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最初の式変形の方針が間違っているからですね。
一応解答は作りましたが京都大学の問題でパパッと作ったので減点箇所あるかもです。
もう一つ、max.minを求められるときは微分でその式を調べましょう。平方完成も場合によってはいいんですがこの場合cosθを2乗しているためt=1/2でとる最小値のところがcosθ=±1/√2となりθ=3/4.1/4の2つが候補に上がってきてしまいます。
θ=3/4πと1/4πの吟味は面倒なので二乗したときは気をつけてください
訂正:θ=7/4π、1/4πでしたねごめんなさい
ありがとうございます!cos二乗Θをtとおいたら解けないのはどうしてですか、?