<例題>次の等式を証明せよ。 tan2θ−sin2θ=tan2θsin2θ
<証明>cosθ=x、sinθ=y と置くと、
cos2θ+sin2θ=1 から、x2+y2=1
上の式から、
tan2θ−sin2θ−tan2θsin2θ
=sin2θ/cos2θ−sin2θ−(sin2θ/cos2θ)sin2θ
=y2/x2−y2−(y2/x2)y2
=y2(1/x2−1−y2/x2)
=y2(1−x2−y2)/x2
=y2{1−(x2+y2)}/x2
=y2{1−1}/x2 ∵ x2+y2=1
=y2{0}/x2
=0
∴ tan2θ−sin2θ=tan2θsin2θ
<例題>次の等式を証明せよ。 sin2θ÷(1+cos2θ)=tanθ
<証明>cosθ=x、sinθ=y と置くと、
cos2θ+sin2θ=1 から、x2+y2=1
上の式と加法定理から、
sin2θ÷(1+cos2θ)=(2cosθsinθ)/(1+cos2θ−sin2θ)
=(2xy)/(1+x2−y2)
=(2xy)/(x2+y2+x2−y2)
=(2xy)/(2x2)
=y/x
=sinθ/cosθ
=tanθ
∴ sin2θ÷(1+cos2θ)=tanθ
<例題>{1+sinθ−cosθ}/{1+sinθ+cosθ}=tan(θ/2) を証明せよ。
<証明>cos(θ/2)=x、sin(θ/2)=y と置くと、
cos2(θ/2)+sin2(θ/2)=1 から、x2+y2=1
上の式と加法定理から、
{1+sinθ−cosθ}/{1+sinθ+cosθ}
={1+2sin(θ/2)cos(θ/2)−cos2(θ/2)+sin2(θ/2)}
÷{1+2sin(θ/2)cos(θ/2)+cos2(θ/2)−sin2(θ/2)}
={1+2yx−x2+y2}÷{1+2xy+x2−y2}
={1−x2+2yx+y2}÷{1−y2+2xy+x2}
={y2+2yx+y2}÷{x2+2xy+x2}
={2y2+2yx}÷{2x2+2xy}
={2y(y+x)}÷{2x(x+y)}
=y÷x
=sin(θ/2)÷cos(θ/2)
=tan(θ/2)
∴ {1+sinθ−cosθ}/{1+sinθ+cosθ}=tan(θ/2)
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