数学
高校生

sin²θ/2=1/2(1-cosθ)になるまでの途中式を教えてほしいです。又、cos²θ/2やtan²θ/2の場合もできたらお願いします。

三角関数

回答

どこから証明したらいいかわかりませんが…
とりあえず、2倍角の公式から式変形します。

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cos2θ=1-2sin²θ この公式を変形します。
→ 2sin²θ=1-cos2θ
→ sin²θ=(1-cos2θ)/2
θ=x/2 におきかえて
→ sin²(x/2)=(1-cosx)/2
θ=x/2にして
→ sin²(θ/2)=(1-cosθ)/2
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cos2θ=2cos²θ-1 この公式を変形します。
→ 2cos²θ=cos2θ+1
→ cos²θ=(cos2θ+1)/2
θ=x/2に置き換えて
→ cos²(x/2)=(cos2(x/2)+1)/2
→ cos²(x/2)=(cosx+1)/2
xをθにして
→ cos²(θ/2)=(cosθ+1)/2
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tanθ=sinθ/cosθを使います。
θ=x/2として
tan(x/2)=sin(x/2)/cos(x/2)
両辺2乗して
tan²(x/2)=sin²(x/2)/cos²(x/2)
上記で求めた式を代入して
tan²(x/2)={(1-cosx)/2}/{(cosx+1)/2}
   =(1-cosx)/(cosx+1)
xをθにして
tan²(θ/2)=(1-cosθ)/(1+cosθ)   

cos2θ=2cos²θ-1=1-2sin²θ の証明が必要なら、加法定理を用います。 

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この質問の意図は、「半角の公式を導出してください」ということでしょうか?でしたら2倍角の公式よりcosθ=1-2sin²θ/2なのでsin²θ/2について解けば導けます。他2つについてもこの考え方が分かれば直ぐに出せると思います!

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