15-3.三角関数

1. 同じ角の三角関数 sin2α+cos2α=1 sin α * cosec α=1
sec2α−tan2α=1 cos α * sec α=1
cosec2α−cot2α=1 tan α * cot α=1
sin α / cos α=tan α cos α / sin α=cot α
2. 1つの三角関数を(同じ角の)他の三角関数で表わすこと

(これらの公式の根号の前には,α がどの象限の角であるかに従って「+」あるいは「−」の符号をつけなければならない。)
sin α = (1−cos2α)0.5
    = tan α /(1+tan2α)0.5
    = 1 / (1+cot2α)0.5
    = (sec2α−1)0.5 / sec α
    = 1 / cosec α
tan α = sin α / (1−sin2α)0.5
    = (1−cos2α)0.5 / cos α
    = 1 / cot α
    = (sec2α−1)0.5
    = 1 / (cosec2α−1)0.5
cos α = (1−sin2α)0.5
    = 1 /(1+tan2α)0.5
    = cot α / (1+cot2α)0.5
    = 1 / sec α
    = (cosec2α−1)0.5 / cosec α
cot α = (1−sin2α)0.5 / sin α
    = cos α / (1−cos2α)0.5
    = 1 / tan α
    = 1 / (sec2α−1)0.5
    = (cosec2α−1)0.5
3. 角の和および差の三角関数(加法定理) sin (α±β) = sin α cos β ± cos α sin β
cos (α+β) = cos α cos β − sin α sin β
cos (α−β) = cos α cos β + sin α sin β
tan (α+β) = (tan α + tan β) / (1 − tan α tan β)
tan (α−β) = (tan α − tan β) / (1 + tan α tan β)
cot (α+β) = [(cot α cot β) − 1] / (cot β + cot α)
cot (α−β) = [(cot α cot β) + 1] / (cot β − cot α)
sin (α+β+γ) = sin α cos β cos γ + cos α sin β cos γ + cos α cos β sin γ − sin α sin β sin γ
cos (α+β+γ) = cos α cos β cos γ − sin α sin β cos γ − sin α cos β sin γ − cos α sin β sin γ
4. 倍角の三角関数 sin 2α = 2sin α cos α cos 2α = cos2 α − sin2α
sin 3α = 3sin α − 4sin3α cos 3α = 4cos3 α − 3cos α
sin 4α = 8cos3 α sin α − 4cos α sin α cos 4α = 8cos4 α − 8cos2 α + 1
tan 2α = 2tan α /(1−tan2 α)
tan 3α = (3tan α − tan3 α) / (1−3tan2 α)
tan 4α = (4tan α − 4tan3 α) / (1−6tan2 α + tan4 α)
cot 2α = (cot2 α − 1) /(2cot α)
cot 3α = (cot3 α − 3cot α) / (3cot2 α − 1)
cot 4α = (cot4 α − 6cot2 α + 1) / (4cot3 α − 4cot α)
5.半角の三角関数 sin (α/2) = [(1 − cos α) / 2]0.5
cos (α/2) = [(1 + cos α) / 2]0.5
tan (α/2) = [(1 − cos α) / (1+cos α)]0.5 = (1 − cos α) / sin α = sin α / (1 + cos α)
cot (α/2) = [(1 + cos α) / (1−cos α)]0.5 = (1 + cos α) / sin α = sin α / (1 − cos α)
6. 三角関数の和と差 sin α + sin β = 2sin[(α + β)/2] * cos[(α−β)/2]
sin α − sin β = 2cos[(α + β)/2] * sin[(α−β)/2]
cos α + cos β = 2cos[(α + β)/2] * cos[(α−β)/2]
cos α − cos β = -2sin[(α + β)/2] * sin[(α − β)/2]
tan α ± tan β = sin (α ± β) / (cos α cos β)
cot α ± cot β = ±sin (α ± β) / (sin α sin β)
tan α + cot β = cos (α − β) / (cos α sin β)
cot α − tan β = cos (α + β) / (sin α cos β)
7. 三角関数の積 sin α sin β = [cos(α − β) − cos(α + β)] / 2
cos α cos β = [cos(α − β) + cos(α + β)] / 2
sin α cos β = [sin(α − β) + sin(α + β)] / 2
sin α sin β sinγ = [sin(α + β − γ) + sin(β + γ − α) + sin(γ + α − β) − sin(α + β + γ)] / 4
sin α cos β cosγ = [sin(α + β − γ) − sin(β + γ − α) + sin(γ + α − β) − sin(α + β + γ)] / 4
sin α sin β cosγ = [-cos(α + β − γ) + cos(β + γ − α) + cos(γ + α − β) + cos(α + β + γ)] / 4
cos α cos β cosγ = [cos(α + β − γ) + cos(β + γ − α) + cos(γ + α − β) + cos(α + β + γ)] / 4
8. 三角関数の累乗 sin2α = (1 − cos2α) / 2 cos2α = (1 + cos2α) / 2
sin3α = (3sinα − sin3α) / 4 cos3α = (cos3α + 3cosα) / 4
sin4α = (cos4α − 4cos2α+ 3) / 8 cos4α = (cos4α + 4cos2α+ 3) / 8
引用文献:「基礎数学ハンドブック」 (宮本敏雄 松田信行 訳編) 代数および幾何 第170頁 三角法の基本公式より引用。