2012/05/11

三角関数の加法定理の証明

三角関数の加法定理の証明。
教科書に書いてあった証明がキモチワルイので…いろいろ考えてみた。
教科書のやりかたは、ココに書いてあるのと似ています。

①ベクトルを使ってみる

この図で、
です。
ここで、aベクトルはベクトル(cosα, sinα)と平行で、大きさは 1×cosβ=cosβだから
また、bベクトルは(cosα, sinα)ベクトルと直交するベクトル(-sinα, cosα)と平行で、大きさは 1×sinβ=sinβだから
よって


よって、
 sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
 cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
が得られました。
(ここで、それぞれβ=-βを代入すれば sin(α-β)、cos(α-β)が、
 sin(α+β)/cos(α+β)を計算すれば tan(α+β)が得られます。)

②一次変換を使ってみる

ベクトル(cos(α+β), sin(α+β))は、ベクトル(cosα, sinα)をβ回転させたものです。
だから、

よって、
 sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ
 cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ
が得られました。





2つしか思いつきませんでした…
他にもいろいろとやり方がありそうですね。

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