二次元の座標系において,ある点(x, y)について原点を中心として反時計回りに角度 θ だけ回転させたときの点(x′, y′)は式 5 で表される。
式 5: x′ = x cos θ − y sin θ, y′ = x sin θ + y cos θ
図 5 に示すとおり,点 P(1.08,0.91)について原点 O を中心として反時計回りに 30° 回転させたとき,回転後の点 P′(x′p,y′p)を表す座標値は幾らか。最も近い数値の組合せを次の 1 ~ 5 の中から選べ。なお,関数の値が必要な場合は,巻末の関数表を使用すること。

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解説
💡 反時計回り θ の回転: x′ = x cosθ − y sinθ、y′ = x sinθ + y cosθ。原点からの距離が変わらないことで検算。
回転行列をそのまま使う計算問題。式 5 に数値を入れるだけだが、sin と cos の取り違えと、符号(x′ の式だけマイナス)に気をつける。
① 使う関数値
θ = 30° なので、関数表から cos 30° = 0.86603、sin 30° = 0.50000。
② x′ を計算
x′ = 1.08 × 0.86603 − 0.91 × 0.50000 = 0.9353 − 0.4550 = 0.480
③ y′ を計算
y′ = 1.08 × 0.50000 + 0.91 × 0.86603 = 0.5400 + 0.7881 = 1.328
④ 検算
回転しても原点からの距離は変わらない。回転前は √(1.08² + 0.91²) = √1.9945 ≒ 1.412、回転後は √(0.480² + 1.328²) = √1.994 ≒ 1.412 で一致する。
(x′, y′) = (0.48, 1.33) に最も近いのは 選択肢 3。
※ 選択肢 4 の y′ = 1.73 は tan 60° に由来する値で、「原点からの距離が変わらない」検算をすれば即座に除外できる。