「角度から値」か「値から角度」かを選んで入力してください。計算すると、結果と一緒に単位円の図も表示されます。
目次
このページでできること
- 角度 \(\theta\)(度)を入れるだけで、\(\sin\theta\)・\(\cos\theta\)・\(\tan\theta\) の値をまとめて計算できます。\(30^\circ\)・\(45^\circ\)・\(60^\circ\)・\(120^\circ\) などの代表的な角は \(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\) のような厳密値と小数の両方で表示します
- 逆に「\(\sin\theta = 0.5\) になる角度は?」のように、三角比の値から角度を求めることもできます(数学Iで扱う \(0^\circ\)〜\(180^\circ\) の範囲。該当する角度が2つある場合は両方表示します)
- 負の角度や \(360^\circ\) を超える角度にも対応。角度は度が主で、ラジアン(弧度法)も併記します
- 計算結果には単位円の図が付き、\(\sin\theta\)・\(\cos\theta\) が円のどこの長さなのか一目でわかります
- 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
道路標識の「10%」という勾配表示は、「水平に100m進むと10m上がる」という意味で、まさに \(\tan\theta = 0.1\) のことです。バリアフリー法が屋外の車いす用スロープの目安とする「1/12勾配」も \(\tan\theta = \dfrac{1}{12}\)(角度にして約 \(4.8^\circ\))を表しています。
「角度」よりも「タンジェントの値」の方が、高さと距離からすぐ計算できて実務で扱いやすいため、傾きの表示には三角比がそのまま使われています。
直接メジャーを当てられない高いものの高さは、「距離」と「見上げる角度(仰角)」から 高さ = 距離 × \(\tan\theta\) で求められます。例えば木から 20m 離れた地点で仰角が \(30^\circ\) なら、目の高さから上の部分は \(20 \times \tan 30^\circ \fallingdotseq 11.5\)m です。
土地の測量や地図作りで使われる「三角測量」は、この考え方で角度の測定から距離や位置を割り出す技術です。測量現場で使われるトータルステーションなどの測量機器も、測った角度と距離から三角比で座標を計算しています。
斜面に置いた物体には重力がまっすぐ下向きにはたらきますが、物理では、これを「斜面に沿って滑り落ちようとする成分(重力 × \(\sin\theta\))」と「斜面に垂直に押し付ける成分(重力 × \(\cos\theta\))」に分解して考えます。
傾きが \(30^\circ\) の斜面なら、滑り落ちようとする力は重力の \(\sin 30^\circ = \dfrac{1}{2}\)、つまり半分です。坂道での駐車ブレーキの効き、スキー場の斜度と滑る速さなど、斜面の物理はすべてこの分解が出発点になります。
ゲームで「角度 \(\theta\) の方向に速さ \(v\) で移動する」を計算するとき、コンピュータは横方向に \(v \times \cos\theta\)、縦方向に \(v \times \sin\theta\) ずつ座標を動かしています。シューティングゲームの弾の軌道、レーダーチャートの頂点の配置、時計の針の描画など、「角度から位置を求める」処理はすべて sin・cos です。
単位円の定義(\(x = \cos\theta,\ y = \sin\theta\))そのものが、画面上の回転・円運動のプログラムになっています。
日本の建築では屋根の傾きを「4寸勾配」(水平に10進むと4上がる= \(\tan\theta = 0.4\)、約 \(21.8^\circ\))のように表します。勾配が決まると、屋根材に必要な長さは水平の長さ ÷ \(\cos\theta\) で計算でき、雨仕舞い(雨水の流れやすさ)や積雪の滑落、材料の量がすべてこの値から見積もられます。
大工道具の「さしがね」を使った伝統的な勾配の墨付けも、直角三角形の辺の比=三角比の考え方そのものです。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(\theta\) | シータ | 角度を表すのによく使われるギリシャ文字(角度に \(\theta\) を使う理由には定説がありません)。角度の文字には \(\theta\) のほか \(\alpha\)(アルファ)・\(\beta\)(ベータ)も使われます。 |
| \(\sin\theta\) | サイン・シータ (正弦) | 角 \(\theta\) の正弦。直角三角形の「対辺 ÷ 斜辺」、単位円では点 \(P\) の \(y\) 座標です。sin はラテン語の sinus(入り江・ふところ)に由来するといわれます。 |
| \(\cos\theta\) | コサイン・シータ (余弦) | 角 \(\theta\) の余弦。直角三角形の「隣辺 ÷ 斜辺」、単位円では点 \(P\) の \(x\) 座標です。co- は complementary(余角の)の頭で、「余角 \(90^\circ - \theta\) のサイン」という意味です。 |
| \(\tan\theta\) | タンジェント・シータ (正接) | 角 \(\theta\) の正接。直角三角形の「対辺 ÷ 隣辺」で、直線の傾きにあたります。tangent は「接する」という意味のラテン語に由来し、単位円の接線の上に現れる長さであることから名付けられたといわれます。 |
| \(a,\ b,\ c\) | エー・ビー・シー | このページでは直角三角形の3辺。\(a\) が対辺(角 \(\theta\) の向かいの辺)、\(b\) が隣辺(角 \(\theta\) のとなりの辺)、\(c\) が斜辺です。 |
| \(P(x,\ y)\) | ピー・エックス・ワイ | 単位円と動径の交点。\(P\) は point(点)の頭文字です。この点の \(x\) 座標が \(\cos\theta\)、\(y\) 座標が \(\sin\theta\) になります。 |
| \(O\) | オー | 原点(座標 \((0, 0)\) の点)。origin(原点)の頭文字です。単位円の中心であり、動径の回転の中心でもあります。 |
| \(\sqrt{2},\ \sqrt{3}\) | ルート2・ルート3 (平方根) | 2乗すると 2・3 になる正の数(\(\sqrt{2} \fallingdotseq 1.414,\ \sqrt{3} \fallingdotseq 1.732\))。三角定規の辺の比に現れるため、代表的な角の三角比の厳密値にもこの2つがよく出てきます。 |
| \(^\circ\)(度) | ど | 角の大きさの単位(度数法)。1回転を \(360^\circ\) と決めた測り方で、日常でも使われる最もなじみのある角度の表し方です。 |
| \(\pi\) | パイ | 円周率(\(\fallingdotseq 3.14159\))。ラジアン(弧度法)で角度を表すときに使われ、\(180^\circ = \pi\) ラジアンです。ギリシャ語で「周」を意味する語の頭文字に由来するといわれます。 |
用語
| 三角比 | さんかくひ | 直角三角形の2辺の比(割合)のこと。sin・cos・tan の3つが基本で、角度が決まれば三角形の大きさによらず値が1つに決まります。高校では数学Iで学びます。 |
| 正弦 | せいげん | sin の日本語名。「弦」は円の2点を結ぶ線分のことで、正弦は「弦の半分」に由来するといわれます。 |
| 余弦 | よげん | cos の日本語名。「余」は余角(足すと 90° になる角)に由来し、余角の正弦(\(\cos\theta = \sin(90^\circ - \theta)\))という意味です。 |
| 正接 | せいせつ | tan の日本語名。「接」は円の接線に由来し、単位円に引いた接線の長さとして表せることによります。 |
| 斜辺 | しゃへん | 直角三角形で、直角の向かい側にある一番長い辺。sin・cos の定義では割る数(分母)になります。 |
| 対辺 | たいへん | 注目している角 \(\theta\) から見て、向かい側にある辺。どの辺が対辺かは「どの角に注目するか」で入れ替わることに注意してください。 |
| 隣辺 | りんぺん | 注目している角 \(\theta\) から見て、となりにある辺(直角をはさむ辺のうち斜辺でない方)。どの辺が隣辺かは「どの角に注目するか」で入れ替わることに注意してください。 |
| 単位円 | たんいえん | 原点を中心とする半径 1 の円。半径を 1 にそろえることで、「対辺 ÷ 斜辺」の割り算をしなくても、点の座標がそのまま sin・cos の値になります。90° 以上の角に三角比を広げるための道具です。 |
| 動径 | どうけい | 原点から出て、\(x\) 軸の正の向きから角 \(\theta\) だけ回した半直線。「回る半径」という意味で、角の大きさを図の上で表します。 |
| 鈍角 | どんかく | 90° より大きく 180° より小さい角。鈍角の三角比は直角三角形では定義できないため、単位円を使って定めます。cos・tan は鈍角で負の値になります。 |
| 直角三角形 | ちょっかくさんかっけい | 1つの角が直角(90°)の三角形。三角比のもともとの定義の舞台で、残り2つの角は足すと 90° になります。 |
| 三角定規 | さんかくじょうぎ | 45°・45°・90° の直角二等辺三角形(辺の比 \(1 : 1 : \sqrt{2}\))と、30°・60°・90° の三角形(辺の比 \(1 : 2 : \sqrt{3}\))の2枚組。代表的な角の三角比の厳密値は、この2枚の辺の比から求められます。 |
| 有理化 | ゆうりか | 分母から根号(ルート)をなくす変形。\(\dfrac{1}{\sqrt{2}}\) の分母と分子に \(\sqrt{2}\) を掛けると \(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\) になります。どちらも同じ値で、教科書では \(\dfrac{1}{\sqrt{2}}\) のまま書くことも、有理化して書くこともあります。 |
| 度数法 | どすうほう | 1回転を 360° と決めて角度を測る方法。このページの入力・出力の主役です。360 という数は約数が多く(半分・3等分・4等分…がすべて整数になる)、古代から使われてきました。 |
| 弧度法 (ラジアン) |
こどほう(ラジアン) | 半径 1 の円の弧の長さで角度を測る方法。\(180^\circ = \pi\) ラジアンで、\(60^\circ = \dfrac{\pi}{3}\) のように \(\pi\) の分数で表します。高校では数学IIから使われ、微分・積分では弧度法が主役になるため、このページでも併記しています。 |
| 逆三角関数 | ぎゃくさんかくかんすう | 「sin θ = 0.5 になる θ は?」のように、三角比の値から角度を逆に求める関数。アークサイン(\(\sin^{-1}\)・arcsin)などと呼ばれ、関数電卓やExcelにも入っています。このページの「値から角度」の計算がこれにあたります。 |
| 有名角 | ゆうめいかく | 30°・45°・60°・90°・120° … のような、三角比が厳密値(分数と根号)で書ける代表的な角の通称。三角定規の形に由来する角と、その 180° − θ などの組み合わせです。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。
| 比と割合(小学5〜6年) |
|
| 座標(中学1年) |
|
| 円(中学1年) |
|
| 相似(中学3年) |
|
| 三平方の定理(中学3年) |
|
| 平方根(中学3年) |
|
Excelで計算する方法
| 対辺 a | 3 |
| 斜辺 c | 5 |
| sin θ = a ÷ c | =B1/B2 |
| 隣辺 b | 4 |
| 斜辺 c | 5 |
| cos θ = b ÷ c | =B1/B2 |
| 対辺 a | 3 |
| 隣辺 b | 4 |
| tan θ = a ÷ b | =B1/B2 |
| 角度 θ(度) | 60 |
| sin θ | =SIN(RADIANS(B1)) |
| cos θ | =COS(RADIANS(B1)) |
| tan θ | =TAN(RADIANS(B1)) |
| sin θ の値 | 0.5 |
| 角度①(度) | =DEGREES(ASIN(B1)) |
| 角度②(度) | =180-B2 |
1〜3つ目の表は、辺の比が 3 : 4 : 5 の直角三角形の例で、答えは順に 0.6・0.8・0.75 になります。
4つ目の表は角度 60° の例で、sin θ = 0.8660…・cos θ = 0.5・tan θ = 1.7320… になります。
5つ目の表は sin θ = 0.5 になる角度を求める例で、角度①が 30、角度②が 150 になります(0°〜180° では左右対称の2つの角が同じ sin の値を持つため)。cos の場合は「=DEGREES(ACOS(B1))」の1つだけ、tan の場合は「=DEGREES(ATAN(B1))」(答えが負になったら 180 を足す)で求められます。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 対辺 a | 3 |
| 斜辺 c | 5 |
| sin θ = a ÷ c | =B1/B2 |
| 隣辺 b | 4 |
| 斜辺 c | 5 |
| cos θ = b ÷ c | =B1/B2 |
| 対辺 a | 3 |
| 隣辺 b | 4 |
| tan θ = a ÷ b | =B1/B2 |
| 角度 θ(度) | 60 |
| sin θ | =SIN(RADIANS(B1)) |
| cos θ | =COS(RADIANS(B1)) |
| tan θ | =TAN(RADIANS(B1)) |
| sin θ の値 | 0.5 |
| 角度①(度) | =DEGREES(ASIN(B1)) |
| 角度②(度) | =180-B2 |
Pythonで計算する方法
import math
# 角度から sin・cos・tan の値を求める
angle_degree = 60
angle_radian = math.radians(angle_degree) # mathモジュールの三角関数はラジアンで受け取る
print(f"sin {angle_degree}° = {math.sin(angle_radian)}")
print(f"cos {angle_degree}° = {math.cos(angle_radian)}")
print(f"tan {angle_degree}° = {math.tan(angle_radian)}")
# 三角比の値から角度を求める(0°〜180°の範囲)
sin_value = 0.5
angle_first = math.degrees(math.asin(sin_value)) # アークサイン。答えはラジアンなので度に直す
angle_second = 180 - angle_first # sin(180° − θ) = sin θ なのでもう1つの角
print(f"sin θ = {sin_value} になる角度: {angle_first}° と {angle_second}°")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
sin θ = a/c
\sin\theta = \dfrac{a}{c}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>θ</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>a</mi><mi>c</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
sin theta = a/c
Sin[30 Degree]
sin(30*Pi/180);
sind(30)
sin θ = a/c
cos θ = b/c
\cos\theta = \dfrac{b}{c}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>cos</mi><mo>⁡</mo><mi>θ</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>b</mi><mi>c</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
cos theta = b/c
Cos[30 Degree]
cos(30*Pi/180);
cosd(30)
cos θ = b/c
tan θ = a/b
\tan\theta = \dfrac{a}{b}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>tan</mi><mo>⁡</mo><mi>θ</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>a</mi><mi>b</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
tan theta = a/b
Tan[30 Degree]
tan(30*Pi/180);
tand(30)
tan θ = a/b
cos θ = x, sin θ = y(単位円上の点 P(x, y))
\cos\theta = x,\quad \sin\theta = y
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>cos</mi><mo>⁡</mo><mi>θ</mi><mo>=</mo><mi>x</mi>
<mo>,</mo>
<mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>θ</mi><mo>=</mo><mi>y</mi>
</mrow>
</math>
cos theta = x, sin theta = y
{Cos[120 Degree], Sin[120 Degree]}
evalf([cos(120*Pi/180), sin(120*Pi/180)]);
[cosd(120), sind(120)]
cos θ = x, sin θ = y
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは数学(三角比)の計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 1. sin 135°・cos 135°・tan 135° の値を求めてください。厳密値(分数と根号)と小数の両方で示してください。 2. 0° ≦ θ ≦ 180° の範囲で、sin θ = 0.5 になる角度 θ をすべて求めてください。 Pythonでは math モジュールを使い、度をラジアンに直してから計算してください。計算に使った式と実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの三角比の値を、自分の手で求められるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
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クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
