2}-2\times 3.2\times 2.4\times 0.2588\\&=&10.24+5.76-3.98\\AB&\approx&3.47\end{array}

    นั่นคือ บึงกว้าง \(3.47\) กิโลเมตร


    4.กำหนดให้ \(ABC\) เป็นรูปสามเหลี่ยม ซึ่งมี \(A\hat{C}B=60^{\circ}\) ลากเส้นตรงจากจุด \(A\) ไปพบด้าน \(BC\) ที่จุด \(D\) โดยทำให้ \(B\hat{A}D=30^{\circ}\) ถ้าระยะ \(BD\) ยาว \(3\) หน่วย และระยะ \(AD\) ยาว \(2\) หน่วย แล้ว ระยะ \(CD\) ยาวเท่ากับข้อใดต่อไปนี้

    1. \(\frac{4\sqrt{3}}{3}\)
    2. \(\frac{5\sqrt{3}}{3}\)
    3. \(\frac{7\sqrt{6}}{9}\)
    4. \(\frac{8\sqrt{6}}{9}\)

    วิธีทำ ข้อนี้ต้องวาดรูปครับเพื่อให้เห็นภาพชัดเจน สิ่งที่โจทย์ให้หาคือความยาวของ \(CD\) ผมกำหนดให้ยาว \(CD\) ยาว \(m\) แสดงว่าเรากำลังหาความยาวของ \(m\) นั่นเองคับ

    ข้อนี้ต้องความรู้เรื่องของ กฎของไซน์  หรือ กฎของโคไซน์  แต่ผมขอใช้กฎของไซน์นะคับน่าจะง่ายกว่า

  • เฉลย PAT1 เรื่องฟังก์ชันตรีโกณมิติ

    1. ถ้า \(cos\theta-sin\theta=\frac{\sqrt{5}}{3}\) แล้วค่าของ \(sin2\theta\) เท่ากับเท่าใด (pat 1 มี.ค 52/11)

    วิธีทำ  โจทย์ให้หาค่านี้คับ \(sin2\theta\)  ซึ่งเป็นมุมสองเท่าถ้าใครจำสูตรของมุมสองเท่าได้สบายเลยครับข้อนี้ซึ่งถ้าเราจำสูตรได้จะได้ว่า

    \[sin2\theta=2sin\theta cos\theta\]

    ดังนั้นข้อนี้ก็คือให้เราหาค่าของ \(2sin\theta cos\theta\) นั่นเองครับ 

    เริ่มจากสิ่งที่โจทย์ให้มาคือ  \(cos\theta-sin\theta=\frac{\sqrt{5}}{3}\)  แล้วทำไงต่อ ถ้าเจออย่างนี้ลองยกกำลังสองทั้งสองข้างดูเลยคับจะได้

    \begin{array}{lcl}(cos\theta-sin\theta)^{2}&=&(\frac{\sqrt{5}}{3})^{2}\\cos^{2}\theta-2sin\theta cos\theta+sin^{2}\theta&=&\frac{5}{9}\\ cos^{2}\theta+sin^{2}\theta-2sin\theta cos\theta&=&\frac{9}{5}\\-2sin\theta cos\theta&=&\frac{9}{5}-1\\-2sin\theta cos\theta&=&-\frac{4}{9}\\2sin\theta cos\theta&=&\frac{4}{9}\end{array}

    อย่าลืมเอกลักษณ์ตรีโกรมิตินะคับว่า  \(sin^{2}\theta+cos^{2}\theta=1\)

    ดังนั้นข้อนี้ก็เลยตอบ \(\frac{4}{9}\)  นั่นเอง


    2. กำหนดให้ ABC เป็นรูปสามเหลี่ยมที่มีมุม A เท่ากับ \(60^{\circ}\) , \(BC=\sqrt{6}\) และ \(AC=1\)  ค่าของ \(cos(2B)\) เท่ากับเท่าใด (pat 1 มี.ค.52/12)

    วิธีทำ  ยังไงข้อนี้ก็ต้องวาดรูปดูก่อนครับ เป็นสามเหลี่ยมใดๆที่มีมุม A,B,C ดังนี้

    จากรูปสามเหลี่ยมที่เขาให้มา ข้อนี้รู้เลยว่าต้องใช้กฎของไซน์หาคำตอบ ใครที่ยังไม่รู้ว่ากฎของไซน์ เป็นอย่างไรก็ไปอ่านตามลิงก่อน จากรูปและกฎของไซน์เราก็จะได้ว่า

    \(\frac{sinA}{\sqrt{6}}=\frac{sinB}{1}\)  ต่อไปก็แก้สมการเพื่อหาค่าของ \(sinB\) ออกมาก็จะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\frac{sinA}{\sqrt{6}}&=&\frac{sinB}{1}\\\frac{sin 60^{\circ}}{\sqrt{6}}&=&\frac{sinB}{1}\\sinB&=&\frac{1}{2\sqrt{2}}\end{array}

    เก็บค่าของ \(sinB\) เอาไว้ก่อนครับ ต่อไปเราก็ไปดูว่าโจทย์ให้เราหาอะไร  โจทย์ให้เราหาค่าของ \(cos2B\) ซึ่งเป็นมุมสองเท่าอีกแล้ว จำเป็นต้องจำสูตรสูตรมุมสองเท่าของฟังก์ชันตรีโกณมิติให้ได้นะครับ ซึ่งมุมสองเท่าของฟังก์ชันคอสก็จะมีหลายสูตรเลือกมาใช้ให้ถูกแล้วกันก็จะมีดังนี้

    \begin{array}{lcl}cos2B&=&cos^{2}B-sin^{2}B\\&=&2cos^{2}B-1\\&=&1-2sin^{2}B\end{array}

    ดังนั้นจากสิ่งที่เรามีอยู่คือ \(sinB=\frac{1}{2\sqrt{2}}\)  เราต้องใช้สูตรนี้นั่นเอง

    \begin{array}{lcl}cos2B&=&1-2sin^{2}B\\&=&1-2(\frac{1}{2\sqrt{2}})^{2}\\&=&1-2(\frac{1}{8})\\&=&1-\frac{2}{8}\\&=&\frac{3}{4}\end{array}


    3. ให้ \(-1\leq x\leq 1\) เป็นจำนวนจริงซึ่ง \(arccosx-arcsinx=\frac{\pi}{2552}\)  แล้วค่าของ \(sin\frac{\pi}{2552}\) เท่ากับข้อใดต่อไปนี้

    1. \(2x\)
    2. \(1-2x^{2}\)
    3. \(2x^{2}-1\)
    4. \(-2x\)

    วิธีทำ    จาก \(arccos x-arcsin x=\frac{\pi}{2552}\)  เราจะ take ฟังก์ชันไซน์เข้าไปทั้งสองข้างนะ จะได้

    \(sin(arccos x- arcsin x)=sin(\frac{\pi}{2552})\)

    และเพื่อความง่ายผมจะแทนค่าด้วยตัวแปรดังต่อไปนี้ คือ

    ให้

    \(arccos x=A\rightarrow cosA=x\)

    \(arcsin x=B\rightarrow sinB=x\)

    เราจึงได้ว่า

    \begin{array}{lcl}sin(A-B)&=&sin(\frac{\pi}{2552})\\sinAcosB-cosAsinB&=&sin\frac{\pi}{2552}\\(\sqrt{1^{2}-x^{2}})(\sqrt{1^{2}-x^{2}})-(x)(x)&=&sin(\frac{\pi}{2552})\\sin(\frac{\pi}{2552})&=&1^{2}-x^{2}-x^{2}\\sin(\frac{\pi}{2552})&=&1-2x^{2}\end{array}


    4. ค่าของ \(\left(\frac{sin30^{\circ}}{sin10^{\circ}}-\frac{cos30^{\circ}}{cos10^{\circ}}\right)\) เท่ากับข้อใดต่อไปนี้ (Pat1 ก.ค.52/11)

    1. -1
    2. 1
    3. 2
    4. -2

    วิธีทำ ข้อนี้ไม่ต้องคิดไรมากสิ่งที่ทำได้คือ การคูณไขว้ ดังนั้นจับคูณไขว้ก่อนเลยคับจะได้

    \[\frac{sin30^{\circ}cos10^{\circ}-cos30^{\circ}sin10^{\circ}}{sin10^{\circ}cos10^{\circ}}\]

    จากที่เราคูณไขว้กันข้างบน ถ้ามองดูดีๆ เราจะเห็นว่ามันเข้ากับสูตรนี้ใช่ไหม

    \(sin(A-B)=sinAcosB-cosAsinB\) ดังนั้น

    \(sin(30^{\circ}-10^{\circ})=sin30^{\circ}cos10^{\circ}-cos30^{\circ}sin10^{\circ}\)

    และสำหรับตัวส่วนสิ่งที่เราต้องมองให้เห็นคือ สูตรของมุมสองเท่าคือ

    \(2sinAcosA=sin2A\) ดังนั้น

    \(2sin10^{\circ}cos10^{\circ}=sin2(10^{\circ})=sin20^{\circ}\)

    ทำต่อเลยนะอย่างไรก็ทำความเข้าใจ ไม่ได้ก็ถามได้ครับ

    \begin{array}{lcl}\frac{sin30^{\circ}cos10^{\circ}-cos30^{\circ}sin10^{\circ}}{sin10^{\circ}cos10^{\circ}}&=&\frac{sin(30^{\circ}-10^{\circ})}{sin10^{\circ}cos10^{\circ}}\\&=&\frac{sin20^{\circ}}{sin10^{\circ}cos10^{\circ}}\\&=&\frac{2sin20^{\circ}}{2sin10^{\circ}cos10^{\circ}}\\&=&\frac{2sin20^{\circ}}{sin20^{\circ}}\\&=&2\end{array}


    5. ถ้า \((sin\theta +cos\theta)^{2}=\frac{3}{2}\) เมื่อ \(0 \leq \theta\leq\frac{\pi}{4}\) แล้ว \(arccos(tan3\theta)\) มีค่าเท่าใด

    วิธีทำ  แน่นอนการทำข้อนี้ต้องยกกำลังสองดูก่อนคับ

    \begin{array}{lcl}(sin\theta +cos\theta)^{2}&=&\frac{3}{2}\\sin^{2}\theta+2sin\theta cos\theta+cos^{2}\theta&=&\frac{3}{2}\\2sin\theta cos\theta&=&\frac{3}{2}-1\\sin2\theta&=&\frac{1}{2}\end{array}

    เนื่องจาก  \(0 \leq \theta\leq\frac{\pi}{4}\)

    ดังนั้น   \(0\leq 2\theta\leq\frac{\pi}{2}\) [เอา 2 คูณเข้า]

    จากสมการข้างบนเรารู้ว่า \(sin2\theta=\frac{1}{2}\)   และ \(2\theta\) ต้องอยู่ในช่วง \(0\leq 2\theta\leq\frac{\pi}{2}\)

    จาก \(sin2(15^{\circ})=\frac{1}{2}\)  ดั้งนั้น \(\theta=15^{\circ}\)

    โจทย์ให้เรา หาค่าของ \(arccos(tan3\theta)\) เราก็เอา \(\theta=15^{\circ}\) แทนค่าลงไปจะได้

    \begin{array}{lcl}arccos(tan3\theta )&=&arccos(tan3(15^{\circ}))\\&=&arccos(tan45^{\circ})\\&=&arccos(1)\\&=&0^{\circ}\end{array}


    6. ถ้า \(\frac{\sin^{4}x}{5}+\frac{\cos^{4}x}{7}=\frac{1}{12}\) สำหรับบาง \(x>0\) แล้วค่าของ \(\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}\) ตรงกับข้อใดต่อไปนี้ (Pat 1 พ.ย.57 ข้อ 29)

    วิธีทำ ข้อนี้เรานำสมการ \(\frac{\sin^{4}x}{5}+\frac{\cos^{4}x}{7}=\frac{1}{12}\) มาแก้สมการเพื่อหาค่าของ \(\sin^{2}x\) แสดงว่าตรงไหนที่เป็นค่า \(\cos x\) เราต้องเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของ \(\sin x\) ให้หมดครับ โดยใช้ความสัมพันธ์ที่ว่า

    \(\sin^{2}x+\cos^{2}x=1\) ดังนั้น

    \(\cos^{2}x=1-\sin^{2}x\) ครับผม

    เริ่มแก้สมการกันเลยครับ

    \begin{array}{lcl}\frac{\sin^{4}x}{5}+\frac{\cos^{4}x}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{(\sin^{2}x)^{2}}{5}+\frac{(\cos^{2}x)^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{(\sin^{2}x)^{2}}{5}+\frac{(1-\sin^{2}x)^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\end{array}

    เพื่อความสะดวกในการแก้สมการ ผมจะกำหนดให้ \(A=\sin^{2}x\) ดังนั้นเราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\frac{A^{2}}{5}+\frac{(1-A)^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{A^{2}}{5}+\frac{1-2A+A^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{7A^{2}+5(1-2A+A^{2})}{35}&=&\frac{1}{12}\\7A^{2}+5-10A+5A^{2}&=&\frac{35}{12}\\12A^{2}-10A+5&=&\frac{35}{12}\\12A^{2}-10A+5-\frac{35}{12}&=&0\\144A^{2}-120A+60-35&=&0\\144A^{2}-120A+25&=&0\\(12A-5)(12A-5)&=&0\\so\\A&=&\frac{5}{12}\end{array}

    จากที่เราให้ \(A=\sin^{2}x\) ดังนั้น

    \[\color{red}{\sin^{2}x}=\color{red}{\frac{5}{12}}\]

    ต่อไปโจทย์ให้เราหาค่าของ \(\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}\) แต่ก่อนจะหาเราต้องทำการจัดรูปก่อนคับโดยใช้สูตรพวกมุมสองเท่า สูตรมุมสองเท่าของฟังก์ชันตรีโกณมิติ คือ

    \(\sin 2x=2\sin x\cos x\) และ

    \(\cos 2x=\cos^{2}x-\sin^{2}x\)

    ดังนั้นจากที่โจทย์ให้หาเราจะได้ว่า

    พิจารณา \(\sin^{2}(2x)\) จะได้

    \begin{array}{lcl}\sin^{2}(2x)&=&(\sin 2x)^{2}\\&=&(2\sin x\cos x)^{2}\\&=&2^{2}\sin^{2}x\cos^{2}x\\&=&4\sin^{2}x(1-\sin^{2}x)\\&=&4\times \frac{5}{12}\times (1-\frac{5}{12})\\&=&2\times \frac{5}{12}\times \frac{7}{12}\\&=&\frac{35}{36}\end{array}

    ดังนั้น \(\sin^{2}(2x)=\frac{35}{36}\)

    พิจารณา \(\cos^{2}(2x)\) จะได้

    \begin{array}{lcl}\cos^{2}(2x)&=&(\cos 2x)^{2}\\&=&(\cos^{2}x-sin^{2}x)^{2}\\&=&(1-\sin^{2}x-\sin^{2}x)^{2}\\&=&(1-2\sin^{2}x)^{2}\\&=&(1-2(\frac{5}{12}))^{2}\\&=&(1-\frac{10}{12})^{2}\\&=&\frac{1}{36}\end{array}

    ต่อไปเราเอาค่าที่เราหาด้านบนไปแทนในนี้ \(\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}&=&\frac{35}{36}\times \frac{1}{5}+\frac{1}{36}\times\frac{1}{7}\\&=&\frac{25}{126}\quad\underline{Ans}\end{array}


    7. กำหนดให้ \(x\) เป็นจำนวนจริงโดยที่ \(\sin x+\cos x=\frac{4}{3}\)

    ถ้า \((1+\tan^{2} x)\cot x=\frac{a}{b}\) เมื่อ \(a\) และ \(b\) เป็นจำนวนเต็มโดยที่ ห.ร.ม. ของ \(a\) และ \(b\) เท่ากับ \(1\) แล้ว \(a^{2}+b^{2}\) เท่ากับเท่าใด [Pat 1 มี.ค.56 ข้อ 28]

    วิธีทำ ข้อนี้ใครที่ไม่เคยฝึกทำโจทย์เลย บอกเลยว่าเริ่มต้นไม่เป็นแน่นอน ฉะนั้นควรฝึกทำโจทย์เยอะๆจะได้เริ่มต้นถูกนะคับ  เริ่มต้นวิธีการทำคือ เอาสมการนีั \(\sin x+\cos x=\frac{3}{4}\) มายกกำลังสองครับจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\sin x+\cos x&=&\frac{4}{3}\\(\sin x+\cos x)^{2}&=&(\frac{4}{3})^{2}\\\sin^{2}x+2\sin x\cos x+\cos^{2}x&=&\frac{16}{9}\\\sin^{2}x+\cos^{2}x+2\sin x\cos x&=&\frac{16}{9}\\1+2\sin x\cos x&=&\frac{16}{9}\\2\sin x\cos x&=&\frac{16}{9}-1\\2\sin x\cos x&=&\frac{7}{9}\\\sin x\cos x&=&\frac{7}{18}\quad\cdots (1)\end{array}

    ก่อนจะทำต่อ เราต้องรู้สูตรพวกนี้ก่อนคับ

    \(\sin^{2}x+\cos^{2}x=1\)

    \(\sec^{2}x-tan^{2}x=1\)

    \(\cot x=\frac{\cos x}{\sin x}\)

    \(\sec x=\frac{1}{\cos x}\)

    ต่อไปเราก็เริ่มหาค่าของ \(a\) และ \(b\) ซึ่งก็เริ่มหาจากสมการนี้ \((1+\tan^{2} x)\cot x=\frac{a}{b}\) เริ่มเลยคับ

    \begin{array}{lcl}(1+\tan^{2}x)\cot x&=&\frac{a}{b}\\(1+\sec^{2}-1)\cot x&=&\frac{a}{b}\\(\frac{1}{\cos^{2}x})\frac{\cos x}{\sin x}&=&\frac{a}{b}\\\frac{1}{\cos^{2}}\frac{\cos x}{\sin x}&=&\frac{a}{b}\\\frac{1}{\cos x\sin x}&=&\frac{a}{b}\\\sin x\cos x&=&\frac{b}{a}\\ from \quad (1)\\ \frac{7}{18}&=&\frac{b}{a}\\so\\b=7\quad and\quad a=18\\a^{2}=324\quad b^{2}=49\\a^{2}+b^{2}&=&324+49\\&=&373\quad\underline{Ans}\end{array}


    8.ถ้า \(x\) และ \(y\) เป็นจำนวนจริงที่สอดคล้องกับสมการ \(3\sin(x-y)=2\sin(x+y)\) แล้ว \((\tan^{3}x)(\cot^{3}y)\) เท่ากับเท่าใด (Pat1 มี.ค.57 ข้อ 23)

    วิธีทำ ข้อนี้ไม่มีอะไรมากสามารถเก็บคะแนนได้แบบสบายๆ โดยใช้ความรู้ของพวกฟังก์ชันตรีโกณมิติของผลบวกและผลต่างของมุมหรือจำนวนจริง  ต้องจำสูตรพวกนี้ให้ได้เช่น

    \[\sin (A-B)=\sin A\cos B-\cos A\sin B\]

    \[\sin(A+B)=\sin A\cos B+\cos A\sin B\]

    เรามาเริ่มทำกันเลยครับเริ่มจากสมการที่โจทย์ให้มาเลย

    \begin{array}{lcl}3\sin(x-y)&=&2\sin(x+y)\\3\left[\sin x\cos y-\cos x\sin y\right]&=&2\left[\sin x\cos y+\cos x\sin y\right]\\3\sin x\cos y-3\cos x\sin y&=&2\sin x\cos y+2\cos x\sin y\\3\sin x\cos y-2\sin x\cos y&=&2\cos x\sin y+3\cos x\sin y\\\sin x\cos y&=&5\cos x\sin y\\\frac{\color{red}{\sin x}\color{green}{\cos y}}{\color{red}{\cos x}\color{green}{\sin y}}&=&5\\\color{red}{\tan x}\color{green}{\cot y}&=&5\\so\\\left[\tan x\cot y\right]^{3}&=&5^{3}\\\tan^{3}x\cot^{3}y&=&125\quad\underline{Ans}\end{array}

    ดูคลิปประกอบครับ